CN114296374A - 货架倾斜检测远程维护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种货架倾斜检测远程维护系统及方法，该系统包括：数据获取模块，用于将倾角传感器初始化安装于货架顶部，用于倾角传感器与微控制器通讯连接，微控制器与远程终端连接，微控制器用于接收货架高度h、倾角传感器采集的货架在第一方向轴的倾斜角度α1、货架在第二方向轴的倾斜角度α2，并通过远程终端存储至数据库；分析处理模块，用于访问数据库并获取及显示货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，以获取货架在倾斜方向的倾斜角度α，用于设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值为α0；判断模块，用于在获取的货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。

Description

货架倾斜检测远程维护系统及方法

技术领域

本发明涉及仓储技术领域，尤其是一种货架倾斜检测远程维护系统及方法。

背景技术

由于现有物流仓储系统中，针对货架倾斜的检测绝大部分依靠人员肉眼识别，或者定期人工现场吊重锤线以检测货架是否存在倾斜。人工、定期维护检修受到肉眼的识别能力限制，只能观察到明显的货架倾斜，针对微小数据的货架倾斜无法做出准确判断。同时该作业行为属于定期作业，在维护作业空档期无法预见风险的发生。缺少必要的数据记录，无法做到远程数据分析，提前针对货架倾斜做出合理的预判断。

同时，其余非人工检测方式要么利用电气原理设备能够检测单轴的数据，数据准确度不够，要么使用三轴数据，只能检测轴向的数据，造价成本高昂，较少运用于货架倾斜检测方案。同时上述检测方法基本属于现场数据检测，不具备远程维护功能。

因此，针对上述缺陷，需要提出一种货架倾斜检测远程维护系统及方法。

发明内容

发明目的：提供一种能够远程检测货架倾斜角度的货架倾斜检测远程维护系统及方法。

技术方案：一种货架倾斜检测远程维护系统，包括：数据获取模块，包括倾角传感器、微控制器、远程终端，倾角传感器与微控制器通讯连接，微控制器与远程终端连接，数据获取模块用于获取货架高度h，倾角传感器用于采集货架在一第一方向轴的倾斜角度α1、货架在一第二方向轴的倾斜角度α2，微控制器用于接收货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，远程终端用于收集货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2并存储至数据库；分析处理模块，包括设备运维平台，用于访问数据库以获取并显示货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，用于设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；判断模块，用于货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。

进一步的，分析处理模块还用于根据倾斜角度α1、倾斜角度α2，分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，并用于根据偏移量X和偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，以及用于根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。

进一步的，货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：

X＝h*Sin|α1|；

货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：

Y＝h*Sin|α2|；

货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

货架在倾斜方向的倾斜角度α为：

进一步的，在数据获取模块中，倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上，倾角传感器具有调零模式。

该货架倾斜检测远程维护系统的有益效果为：

该货架倾斜检测远程维护系统用于根据获取的货架高度h、倾斜传感器实时采集的第一方向轴倾斜角度、第二方向轴倾斜角度，以计算获取货架在倾斜方向的倾斜角度α，并通过设置预设阈值α0，用于在货架倾斜角度α超出预设阈值α0时启动预警机制；该系统具有集数据采集、显示、远程运维为一体的功能，能够实时针对货架倾斜进行检测，实现远程实时维护货架。

本发明还提供一种货架倾斜检测远程维护方法，包括以下步骤：(1)将倾角传感器初始化安装于货架顶部，获取货架高度h，将倾角传感器与微控制器通讯连接，将微控制器与远程终端网络连接，倾角传感器采集货架在一第一方向轴的倾斜角度α1、货架在一第二方向轴的倾斜角度α2，微控制器接收货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2的数据，远程终端收集货架高度h、倾斜角度α1、轴倾斜角度α2并存储至数据库；(2)访问数据库以获取并显示货架高度h、货架在第一方向轴上的倾斜角度α1、货架在第二方向轴上的倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；(3)当货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。

