CN116654513B - 一种小型一体化多源自动识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型一体化多源自动识别装置，采用小型化一体设计，包括壳体以及安装在壳体内的控制器、二维码模块、有源RFID模块、无源RFID模块、移动通信定位模块、电源模块、报警模块、传感器模块和存储器；本装置自动识别应用场景，能够根据应用场自动控制多源识别模块进行物资识别，在复杂环境下可利用报警模块协助查找物资位置。可见，利用本发明可实现物资包装箱、托盘、集装箱等不同物流对象的自动识别，为物资全流程中各类应用背景条件距离下物资编码、获取物资明细、识别物资条目等功能的实现提供了技术手段。

Description

一种小型一体化多源自动识别装置
技术领域
本发明涉及物资物品流动运输领域，尤其涉及一种小型一体化多源识别装置。
背景技术
在仓储管理、运输保障环节，物品单体、物品包装箱、托盘箱、货物集装箱等不同物流业务操作阶段过程中倒库、盘点、装箱、运输等业务中物资查找、识别是一项重要工作，目前在物资查找、识别过程中，传统方法依靠人员手工记录、翻阅纸质记录查找，这种人工方式不能自动查找，速度慢、效率低，不适合大量物资的管理；随着自动识别技术的发展，在物流业务操作过程中，会根据不同应用场景采用不同识别装置，但是，目前的识别采用单一的手段、使用一种模式在包装过程识别应用，无法自适应不同的应用场景，在不同的物流业务操作阶段，使用不同的识别装置，操作人员在识读不同的识别装置时又需要不同的识读设备，因为应用场景限制，不能完整的获取物资相关信息，容易造成识读错误，还会造成在识别装置的管理、保养、维修耗费较多的人力物力，且所使用的识别不能统一实现物资关联；另外，现有的识别装置无法实现运输过程中的位置和物资动态识别，上述问题严重影响了物流全流程高效统一管理。因此，亟需一种能够适应多种场景，且能自动识别场景的小型化自动识别装置。
发明内容
鉴于上述的问题，本发明的提供一种小型一体化多源自动识别装置，利用传感器、控制器自动识别应用场景，并根据不同应用场景，控制多种识别模块提供不同的物资识别方式，利用报警模块协助寻找物资，实现多场景共用一种装置的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
所述小型一体化多源自动识别装置包括：壳体，以及所述壳体内设置的控制器、二维码模块、无源RFID模块、有源RFID模块、移动通信定位模块、电源模块、报警模块、传感器模块、存储模块；
所述控制器用于收发指令和数据、判断应用场景，根据所述应用场景识别物资信息，控制通信定位模块进行数据传输；所述应用场景包括包装箱场景、托盘场景、集装箱场景、运输途中场景；
所述二维码模块与所述控制器电连接，用于响应所述控制器的指令，进行物资的二维码显示、快速闪亮；
所述无源RFID模块与所述控制器电连接，用于监测读写器的无源RFID激活信号和读取信号、向所述控制器发送无源启动信号；所述读写器表征与所述小型一体化多源自动识别装置进行信息交互的外部设备；
所述有源RFID模块与所述控制器电连接，用于响应所述读写器发送的物资信息和寻物指令、将所述物资信息和寻物指令发送给所述控制器；
所述移动通信定位模块与所述控制器电连接，用于为所述控制器提供定位状态、响应于所述控制器的通信指令进行数据传输；
所述电源模块用于为所述小型一体化多源自动识别装置供电；
所述报警模块与所述控制器电连接，用于响应所述控制器的指令、进行报警；
所述传感器模块与所述控制器电连接，用于感应所述小型一体化多源自动识别装置的状态，生成传感数据。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制器采用嵌入式ARM微控制器。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述多源自动识别装置还设有安装模块，所述安装模块用于将所述多源自动识别装置安装在包装箱、托盘、集装箱门端。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述有源RFID模块采用标准的2.4GHz有源RFID。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，移动通信定位模块包括北斗单元、5G通信单元；
