一种智能仓储实验与展示平台设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种智能仓储实验与展示平台设备，包括：仓储沙盘；仓储环境监测模块采集环境数据；网关模块收发所有环境数据和控制命令；仓储环境控制模块接收控制指令并执行操作；人员出入库门禁模块对出入人员进行鉴别；物资出入库模块对出入库物资进行登统计；托盘将出入库物资从出入口到货架的登统计；货架对库内物资的定位管理；仓储数据中心进行数据汇总；手持终端用于库内物资的盘查；远程移动终端接收环境数据包和告警指令；视频演示系统音频解说和视频展示；实验指导系统提供开发指导；学生实验箱用于学生开发测试。本发明可以实现智能仓储温度湿度等采集、物资出入库登统计，实现智能仓储，满足智能仓储的演示推广和开发测试实验的需要。
【专利说明】—种智能仓储头验与展不平台设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感技术、无线射频标签和仓储实验及教学【技术领域】，特别涉及一种智能仓储实验与展示平台设备。
【背景技术】
[0002]现有的仓储实验教学都是将学生带到实际仓储库房内参观学习，并且提供学习的实际仓储库房采用的还是原始的人工值守方式，提供给学生学习的平台设备也是原始的人工值守方式。对于智能仓储控制的仓储尚未有提供学生学习的平台，从而对于学生学习智能化仓储控制带来不便，影响学生的学习主动性。各地在推广智能仓储项目的过程中也缺少可视化的模型和手段。
【发明内容】
[0003]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0004]为此，本发明的目的在于提出一种智能仓储实验与展示平台设备，该设备供学生学习掌握智能仓储控制与无线通信技术的原理，并且提高了学生的学习主动性和学习效率；同时为智能仓储的推广提供有力的模型和手段。
[0005]为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种智能仓储实验与展示平台设备，包括:仓储沙盘，用于模拟真实环境下仓储的设备和环境；仓储环境监测模块，所述仓储环境监测模块用于采集所述仓储沙盘内的多个环境数据，其中，所述多个环境数据包括:温度、湿度、红外人像；网关模块，所述网关模块与所述仓储环境监测模块进行通信，用于接收所述仓储环境监测模块上报的所述多个环境数据，并将所述多个环境数据转换为预设通信协议类型的环境数据包，转发所述环境数据包；仓储数据中心，所述仓储数据中心与网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的环境数据包，并根据预设控制理论和经验数据对所述数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令和控制指令，并且所述仓储数据中心将所述告警指令和控制指令发送至所述网关模块，所述网关模块对所述告警指令和控制指令进行转发；仓储环境控制模块，所述仓储环境控制模块与所述网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的所述控制指令，并根据所述控制指令调用与所述控制指令对应的功能单元执行相应操作，以及将每个所述功能单元的操作结果返回至所述仓储数据中心，其中，所述仓储环境控制模块包括多个功能单元，所述多个功能单元包括以下至少一种:换气扇、抽湿器、加湿器、空调、报警器；人员出入库模块，所述人员出入库模块与所述网关模块进行通信，所述人员出入库模块包括第一 RFID读写器、第一指纹读取器和第一无线通信装置，所述人员出入库模块安装在所述仓储沙盘出入口，通过所述第一 RFID读写器和所述第一指纹读取器对出入库人员进行鉴别，并将信息通过所述第一无线通信装置传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心进行登记、统计和授权管理；物资出入库模块，所述物资出入库模块与所述网关模块进行通信，所述物资出入库模块包括第二 RFID读写器和第二无线通信装置，所述物质出入库模块安装在所述仓储沙盘出入口，物资入库时通过条形码读取入库物资信息并写入托盘的RFID标签和传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，物资出库时通过所述第二 RFID读卡器从所述托盘的RFID标签读取出库物资信息并传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，对出入库物资进行登记、统计；托盘，所述托盘与所述网关模块进行通信，所述托盘包括RFID标签、条形码读取器和第三无线通信装置，在物资入库时从所述物资出入库模块写入入库物资信息到所述RFID标签，在所述托盘移动到货架时读取出所述货架的位置条形码信息，将所述RFID标签内物资信息和所述货架的位置条形码信息传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，在物资出库时将所述托盘移动到所述仓储沙盘出入口，所述物资出入库模块从所述托盘RFID标签读取物资信息并传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给仓储数据中心；货架，所述货架包括条形码定位标签，用于在所述托盘移动到所述货架时对库内物资进行定位管理；手持终端，所述手持终端与所述网关模块进行通信，所述手持终端包括第三RFID读写器和第四无线通信装置，在对库内物资进行盘查时读取所述托盘的RFID存储的物资信息和定位信息，传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓库数据中心进行比对，信息一致时返回信息并发出第一提示音，信息不一致时返回信息并发出第二提示音；远程移动终端，所述远程移动终端与所述网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的环境数据包和告警指令，并根据所述环境数据包和所述告警指令发送对应的控制指令，同时可查询库内物资数据；视频演示系统，所述视频演示系统与所述网关模块相连，用于根据所述网关模块转发的所述控制指令向学生提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，以及提供与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行所述体验控制应用程序学习所述智能仓储实验与展示平台设备的各个功能；实验指导系统，所述实验指导系统与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端相连，用于提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学，并且，所述实验指导系统用于根据学生选择的开发模块，向所述学生提供与选择的开发模块对应的学习内容，其中，所述开发模块包括所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端中的一种或多种，所述实验指导系统安装于每个学生的计算机上；学生实验箱，所述学生实验箱用于学生体验开发测试所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述手持终端、所述远程移动终端。