进一步的，在步骤(2)中，获取货架在倾斜方向的倾斜角度α的步骤还包括：根据倾斜角度α1、倾斜角度α2，分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，根据货架倾斜的偏移量X和货架倾斜的偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。

进一步的，货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：

X＝h*Sin|α1|；

货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：

Y＝h*Sin|α2|；

货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

货架在倾斜方向的倾斜角度α为：

进一步的，在步骤(1)中，对倾角传感器进行调零，并将倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上。

该货架倾斜检测远程维护方法有益效果为：

该货架倾斜检测远程维护方法，根据倾斜传感器实时采集的第一方向轴倾斜角度、第二方向轴倾斜角度，来计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，并根据计算出的偏移量X和偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，以及根据获取的货架高度h和计算出的整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，并设置货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0，当货架倾斜角度α超出预设阈值α0时启动预警报警以通知运维人员去现场维护货架；该方法能够实现集数据采集、显示、远程运维为一体的功能，能够实时针对货架倾斜进行检测，实现远程实时维护货架。

附图说明

图1为货架倾斜检测远程维护方法的流程示意图；

图2为SCADA系统显示货架在第一方向轴的倾斜角度、在第二方向轴的倾斜角度的示意图；

图3为货架倾斜在X轴方向的偏移量计算示意图；

图4为货架倾斜在Y轴方向的偏移量计算示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明提供的技术方案做详细说明。

如图1至图4所示，本发明所述的货架倾斜检测远程维护系统，包括：数据获取模块、分析处理模块、判断模块。

所述数据获取模块包括倾角传感器、微控制器、远程终端，所述倾角传感器与所述微控制器通讯连接，所述微控制器与所述远程终端连接，所述倾角传感器带双轴检测功能，所述数据获取模块用于获取货架高度h，所述倾角传感器用于采集货架在第一方向轴的倾斜角度α1、货架在第二方向轴的倾斜角度α2，所述微控制器用于接收所述货架高度h、所述倾角传感器采集的倾斜角度α1、倾斜角度α2的数据，所述远程终端用于收集货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2的数据并存储至数据库；

在本实施例中，所述倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上，所述倾角传感器具有调零模式；所述第一方向轴为X轴即横轴，所述第二方向轴为Y轴即纵轴；所述微控制器支持一种工业通讯模式CANOPEN，以建立所述微控制器与所述倾角传感器之间的工业通讯链路，所述微控制器通过RS485通讯与所述倾角传感器连接，所述微控制器用于实时采集所述倾角传感器的监测数据；所述远程终端通过TCP/IP通讯与所述微控制器连接，所述远程终端用于收集货架高度h、货架在第一方向轴的倾斜角度α1、货架在第二方向轴的倾斜角度α2，并存入数据库。

在本实施例中，所述分析处理模块包括设备运维平台，该设备运维平台为数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA系统)；所述分析处理模块用于利用SCADA系统访问数据库并对数据库内的数据进行整合与分析。所述设备运维平台具体用于访问数据库以获取并显示货架高度h、货架在第一方向轴的倾斜角度α1、货架在第二方向轴的倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，所述设备运维平台还用于设定货架在倾角方向上的倾斜角度的预设阈值α0。

如图2所示，所述设备运维平台用于获取并显示货架高度h、货架在第一方向轴上的倾斜角度α1、货架在第二方向轴上的倾斜角度α2；如图3和图4所示，所述设备运维平台用于分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向上的偏移量Y；并用于根据偏移量X和偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S；以及用于根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。

货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：X＝h*Sin|α1|；

货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：Y＝h*Sin|α2|；

货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

货架在倾斜方向的倾斜角度α为：

所述分析处理模块利用SCADA系统根据预警机制设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0。

在一优选实施例中，货架在第一方向轴的倾斜角度α1的取值范围为-15°至15°；货架在第二方向轴的倾斜角度α2的取值范围为-15°至15°；倾斜角度α1、倾斜角度α2的精度均为0.005。