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述传感器模块包括光敏传感器、振动传感器。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制器判断应用场景，包括：
S71、所述控制器按预设采样间隔采集定位状态、光敏传感数据、振动传感数据；所述定位状态包括卫星信号强度、定位数据；
S72、所述控制器判断所述定位状态中卫星信号强度是否大于阈值且定位数据有效，得到第一判断结果；
如果所述第一判断结果为是，则执行步骤S74；
如果所述第一判断结果为否，则执行步骤S73；
S73、所述控制器判断是否所述振动传感数据大于预设的第一振动阈值且光敏传感数据大于预设的光敏阈值，得到第二判断结果；
如果所述第二判断结果为是，则所述控制器将应用场景更新为托盘场景；
如果所述第二判断结果为否，则所述控制器将应用场景更新为包装箱场景；
S74、所述控制器判断所述振动传感数据是否大于预设的第二振动阈值，得到第三判断结果；
如果所述第三判断结果为是，则所述控制器将应用场景更新为运输途中场景；
如果所述第三判断结果为否，则所述控制器将应用场景更新为集装箱场景。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述控制器根据所述应用场景识别物资信息，控制通信定位模块进行数据传输，包括：
当应用场景为包装箱场景时，所述控制器按照预设二维码有效周期动态生成二维码并发往所述二维码模块显示，并利用移动通信模块将所述二维码传输至物资管理系统；
当应用场景为托盘场景时，所述控制器接收无源RFID启动信号，将有源RFID模块和移动通信定位模块设置为待机状态；
当应用场景为集装箱场景时，所述控制器获取有源RFID模块发送的寻物指令，所述控制器控制报警系统发出报警和二维码模块快速闪亮；
当应用场景为运输途中场景时，所述控制器生成运输信息，利用移动通信定位模块将所述运输信息发送至管理中心；所述运输信息包括身份信息、物资信息、运输车辆信息、定位信息。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例中，所述二维码模块为LCD屏幕。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
本发明所提供的一种小型一体化多源自动识别装置，通过利用传感器模块，控制器自动识别应用场景，根据应用场景，自动控制二维码模块、无源RFID模块、有源RFID模块进行物资识别；通过移动通信定位模块与管理中心进行数据传输，实现运输途中状态信息的实时上报；在操作人员寻找物资时，利用二维码模块和报警模块进行声光报警。利用本发明提供的小型一体化多源自动识别装置，可实现包装箱、托盘和集装箱等物资仓储、装卸、转运等过程的一体化全流程识别；实现物资包装箱(近距离识别)、托盘(十米级距离识别)、集装箱(百米级距离识别以及超视距)等不同物流对象应用场景下物资的自动识别，具备物资全流程中各类应用背景条件距离下物资编码、获取物资明细、识别物资条目等一体化能力，为物资物流提供可靠的识别手段及有效的物流信管理支撑技术，能实现有效的物资快速识别。可见，本发明以一体化统一的手段解决了单体、物资包装箱、托盘、集装箱体、在运车辆等在物流货场、仓库、运输过程中一种联合技术手段的物资查询和识别，能够提高物资识别和查询过程，适用于大规模物资流动过程，大幅提高物资保障效率，提升物流高效和快速保障。
附图说明
图1本发明实施例公开的一种小型一体化多源自动识别装置结构示意图；
附图标记：1、壳体，2、控制器，3、连接有二维码模块，4、无源RFID模块，5、有源RFID模块，6、移动通信定位模块,7、电源模块，8、报警模块，9、传感器模块，10、存储模块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种小型一体化多源自动识别装置，通过利用传感器模块，控制器自动识别应用场景，根据应用场景，自动控制二维码模块、无源RFID模块、有源RFID模块进行物资识别；通过移动通信定位模块与管理中心进行数据传输，实现运输途中状态信息的实时上报；在操作人员寻找物资时，利用二维码模块和报警模块进行声光报警。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的小型一体化多源自动识别装置结构示意图。其中，图1所描述的小型一体化多源自动识别装置可用于物资包装箱识别、托盘识别和集装箱识别上，如用于其他场景，本发明实施例不做限定。
