CN113233070B - 基于物联网的联机堆垛机控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明为基于物联网的联机堆垛机控制方法及系统，包括：货架单元获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；货架子单元向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据搜寻命令发送任务状态、运送量至货架子单元，货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；转运货台单元根据唯一配对码规划目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至目标堆垛机；由货架子单元进行堆垛机的查找，最后进行任务执行，避免了直接对堆垛机的反复交互过程，使得整过过程调度更加顺畅。

Description

基于物联网的联机堆垛机控制方法及系统

技术领域

本发明涉及用于立体仓库中堆垛机的控制方法技术领域，特别是涉及一种基于物联网的联机堆垛机控制方法及系统。

背景技术

随着我国物流行业的迅速发展，立体仓库因具有节约用地、减轻劳动强度、降低储运损耗、提高物流效率、提高仓储自动化水平及管理水平等优点，在物流企业中被广泛应用。堆垛机作为立体仓库重要的组成部分，其性能的优劣对整个立体仓库的运行起着至关重要的作用，尤其是性能稳定、运行良好的进口堆垛机或国内知名堆垛机为众多物流企业所青睐。为加强管理、提高效率，物流企业一般均设置有专门的物流管理系统，实现对物流各个环节统一的管理和监控；但是现有技术中对于堆垛机的控制都是直接由人工指定某一架堆垛机进行取、运货，这种情况适用于立体仓库小，堆垛机规格少、数量少的情况，而在现在物联网迅猛发展的前提下，立体仓库的容量和堆垛机规格以及数量都随之增多，所以人工指定堆垛机进行运载已经心有余力不足，容易出现指示错误和运力浪费，而现在物联网的方式都是直接指示堆垛机完成运载任务，容易出现货物和仓储空间不一、运力和实际运载量偏差大的问题，因此，需要一种基于物联网的更优选堆垛机控制方式。

发明内容

为了解决现有问题，本发明提供一种由货架单元和转运货台向区域搜寻可运载的堆垛机，减少控制台单向与堆垛机的联系，以满足区域协调和运力协调，实现可靠性高的堆垛机控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的联机堆垛机控制方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机，包括以下步骤：

货架单元获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；

所述货架子单元向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据所述搜寻命令发送任务状态、运送量至所述货架子单元，所述货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，所述唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及所述目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；

所述转运货台单元根据所述唯一配对码规划所述目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至所述目标堆垛机，所述目标堆垛机进行转运货台单元和所述货架子单元之间转运货物。

作为优选，在货架单元获取存储命令时，根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元。

作为优选，在货架子单元向区域内发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，所述第一区域无法确认所述目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域。

作为优选，在确认所述目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

获取区域内堆垛机的型号，并根据相距距离的大小进行排列；

对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。

作为优选，在所述转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划。

还包括一种基于物联网的联机堆垛机控制系统，运用上述方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机；

货架单元用于获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；

所述货架子单元用于向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据所述搜寻命令发送任务状态、运送量至所述货架子单元，所述货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，所述唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及所述目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；

所述转运货台单元用于根据所述唯一配对码规划所述目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至所述目标堆垛机，所述目标堆垛机进行转运货台单元和所述货架子单元之间转运货物；还包括有上位机，所述上位机与所述货架单元、所述转运货台单元和所述堆垛机无线通讯。

作为优选，所述货架单元包括有数据库和对比模块，所述数据库中存储有货架子单元的货物位置信息和存储状态信息；在货架单元获取存储命令时，所述对比模块根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元。

作为优选，所述货架子单元包括搜寻模块；所述搜寻模块发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，所述第一区域无法确认所述目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域。

作为优选，所述货架子单元还包括控制模块、排序模块和筛选模块；在确认所述目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

所述控制模块用于获取区域内堆垛机的型号，并所述排序模块根据相距距离的大小进行排列；

所述筛选模块用于对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。

作为优选，在所述转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划。

本发明的有益效果是：本发明提出的一种基于物联网的联机堆垛机控制方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机，包括以下步骤：货架单元获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；货架子单元向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据搜寻命令发送任务状态、运送量至货架子单元，货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；转运货台单元根据唯一配对码规划目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至目标堆垛机，目标堆垛机进行转运货台单元和货架子单元之间转运货物；先对货架子单元进行确认，然后由货架子单元进行堆垛机的查找，最后进行任务执行，避免了直接对堆垛机的反复交互过程，使得整过过程调度更加顺畅，减少堆垛机和上位机的信号交互。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的判断流程图；