所述判断模块用于在获取的货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。具体地，所述判断模块用于在启动预警报警时生成预警反馈报告，通知运维人员根据预警报警赶赴现场处理相关警情，以此实现该货架倾斜检测远程维护系统的远程运维功能。

因此，该货架倾斜检测远程维护系统利用数据获取模块采集货架高度h、货架在第一方向轴的倾斜角度α1、在第二方向轴的倾斜角度α2的数据，利用所述分析处理模块实现访问数据库并获取并显示上述数据，该货架倾斜检测远程维护系统实现采集数据、显示数据的功能，还利用所述设备运维平台针对货架倾斜在第一方向轴的倾斜角度α1、在第一方向轴的倾斜角度α2进行数据分析，分别得到在第一方向轴的位移偏移量X、第二方向轴的位移偏移量Y，进而得到货架倾斜方向的整体偏移量S，从而最终得出货架在倾斜方向的倾斜角度α；并用于设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；还利用判断模块在倾斜角度α大于预设阈值α0时启动报警预警以实现远程运维功能。

该货架倾斜检测远程维护系统的有益效果为：该货架倾斜检测远程维护系统能够实现集数据采集、显示、远程运维为一体的功能，能够实时针对货架倾斜进行检测，实现远程实时维护货架。

本发明还提供一种货架倾斜检测远程维护方法，包括以下步骤：

(1)将倾角传感器初始化安装于货架顶部，获取货架高度h，将倾角传感器与微控制器通讯连接，将微控制器与远程终端连接，倾角传感器采集货架在第一方向轴上的倾斜角度α1、货架在第二方向轴上的倾斜角度α2，微控制器接收货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，远程终端收集货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2并存储至数据库；

在本步骤(1)中，所述倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上，所述倾角传感器具有调零模式。

(2)访问数据库以获取并显示货架高度h、货架在第一方向轴上的倾斜角度α1、货架在第二方向轴上的倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；

在步骤(2)中，所述的获取货架在倾斜方向的倾斜角度α具体还包括以下步骤：

(21)根据倾斜角度α1、倾斜角度α2，分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y；

由于货架倾斜可以朝向任意防线，但倾斜传感器只针对安装平面内的第一方向轴、第二方向轴方向进行检测，从而可分别单独计算出第一方向轴上的货架倾斜偏移量X，第二方向轴方向上的货架倾斜偏移量Y；

在本步骤(21)中，如图3所示，α1’＝α1，Sin|α1’|＝X/h，X＝h*Sin|α1’|＝h*Sin|α1|，即货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：

X＝h*Sin|α1| (1)；

如图4所示，α2’＝α2，Sin|α2’|＝Y/h，Y＝h*Sin|α2’|＝h*Sin|α2|，即货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：

Y＝h*Sin|α2| (2)；

(22)根据货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X和货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S；

在本步骤(22)中，运用投影原理，X、Y轴偏移量以及倾斜方向的偏移量S满足三角函数原理，由三角函数原理计算得出整体的偏移量，故货架倾斜在倾斜方向上的偏移量为：

即货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

(23)根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α；

在本步骤(23)中，由传感器检测的X、Y轴的角度，可反向推断出货架倾斜在倾斜方向的倾斜角度α为：

该货架倾斜检测远程维护方法，根据采集的倾斜传感器实时采集的第一方向轴倾斜角度α1、第二方向轴倾斜角度α2，来计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，并根据计算出的偏移量X和偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，以及根据采集的货架高度h和计算出的整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。该货架倾斜检测远程维护方法实现采集、显示数据的功能。

优选地，货架在第一方向轴的倾斜角度α1的取值范围为-15°至15°；货架在第二方向轴的倾斜角度α2的取值范围为-15°至15°；倾斜角度α1、倾斜角度α2的精度均为0.005。

(3)当获取的货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警；

在步骤(3)中，当货架倾斜角度α超出预设阈值α0时启动预警报警，生成预警反馈报告，运维人员根据预警报警赶赴现场处理相关警情，以实时针对货架倾斜进行检测，该方法能够实现远程实时维护货架。