如图1所示，该小型一体化多源自动识别装置包括壳体1，以及壳体1内设置的控制器2、二维码模块3、无源RFID模块4、有源RFID模块5、移动通信定位模块6、电源模块7、报警模块8、传感器模块9、存储模块10；
控制器2用于收发指令和数据、根据定位状态和传感数据判断装置的应用场景、根据应用场景利用相应的识别模块识别物资信息、控制通信定位模块进行数据传输。上述应用场景包括包装箱场景、托盘场景、集装箱场景、运输途中场景；
上述二维码模块3与控制器2电连接，用于响应控制器2的指令，进行物资的二维码显示、快速闪亮。上述指令包括显示指令、发光指令；显示指令用于控制二维码模块3显示二维码信息，发光指令用于在物资集散地等复杂场景下控制二维码模块3进行快速闪亮，提醒操作者。
上述无源RFID模块4与控制器2电连接，用于监测读写器的无源RFID激活信号和读取信号、当监测到读写器的无源RFID激活信号后向控制器2发送无源启动信号。上述读写器表征与所述小型一体化多源自动识别装置进行信息交互的外部设备。
上述有源RFID模块5与控制器2电连接，用于响应读写器发送的物资信息和寻物指令、将物资信息和寻物指令发送给控制器2。
上述移动通信定位模块6与控制器2电连接，用于为控制器2提供定位状态、响应于控制器2的通信指令进行数据传输。
上述电源模块7用于为小型一体化多源自动识别装置供电。
上述报警模块8与控制器2电连接，用于响应控制器2的指令、进行报警；
上述传感器模块9与控制器2电连接，用于感应小型一体化多源自动识别装置的状态，生成传感数据。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，利用传感器模块，控制器自动识别应用场景，根据应用场景，自动控制二维码模块、无源RFID模块、有源RFID模块进行物资识别；通过移动通信定位模块与管理中心进行数据传输，实现运输途中状态信息的实时上报；在操作人员寻找物资时，利用二维码模块和报警模块进行声光报警。实现了适应多种场景，且能自动识别场景的小型化多源自动识别装置，具备物资管理全流程中各类应用场景条件距离下物资编码、获取物资明细、识别物资条目等一体化能力，为物资物流提供可靠的识别手段及有效的物流信管理支撑技术，能实现有效的物资快速识别。
在一个可选的实施例中，上述控制器2采用嵌入式ARM微控制器STM32F103，成本低、体积小、功能强大，接口丰富，可链接本装置所涉及的二维码、有源RFID、无源RFID、移动通信模块以及传感器，在处理能力上，可实时处理传感器采集数据。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，通过利用嵌入式ARM微控制器控制其他模块的，可实现物资在出厂(包装)、仓库、货场、在途运输等各应用场景的自动判定，完成不同场景下的物资自动统一识别和运输途中物资信息的上报。
在另一个可选的实施例中，上述多源自动识别装置还设有安装模块，所述安装模块用于将小型一体化多源自动识别装置安装在包装箱、托盘、集装箱门端。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，可方便的将该装置安装在不同的应用场景中。
在又一个可选的实施例中，上述有源RFID模块5采用标准的2.4GHz有源RFID。标准的2.4GHz有源RFID识别距离远、内存存储容量大、安全性高，可写入物资条目信息(如写入物资装箱清单)、无线传输，距离100米-200米，具有全球唯一编码。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，采用标准的2.4GHz有源RFID实现与现有技术的兼容。
在又一个可选的实施例中，上述移动通信定位模块6包括北斗单元、5G通信单元。北斗单元为采用双频北斗三号模块，可实现米级定位；5G通信单元采用华为的最新模块，可实现大容量、高速低延时的数据传输。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，采用我国自主的北斗定位单元，保证了信息安全和服务的稳定性；采用5G通信单元可实现数据的快速收发，而且模块体积小。