图3为本发明的系统架构图。

主要元件符号说明如下：

1、货架单元；11、货架子单元；111、搜寻模块；112、控制模块；113、排序模块；114、筛选模块；12、数据库；13、对比模块；2、转运货台单元；3、堆垛机；31、目标堆垛机。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。

在现有技术中，如果先将入库、出库的运货指令发送给堆垛机，那么存放货架的选择要么是人工指定，要么是堆垛机一直进行交互完成，而这个过程堆垛机的第一任务是运行到转运货台的位置进行取货，所以对货架的选取属于低优先级和完成度很低、匹配效果低的动作，且在运行到转运货台时并不清楚选定的货架是否已经有货物防止或者却出，那么对于整个立体仓库来说就出现了资源的浪费，同时在无线交互过程中，堆垛机容易出现位置偏转、点位不准的情况，那么由堆垛机本身主导的运转过程往往不够顺畅，因此现有技术中的堆垛机控制方法容易出现位置失误和存放地点选择不够的问题。在现有技术中，往往是移动过程中实现和堆垛机的交互，需要堆垛机即执行现有任务，又对目标点位和货架进行交互判断，而移动状态的堆垛机往往有很多，让堆垛机系统主动去搜寻周围货架，容易造成数据紊乱，同时对货架的状态判断是非实时的，因此容易造成取放货的机械型故障和系统出错，因此现有的直接对接堆垛机方式仅适用小型立体仓库和堆垛机数量非常少的情景。

本发明提供一种基于物联网的联机堆垛机控制方法，请参阅图1-图3，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元1、转运货台单元2及堆垛机3，包括以下步骤：

货架单元1获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元11；

货架子单元11向区域内发送搜寻命令，堆垛机3根据搜寻命令发送任务状态、运送量至货架子单元，货架子单元确认目标堆垛机31，并发送唯一配对码至转运货台单元2，唯一配对码包括货架子单元11的位置信息、货架子单元的行、列、层数及目标堆垛机31的识别码、任务状态、位置信息；先由货架单元根据存储命令中的存储需求量确定可以进行存储的货架子单元，由于所有的货架都是进行物联网连接的，而货架柜是分布式摆放的，因此货架单元对应为整个立体仓库的货架系统，货架子单元对应的是独立的货架柜，且货架子单元是最终目标或者初始目标，所以信息的由货架状态进行判定是最为合适的，因为无论是放货在货架还是从货架取货，都需要确定货架的运作状态，而通过堆垛机来判断，是无法确定是否有其它堆垛机对同一货架单位有任务运作，所以堆垛机得出的实时状态并非是货架的最终状态，为了保证整个过程的协调，所以本方案利用货架子单元首先锁定，然后由货架子单元去搜寻范围内的堆垛机，这样无论是取货还是送货都能够确认货架子单元的状态，使得堆垛机可以第一时间进行识别判断，而堆垛机只需要在收到搜寻命令时返回任务状态，和位置等信息就能协助货架子单元进行判断，而不需要堆垛机进行信息的处理和判断，因此信息交互过程也不会造成堆垛机的信号紊乱和系统错误，也不会影响堆垛机当时在进行的任务进程，在货架子单元确定了目标堆垛机后，协同转运货台单元进行任务的下发，所以堆垛机在过程中只需要信号的反馈，无需处理，然后执行搬运命令即可；在立体仓库容量非常大的前提下也可以做到协调配合。

转运货台单元2根据唯一配对码规划目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至目标堆垛机，目标堆垛机进行转运货台单元和货架子单元之间转运货物。由于立体仓库的路径和码放都是在固定的位置，所以路径规划只需要起始点位和目标点位即可得出，堆垛机只需要进行执行即可。

在本实施例中，在货架单元1获取存储命令时，根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元。因为码放要求只需体积和重量、和环境条件对应即可，而这个是货架子单元在进行数据收集的，因此由货架单元进行控制是最为方便的。

在本实施例中，在货架子单元11向区域内发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，第一区域无法确认目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域。由于堆垛机一直在运动过程，所以并不一定能够在第一区域能够找寻到目标堆垛机，所以需要扩大范围进行搜寻，同时也可能存在第一区域内不存在符合条件的堆垛机，因此需要另寻。

在确认目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

获取区域内堆垛机的型号，并根据相距距离的大小进行排列；因为区域搜索第一判断标准即为距离，所以这个指标最容易获得；

对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；所谓的剩余任务时长是堆垛机现在运行状态的判断，因为任务是根据规划路径执行，所以任务的工作时间会是确定值，那么剩余任务时长也代表了堆垛机是否有其余工作量需要完成，那么通过剩余任务时长来进行判断较为准确；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。如果在第一阈值线内无满足的堆垛机，那么只能在堆垛机进行叠加。

