CN206805615U - 一种智能货架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能货架，该智能货架包括货架本体、以及安装于货架本体侧面的控制装置，控制装置包括控制器以及与控制器均连接的显示器、键盘、电源模块和USB接口，货架本体上设有若干货物层，每一个货物层均设有若干单元格；每个单元格的底部镶嵌有RFID读卡器，每个单元格的前面镶嵌有提示灯，货物箱放置在每个单元格内，且货物箱内置已写入对应货物具体信息的Mifare卡，每个RFID读卡器及提示灯均连接至控制器。本实用新型解决了高铁快运中进出货错误率高以及进出货效率低的问题，实现了货物在运输过程中安全不被盗，品质不受影响的目的。

Description

一种智能货架

技术领域

本实用新型涉及物流领域，具体而言，涉及一种智能货架。

背景技术

近年来，可移动式仓储系统(如铁路货物仓库、高铁快运等)逐渐成为物流业的新起之秀。以高铁快运为例，高铁运送快件具有不受交通堵塞影响，不受天气影响，不受航空管理的优势，从快递运送的时效性及成本方面来看，高铁快运运送快递具有很强的竞争力。

然而，通过双十一高铁运送快递的情况，发现高铁快递存在以下问题：

1.可移动仓库(如普通铁路快运车厢或高铁车厢)空间利用率低。简单的按区域固定划分，造成货物区域分布数量波动时空间浪费或不足。

2.缺乏高铁货运组织管理方法。如何合理堆放货物：只考虑到获取提取，未对货物存储环节进行合理规划，比如，对于货物的分类、计数等都需要人工进行，浪费极大的人力，且目前的仓库管理困难，丢失货物无法及时知晓，没有良好的防盗功能，进出货手续复杂繁琐，效率极低。

3.货物在运输仓储的过程中需要应对掉包、不适宜的温湿度条件的威胁，严重影响终端产品的品质。

综上，如何降低进出货错误率、提高进出货效率以及保证货物在运输过程中不被盗或品质不受影响等，成为目前高铁快递中亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为解决上述问题，提供一种智能货架，以解决高铁快运中进出货错误率高以及进出货效率低的问题，实现了货物在运输过程 中安全不被盗，品质不受影响的目的。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种智能货架，包括货架本体、以及安装于所述货架本体侧面的控制装置，所述控制装置包括控制器以及与所述控制器均连接的显示器、键盘、电源模块和USB接口，所述货架本体上设有若干货物层，每一个货物层均设有若干单元格；每个单元格的底部镶嵌有RFID读卡器，每个单元格的前面镶嵌有提示灯，货物箱放置在每个单元格内，且货物箱内置已写入对应货物具体信息的Mifare卡，每个所述RFID读卡器及提示灯均连接至所述控制器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种智能货架，所述RFID读卡器与所述控制器连接，用于识别货物信息并传递至所述控制器，所述控制器用于处理并存储所述货物信息，并将处理后的货物信息传递至所述显示器，所述显示器与所述控制器连接，用于显示控制器处理后的货物信息，所述提示灯与所述控制器连接，用于提示对应的单元格中是否需要货物入库或者出库，所述智能货架无需人工操作，可自动识别智能货架上所存放货物的货物信息，并将所述货物信息直观地显示于所述显示器，便于管理，因此，本实用新型具有以下优点：

1.打破了高铁快运中货物按照固定区域堆码、浪费上层空间所引起的空间利用效率低的问题。

2.站车交接过程中不必进行人工手动记录，工作人员只需按照提示灯的提示根据实际需要就近将货物摆放在货架提示的优选单元格中即可，单元格中内置的RFID读卡器可以自动识别货物信息，进而完成物流信息的时事追踪，节省了人工手动记录的时间；

3.在卸货过程中，由于装货时货物是按提示灯提示集中安放，因此工作人员不必逐一查找货物进行卸载，进而缩短了卸货时间。

4.改变原有不可重复利用的条形码作为信息载体，采用统一规格且底部 嵌有Mifare卡的货物箱作为信息载体，货物箱信息可被反复修改，因此可循环使用，且RFID技术有相应扫描范围，不需条形码识别的正对就可读取信息，减少了人工扫码的不便。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述提示灯为三色灯。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据不同的颜色来提醒单元格的状态。