在又一个可选的实施例中，上述传感器模块9包括光敏传感器、振动传感器。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，利用光敏传感器、振动传感器可有效判断装置的应用场景。
在又一个可选的实施例中，上述控制器2根据定位状态和传感数据判断装置的应用场景，具体方式包括：
S71、所述控制器2每隔5秒采集定位状态、光敏传感数据、振动传感数据；所述定位状态包括卫星信号强度、定位数据；
S72、所述控制器2判断所述定位状态集中卫星信号强度信噪比大于36dB且定位数据是否有效，得到第一判断结果；
如果所述第一判断结果为是，说明装置处于室外开阔地，则执行步骤S74；
如果所述第一判断结果为否，说明装置处于被遮挡状态，则执行步骤S73；
S73、所述控制器2判断是否所述振动传感数据大于预设的第一振动阈值且光敏传感数据大于预设的光敏阈值，得到第二判断结果；
如果所述第二判断结果为是，说明装置处于被遮挡且移动状态，则所述控制器2将应用场景更新为托盘场景；
如果所述第二判断结果为否，说明装置处于被遮挡且静止状态，则所述控制器2将应用场景更新为包装箱场景；
S74、所述控制器2判断所述振动传感数据是否大于预设的第二振动阈值，得到第三判断结果；
如果所述第三判断结果为是，说明装置处于开阔地且较大的运动状态，则所述控制器2将应用场景更新为运输途中场景；
如果所述第三判断结果为否，说明装置处于开阔地且静止或较小的移动状态，则所述控制器2将应用场景更新为集装箱场景。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，利用控制器对采集的定位数据，光敏传感数据、振动传感数据进行处理，可自动判断出装置的使用场景。
在又一个可选的实施例中，上述控制器2根据应用场景利用相应的识别模块识别物资信息，控制通信定位模块进行数据传输，具体方式包括：
上述应用场景包括包装箱场景、托盘场景、集装箱场景、运输途中场景；
当应用场景为包装箱场景时，为保证数据安全，控制器2按照预设二维码有效周期动态生成二维码并发往所述二维码模块3显示，并利用移动通信模块将所述二维码传输至物资管理系统，保证了物资编码信息的统一。
当应用场景为托盘场景时，所述控制器2接收无源RFID启动信号，将有源RFID模块5和移动通信定位模块6设置为待机状态，节省了电源消耗。
当应用场景为集装箱场景时，所述控制器2获取有源RFID模块5发送的寻物指令，所述控制器2控制报警系统发出报警和二维码模块3快速闪亮，方便操作员寻找物资位置。
当应用场景为运输途中场景时，所述控制器2生成运输信息，利用移动通信定位模块6将所述运输信息发送至管理中心，保证了在运物资的实时监控；所述运输信息包括身份信息、物资信息、运输车辆信息、定位信息。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，根据不同的应用场景，采样不同识别模块，通过控制器2控制，实现物资包装箱(近距离识别)、托盘(十米级距离识别)、集装箱(百米级距离识别以及超视距)等不同物流对象的自动识别。
在又一个可选的实施例中，上述二维码模块3为1.5寸小型带背光LCD屏幕，可实现二维码的高亮显示。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，采用LCD屏幕显示二维码，且控制器按固定周期更新二维码，解决了黏贴式二维码容易丢失、易损的问题，而且更新方便，具有更强的保密性。
在又一个可选的实施例中，上述电源模块7固定在壳体1内，满足移动通信定位模块6、有源RFID模块5、控制器2电气部分的供电需要，装置采用低功耗设计，通过自动识别流程激活相关休眠单元，降低功耗，节约用电，延长使用时间，在需要时候(按照一定时间频度或者后台请求)发送信息。同时电池采用可充电电池模式，可以充电反复使用。
可见，实施本发明实施例所描述的小型一体化多源自动识别装置，电源模块采用低功耗设计、不工作单元休眠等措施，降低功耗，节约用电，延长使用时间。
最后应说明的是：本发明实施例公开的小型一体化多源自动识别装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述装置包括：壳体(1)，以及所述壳体(1)内设置的控制器(2)、二维码模块(3)、无源RFID模块(4)、有源RFID模块(5)、移动通信定位模块(6)、电源模块(7)、报警模块(8)、传感器模块(9)、存储模块(10)；