在该货架倾斜检测远程维护方法中，通过采集并显示货架高度h、货架在第一方向轴倾斜角度α1、第二方向轴倾斜角度α2的数据，并针对货架倾斜的第一方向轴倾斜角度α1、第一方向轴倾斜角度α2进行数据分析，分别得到在第一方向轴的位移偏移量X、第二方向轴的位移偏移量Y，进而得到货架倾斜方向的整体偏移量S，结合货架高度h，从而最终得出货架在倾斜方向的倾斜角度α；并设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0，当倾斜角度α超出预设阈值α0启动预警报警，以通知运维人员根据预警报警赶赴现场处理相关警情；该货架倾斜检测远程维护方法集采集数据、显示数据、远程维护功能为一体，能够实时针对货架倾斜进行检测，实现远程实时维护货架。

Claims (8)

1.一种货架倾斜检测远程维护系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，包括倾角传感器、微控制器、远程终端，倾角传感器与微控制器通讯连接，微控制器与远程终端连接，数据获取模块用于获取货架高度h，倾角传感器用于采集货架在一第一方向轴的倾斜角度α1、货架在一第二方向轴的倾斜角度α2，微控制器用于接收货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，远程终端用于收集货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2并存储至数据库；

分析处理模块，包括设备运维平台，用于访问数据库以获取并显示货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，用于设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；

判断模块，用于货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。

2.根据权利要求1所述的货架倾斜检测远程维护系统，其特征在于，分析处理模块还用于根据倾斜角度α1、倾斜角度α2，分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，并用于根据偏移量X和偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，以及用于根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。

3.根据权利要求2所述的货架倾斜检测远程维护系统，其特征在于，货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：

X＝h*Sin|α1|；

货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：

Y＝h*Sin|α2|；

货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

货架在倾斜方向的倾斜角度α为：

4.根据权利要求1所述的货架倾斜检测远程维护系统，其特征在于，在数据获取模块中，倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上，倾角传感器具有调零模式。

5.一种货架倾斜检测远程维护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将倾角传感器初始化安装于货架顶部，获取货架高度h，将倾角传感器与微控制器通讯连接，将微控制器与远程终端连接，倾角传感器采集货架在一第一方向轴的倾斜角度α1、货架在一第二方向轴的倾斜角度α2，微控制器接收货架高度h、倾斜角度α1、倾斜角度α2的数据，远程终端收集货架高度h、倾斜角度α1、轴倾斜角度α2并存储至数据库；

(2)访问数据库以获取并显示货架高度h、货架在第一方向轴上的倾斜角度α1、货架在第二方向轴上的倾斜角度α2，以计算货架在倾斜方向的倾斜角度α，设定货架在倾斜方向的倾斜角度的预设阈值α0；

(3)当货架在倾斜方向的倾斜角度α大于预设阈值α0时，启动预警报警。

6.根据权利要求5所述的货架倾斜检测远程维护方法，其特征在于，在步骤(2)中，获取货架在倾斜方向的倾斜角度α的步骤还包括：根据倾斜角度α1、倾斜角度α2，分别实时计算货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X、在第二方向轴方向的偏移量Y，根据货架倾斜的偏移量X和货架倾斜的偏移量Y来计算货架倾斜在倾斜方向上的整体偏移量S，根据货架高度h和整体偏移量S来计算货架在倾斜方向的倾斜角度α。

7.根据权利要求6所述的货架倾斜检测远程维护方法，其特征在于，货架倾斜在第一方向轴方向的偏移量X为：

X＝h*Sin|α1|；

货架倾斜在第二方向轴方向的偏移量Y为：

Y＝h*Sin|α2|；

货架倾斜在倾斜方向上的整体的偏移量S为：

货架在倾斜方向的倾斜角度α为：

8.根据权利要求5所述的货架倾斜检测远程维护方法，其特征在于，在步骤(1)中，对倾角传感器进行调零，并将倾角传感器初始化水平安装于货架顶部的基准面上。

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