进一步，所述键盘采用含背光LED灯的4*4矩阵键盘。

采用上述进一步方案的有益效果是：以适应阴暗的环境。

进一步，所述智能货架还包括设置在每个单元格内的环境传感器及除湿降温装置，所述环境传感器连接至所述控制器的输入端，所述除湿降温装置连接至所述控制器的输出端。

进一步，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述除湿降温装置为相连接的继电器和风机，所述继电器连接至所述控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是：温度传感器和湿度传感器检测货架每个单元格的温度和湿度信息，当检测到单元格的温度高于预设最大值或湿度大于预设最大值时，启动此单元格的风机进行除湿和降温。

进一步，所述智能货架还包括报警器，所述报警器连接所述控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是：当检测到智能货架出现故障或问题时，启动报警，以提醒管理人员采取措施。

进一步，所述报警器为声光报警器。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过声光报警器发出的声音和光能及时提醒管理人员。

进一步，所述智能货架还包括通信模块，所述通信模块与远程终端通信连接，所述通信模块与所述控制器连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：在仓库进货与出货时，预先将需要存储进仓库的货物信息或需要离开仓库的货物信息输入远程终端，当货物箱中的货物信息与远程终端所存储的货物信息不一致时，发出报警，以提醒管理人员采取措施，因此，通过远程终端可监控货物信息。

进一步，所述通信模块包括有线通信模块和/或无线通信模块。

进一步，所述智能货架设于运输设备上，所述智能货架还包括定位模块，所述定位模块连接所述控制器。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过定位模块的定位信息，以便远程终端监控货物在运输途中的位置信息，更好的跟踪货物，以防货物被盗丢失。

附图说明

图1为本实用新型原理结构图；

图2为本实用新型智能货架立体图；

图3为本实用新型智能货架侧视图；

图4为本实用新型键盘电路原理图；

图5为本实用新型RFID读卡器电路原理图；

图6为本实用新型控制装置整体原理图。

图中，1-货架本体1、2-提示灯、3-RFID读卡器、4-控制装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种智能货架，包括货架本体1、以及安装于货架本体1侧面的控制装置4，控制装置4包括控制器以及与控 制器均连接的显示器、键盘、电源模块和USB接口，货架本体1上设有若干货物层，每一个货物层均设有若干单元格；每个单元格的底部镶嵌有RFID读卡器3，每个单元格的前面镶嵌有提示灯2，货物箱放置在每个单元格内，且货物箱内置已写入对应货物具体信息的Mifare卡，每个所述RFID读卡器3及提示灯2均连接至控制器。

当货物箱放置在货架的单元格中时，RFID读卡器3读取货物箱内置的Mifare卡中的货物具体信息，并将所获取的货物信息传递给控制器。控制器具有一定的数据处理以及数据存储能力，控制器用于接收RFID读卡器3所获取的货物信息，将货物信息分类、整理、计数后经过可视化处理传递至显示器，将智能货架上所储存的货物信息直观的显现出来，通过键盘和显示器可以查看当前货架信息，如几个单元格空闲、有货物的单元格的货物信息等，便于工作人员进行进一步的工作。

所述智能货架还包括设置在每个单元格内的环境传感器及除湿降温装置，环境传感器连接至控制器的输入端，除湿降温装置连接至控制器的输出端。其中，环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，除湿降温装置为相连接的继电器和风机，继电器连接至控制器。在使用时，可根据单元格放置的货物情况在控制器中预先设置环境温度和湿度信息，温度传感器和湿度传感器检测货架每个单元格的温度和湿度信息，当检测到单元格的温度高于预设最大值或湿度大于预设最大值时，启动此单元格的风机进行除湿和降温，当温度和湿度在正常范围时，关闭此单元格的风机。

其中，所述提示灯为三色灯，颜色分别为红、黄和绿，绿颜色的提示灯表示对应的单元格中没有货物，处于空载状态；红颜色的提示灯表示对应的单元格中货物要被卸下，或即将被卸下；黄颜色的提示灯表示该单元格是货物入库的优选位置。不同颜色的提示灯会根据单元格的具体情况进行实时更新。