所述传感器模块(9)包括光敏传感器、振动传感器；
所述控制器(2)用于收发指令和数据、判断应用场景，根据所述应用场景识别物资信息，控制通信定位模块进行数据传输；所述应用场景包括包装箱场景、托盘场景、集装箱场景、运输途中场景；
所述二维码模块(3)与所述控制器(2)电连接，用于响应所述控制器(2)的显示指令，进行物资二维码的显示、快速闪亮；
所述无源RFID模块(4)与所述控制器(2)电连接，用于监测读写器的无源RFID激活信号和读取信号、向所述控制器(2)发送无源启动信号；所述读写器表征与所述小型一体化多源自动识别装置进行信息交互的外部设备；
所述有源RFID模块(5)与所述控制器(2)电连接，用于响应所述读写器发送的物资信息和寻物指令、将所述物资信息和寻物指令发送给所述控制器(2)；
所述移动通信定位模块(6)与所述控制器(2)电连接，用于为所述控制器(2)提供定位状态、响应于所述控制器(2)的通信指令进行数据传输；
所述电源模块(7)用于为所述小型一体化多源自动识别装置供电；
所述报警模块(8)与所述控制器(2)电连接，用于响应所述控制器(2)的指令、进行报警；
所述传感器模块(9)与所述控制器(2)电连接，用于感应所述小型一体化多源自动识别装置的状态，生成传感数据；
所述控制器(2)判断应用场景，包括：
S71、所述控制器(2)按预设采样间隔采集定位状态、光敏传感数据、振动传感数据；所述定位状态包括卫星信号强度、定位数据；
S72、所述控制器(2)判断所述定位状态中卫星信号强度是否大于阈值且定位数据有效，得到第一判断结果；
如果所述第一判断结果为是，则执行步骤S74；
如果所述第一判断结果为否，则执行步骤S73；
S73、所述控制器(2)判断是否所述振动传感数据大于预设的第一振动阈值且光敏传感数据大于预设的光敏阈值，得到第二判断结果；
如果所述第二判断结果为是，则所述控制器(2)将应用场景更新为托盘场景；
如果所述第二判断结果为否，则所述控制器(2)将应用场景更新为包装箱场景；
S74、所述控制器(2)判断所述振动传感数据是否大于预设的第二振动阈值，得到第三判断结果；
如果所述第三判断结果为是，则所述控制器(2)将应用场景更新为运输途中场景；
如果所述第三判断结果为否，则所述控制器(2)将应用场景更新为集装箱场景；
所述控制器(2)根据所述应用场景识别物资信息，控制通信定位模块进行数据传输，包括：
当应用场景为包装箱场景时，所述控制器(2)按照预设二维码有效周期动态生成二维码并发往所述二维码模块(3)显示，并利用移动通信模块将所述二维码传输至物资管理系统；
当应用场景为托盘场景时，所述控制器(2)接收无源RFID启动信号，将有源RFID模块(5)和移动通信定位模块(6)设置为待机状态；
当应用场景为集装箱场景时，所述控制器(2)获取有源RFID模块(5)发送的寻物指令，所述控制器(2)控制报警系统发出报警和二维码模块(3)快速闪亮；
当应用场景为运输途中场景时，所述控制器(2)生成运输信息，利用移动通信定位模块(6)将所述运输信息发送至管理中心；所述运输信息包括身份信息、物资信息、运输车辆信息、定位信息。
2.根据权利要求1所述的一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述控制器(2)采用嵌入式ARM微控制器。
3.根据权利要求1所述的一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述多源自动识别装置还设有安装模块，所述安装模块用于将所述小型一体化多源自动识别装置安装在包装箱、托盘、集装箱门端。
4.根据权利要求1所述的一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述有源RFID模块(5)采用标准的2.4GHz有源RFID。
5.根据权利要求1所述的一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述移动通信定位模块(6)包括北斗单元、5G通信单元。
6.根据权利要求1所述的一种小型一体化多源自动识别装置，其特征在于，所述二维码模块(3)为LCD屏幕。
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