在本实施例中，在转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划。

还包括一种基于物联网的联机堆垛机控制系统，运用上述方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机；

货架单元1用于获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；

货架子单元用于向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据搜寻命令发送任务状态、运送量至货架子单元，货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；

转运货台单元用于根据唯一配对码规划目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至目标堆垛机，目标堆垛机进行转运货台单元和货架子单元之间转运货物；还包括有上位机，上位机与货架单元、转运货台单元和堆垛机无线通讯。

在本实施例中，货架单元1包括有数据库12和对比模块13，数据库中存储有货架子单元的货物位置信息和存储状态信息；在货架单元获取存储命令时，对比模块根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元。

在本实施例中，货架子单元11包括搜寻模块111；搜寻模块111发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，第一区域无法确认目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域。

在本实施例中，货架子单元11还包括控制模块112、排序模块113和筛选模块114；在确认目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

控制模块用于获取区域内堆垛机的型号，并排序模块根据相距距离的大小进行排列；

筛选模块用于对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。

在本实施例中，在转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划。

本发明的技术效果有：

转运货台单元根据唯一配对码规划目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至目标堆垛机，目标堆垛机进行转运货台单元和货架子单元之间转运货物；先对货架子单元进行确认，然后由货架子单元进行堆垛机的查找，最后进行任务执行，避免了直接对堆垛机的反复交互过程，使得整过过程调度更加顺畅，减少堆垛机和上位机的信号交互。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于物联网的联机堆垛机控制方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机，其特征在于，包括以下步骤：

货架单元获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；

所述货架子单元向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据所述搜寻命令发送任务状态、运送量至所述货架子单元，所述货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，所述唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及所述目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；

所述转运货台单元根据所述唯一配对码规划所述目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至所述目标堆垛机，所述目标堆垛机进行转运货台单元和所述货架子单元之间转运货物；

在货架单元获取存储命令时，根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元；

在货架子单元向区域内发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，所述第一区域无法确认所述目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域；

在所述转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划；

在确认所述目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

获取区域内堆垛机的型号，并根据相距距离的大小进行排列；

对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。

2.一种基于物联网的联机堆垛机控制系统，其特征在于，运用权利要求1所述的方法，应用于立体仓库中，立体仓库包括有相互通讯的货架单元、转运货台单元及堆垛机；

货架单元用于获取存储命令，并根据存储命令挑选出能够存储货物的货架子单元；

所述货架子单元用于向区域内发送搜寻命令，堆垛机根据所述搜寻命令发送任务状态、运送量至所述货架子单元，所述货架子单元确认目标堆垛机，并发送唯一配对码至转运货台单元，所述唯一配对码包括货架子单元的位置信息、货架子单元的行、列、层数及所述目标堆垛机的识别码、任务状态、位置信息；

所述转运货台单元用于根据所述唯一配对码规划所述目标堆垛机的行进路线，且发送执行命令至所述目标堆垛机，所述目标堆垛机进行转运货台单元和所述货架子单元之间转运货物；还包括有上位机，所述上位机与所述货架单元、所述转运货台单元和所述堆垛机无线通讯；

所述货架单元包括有数据库和对比模块，所述数据库中存储有货架子单元的货物位置信息和存储状态信息；在货架单元获取存储命令时，所述对比模块根据存储命令中的货物体积和重量以及存储条件进行挑选货架子单元；

所述货架子单元包括搜寻模块；所述搜寻模块发送搜寻命令时，搜寻区域包括依次增大的第一区域、第二区域，所述第一区域无法确认所述目标堆垛机时，将搜寻区域切换为第二区域；

在所述转运货台单元获取到多个唯一配对码后，对不同的目标堆垛机进行行进路径规划；

所述货架子单元还包括控制模块、排序模块和筛选模块；在确认所述目标堆垛机过程中，需要经过以下步骤：

所述控制模块用于获取区域内堆垛机的型号，并所述排序模块根据相距距离的大小进行排列；

所述筛选模块用于对排列后的堆垛机进行运行状态划分，将剩余任务时长小于第一阈值的堆垛机分为待选堆垛机，将剩余任务时长的堆垛机分为预备堆垛机；

在待选堆垛机中大于存储所需容量，且相距距离大小最近的待选堆垛机作为目标堆垛机；若待选堆垛机中无符合条件则在预备堆垛机中选择出目标堆垛机。

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