射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID具有以下特点：

(1)快速扫描。RFID识别器可同时识别读取数个RFID标签。

(2)体积小型化、形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。

(3)抗污染能力和耐久性。传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。RFID标签是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

(4)可重复使用。现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。

(5)穿透性和无屏障阅读。在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。

如图4所示，键盘采用含背光LED灯的4*4矩阵键盘，适应阴暗环境。

如图5所示，RFID读卡器3的电气部分由一个天线和ASIC组成。天线是只有少数几匝绕线的线圈组成的LC串联谐振电路，适于封装，便于大规模生产。ASICU1是MF522，由一个高速(106KB波特率)的RF接口，一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。RFID读卡器3工作时，向Mifare卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与RFID读卡器3发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数 据，实现RFID读卡器3对Mifare卡信息的读取。

如图6所示，以一个RFID读卡器3及其指示灯和报警器为例，多个时只需接剩余引脚。控制装置包括:电源模块U2将5V电源转化为3.3V；与每个货架的显示器通信和向显示器供电的接口P1；与键盘通信和向键盘供电的接口P2、P3；与该货架PFID读写器3通信及向其供电的接口P4；通过位于货架内部的导线相连接的，用于提示错误的声音报警器LS1和用于提示的三色RGB指示灯D1、D2、D3；还有与上位机(微机)进行通信的USB接口。USB接口一方面将5V直流电供给控制器MSP430F5529，也实现每个货架控制器与整个移动仓库(例如高铁货运车厢)管理平台的微机间的通信，微机通过无线通信与站台管理平台或远程终端平台通信。

本实用新型的一个具体实施例中，智能货架还包括通信模块，通信模块与远程终端通信连接，通信模块与控制器连接，通信模块包括有线通信模块，有线通信模块通过线缆与远程终端通信连接。通信模块包括无线通信模块，无线通信模块通过无线网络与远程终端通信连接。无线通信模块用于在智能货架与远程终端之间建立通信，以将控制器处理后的货物信息传输至远程终端，以便远程终端进行进一步的数据处理工作。

本实用新型的一个具体实施例中，智能货架设于仓库内、运输设备上和销售场所，智能货架还包括定位模块，通过定位模块的定位信息，以便远程终端监控货物在运输途中的位置信息，更好的跟踪货物，以防货物被盗丢失。

本实用新型的一个具体实施例中，智能货架还包括报警器，报警器连接控制器，报警器为声光报警器。在仓库进货与出货时，应预先将需要存储进仓库的货物信息通过通过RFID写卡器录入该货物的入库地址和出库地址/始发站和终点站、货物箱包含的小件货物信息、预承运改货物箱的列车班次等信息，并将信息导入管理系统。需要离开仓库的货物信息在其储存进入仓库时已录入信息，通过无线通讯模块将信息传入控制器上位机，以免控制器发 生误判。在货物装入含有Mifare卡的货物箱的时候，即若承运该货物箱的列车班次改变，则需将相应信息输入远程终端，以免远程终端发生误判。当远程终端检测到货物信息发生异常时，例如，远程终端检测到接收的货物信息与预先存储的货物信息不一致时，远程终端向发生货物信息异常的智能货架的控制器发出控制指令，智能货架的控制器依据该指令控制警报装置发出警报，例如，控制警报灯闪烁或控制警铃发出响声，以提醒工作人员迅速进行排查。

在移动式仓库接近货物交接站点时，远程终端通过移动网络获取即将入库和出库的货物信息，优先安排货物出库。远程终端通过无线通信模块将数据传送至控制器，控制器将对应单元格提示灯变为红色(表示要卸货)，提醒工作人员卸货。当工作人员卸货完毕时，由于此单元格的RFID读卡器3读取到货物出库(读取到此单元格没有任何信息，即表示此单元格无含Mifare卡的货物箱，货物移出)，则将信息反馈给控制器，控制器使对应的提示灯变为绿色(表示单元格空闲)，同时将数据传送至远程终端，此货物卸货成功。当本站点所有货物卸货完毕，系统提示卸货完成。

货物入库过程，工作人员按手机APP的提示安排入库，或通过黄色提示灯安排，黄色提示灯的位置由远程终端的提供，并通过通信模块和控制器控制对应单元格提示灯。在工作人员找不到推荐单元格时，也可将货物随机放入亮绿灯的空闲单元格，货物放入单元格后，单元格内RFID读卡器3读取货物信息，并传输至远程终端，系统信息更新，安排下一个货物，相同流程。

本实用新型中运输货物的推车为五层，即从上到下依次安排，工作人员多个依次进入仓库，从前至后依次安排，货物顺序由远程终端提供，方便高效入库。

货物信息在含Mifare卡的货物箱放入单元格后，通过RFID读卡器3读取信息，并通过无线通信模块反馈给远程终端，远程终端数据更新，并按照 更新后的数据对下一站点的装卸货流程进行重新规划(因为可能工作人员没有按照推荐单元格入库)，利用提示灯提醒避免卸货误卸货，并通过远程终端提示避免漏卸货。

同时，通过键盘和显示器可以在仓库内查看当前货架信息，如几个单元格空闲、有货物的单元格的货物信息等，而通过通信模块将信息同步到远程终端，在远程终端上可以更直观的方便远方调度端，或沿线站点的工作人员查看信息。

本实用新型具有以下优点：

1.采用RFID(Radio Frequency Identification)技术读取货物信息，并配套使用电子磁卡装载货物信息，以自动化的形式实现货物信息的扫描及读取。

2.自动提醒空单元格、入库推荐单元格及货物到站。控制装置在掌握所有货物信息后，以提示灯的形式，提示出空闲状态的单元格。并在有货物入库时根据提示推荐入库位置，此位置同时发送到管理人员终端APP，方便操作。到达一个站点后，向存有相应终点站的单元格发出控制，提示单元格中的货物需要被卸载。

3.智能货架在方便存放货物的同时，可便捷、准确、高效的对货物信息进行采集，在准确追踪货物位置信息的同时，保证信息安全。

4.用提示灯的形式，在装卸过程中能快速找到空闲单元格(可以存放货物)以及需要卸载的货物提醒。能缩短装卸时间、提高效率，同时还能减少漏卸货的情况发生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能货架，其特征在于，包括货架本体、以及安装于所述货架本体侧面的控制装置，所述控制装置包括控制器以及与所述控制器均连接的显示器、键盘、电源模块和USB接口，所述货架本体上设有若干货物层，每一个货物层均设有若干单元格；每个单元格的底部镶嵌有RFID读卡器，每个单元格的前面镶嵌有提示灯，货物箱放置在每个单元格内，且货物箱内置已写入对应货物具体信息的Mifare卡，每个所述RFID读卡器及提示灯均连接至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的智能货架，其特征在于，所述提示灯为三色灯。

3.根据权利要求1所述的智能货架，其特征在于，所述键盘采用含背光LED灯的4*4矩阵键盘。

4.根据权利要求1所述的智能货架，其特征在于，所述智能货架还包括设置在每个单元格内的环境传感器及除湿降温装置，所述环境传感器连接至所述控制器的输入端，所述除湿降温装置连接至所述控制器的输出端。

5.根据权利要求4所述的智能货架，其特征在于，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述除湿降温装置为相连接的继电器和风机，所述继电器连接至所述控制器。

6.根据权利要求5所述的智能货架，其特征在于，所述智能货架还包括报警器，所述报警器连接所述控制器。

7.根据权利要求6所述的智能货架，其特征在于，所述报警器为声光报警器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的智能货架，其特征在于，所述智能货架还包括通信模块，所述通信模块与远程终端通信连接，所述通信模块与所述控制器连接。

9.根据权利要求8所述的智能货架，其特征在于，所述通信模块包括有线通信模块和/或无线通信模块。

10.根据权利要求8所述的智能货架，其特征在于，所述智能货架设于运输设备上，所述智能货架还包括定位模块，所述定位模块连接所述控制器。