[0006]在本发明的一个实施例中，所述仓储环境监测模块以预设周期通过无线的方式向所述网关模块发送所述多个环境数据。
[0007]在本发明的又一个实施例中，所述网关模块通过以太网、无线保真W1-Fi或通用分组无线服务技术GPRS将环境数据包发送给所述仓储数据中心或所述远程移动终端。
[0008]在本发明的再一个实施例中，所述网关模块还用于将来自所述仓储数据中心、所述远程移动终端或所述视频演示系统的控制指令转发至所述仓储环境控制模块。
[0009]在本发明的另一个实施例中，所述仓储数据中心还用于保存来自所述网关模块的环境数据包以及所述控制指令的执行结果。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述仓储环境控制模块中的每个所述功能单元通过有线或无线方式接收所述仓储数据中心、所述远程移动终端或所述视频演示系统的控制指令。
[0011]在本发明的再一个实施例中，所述视频演示系统包括:触摸屏，用于接收用户的触摸操作，并根据所述触摸操作展示所述智能仓储实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的工作相关的体验控制应用程序，用户通过触摸操作选择并执行所述体验控制应用程序以学习所述智能仓储实验与展示平台设备的各个功能；硬盘播放器，用于向学生提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。
[0012]在本发明的又一个实施例中，向学生提供所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述实验指导系统提供的与选择的开发模块对应的学习内容包括:该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。
[0014]在本发明的又一个实施例中，所述学生实验箱包括:串口，用于调试或下载程序、传输数据信息；网口，用于接入网络信号；电源接口，用于接入电源；温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板，用于通过无线方式与所述网关模块进行通信，所述学生通过所述温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对所述仓储环境监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制；网关模块开发板，所述学生通过所述网关模块开发板体验开发测试所述网关模块；开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板，所述学生通过所述开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板体验开发测试所述仓储环境控制模块的功能单元。
[0015]根据本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备，可以实现智能仓储中温度、湿度、红外人像等环境数据的实时采集和监测，并且采用智能控制与远程人工控制相结合，真实实现智能仓储的智能无人值守生产，结合讲解和实验，满足智能仓储的演示推广和在此平台上进行开发测试实验的需要。此外，本发明可以提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，供学生学习掌握无线数据传输，提高了学生的学习主动性和学习效率。
[0016]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0018]图1为根据本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备的结构图；
[0019]图2为根据本发明实施例的视频演示系统的示意图；
[0020]图3为根据本发明实施例的实验指导系统的工作流程图；
[0021]图4为根据本发明实施例的实验箱的布置图；
[0022]图5为根据本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备的网络拓扑图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]下面参考图1对本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备进行描述。
[0026]如图1所示，本发明实施例提供的智能仓储实验与展示平台设备包括:仓储沙盘
1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块
6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11、视频演示系统12、实验指导系统13和学生实验箱。
[0027]具体来说，仓储沙盘I用于模拟真实环境下仓储的设备和环境。
[0028]仓储环境监测模块2用于采集仓储沙盘I内的多个环境数据。其中，多个环境数据包括:温度、湿度、红外人像等环境数据。
[0029]在本发明的一个实施例中，仓储环境监测模块2以预设周期通过无线的方式向网关模块3发送多个环境数据。其中，预设周期可以为5秒。
[0030]仓储环境监测模块2还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试仓储环境监测模块2，帮助学生掌握无线数据传输和环境监测等学科的知识。
[0031]在本发明的一个示例中，仓储环境监测模块2的数据读取是在Zigbee中的单片机实现的，并且可以继续连接其他任何类型传感器以实现对仓储环境的监测。
[0032]网关模块3与仓储环境监测模块2进行通信，用于接收仓储环境监测模块2上报的多个环境数据，并将多个环境数据转换为预设通信协议类型的环境数据包，转发环境数据包。
[0033]在本发明的一个实施例中，网关模块3可以通过以太网、无线保真W1-Fi或通用分组无线服务技术GPRS将环境数据包发送给仓储数据中心4或远程移动终端11。
[0034]在本发明的又一个实施例中，网关模块3还用于将来自仓储数据中心4、远程移动终端11或视频演示系统12的控制指令转发至仓储环境控制模块5。需要说明的是，各个模块对外发送的数据均需要通过网关模块3进行转发，由此各个模块对外发送的数据均通过唯一的通道进行传输，提高了数据传输的安全可靠性，并且数据不直接传输至仓储数据中心4，可以在一定程度上减轻仓储数据中心4的负担。
[0035]此外，网关模块3还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，学生可学习借鉴、修改和调试网关模块3，从而帮助学生掌握通信协议转换、多线程编程等知识。
[0036]仓储数据中心4与网关模块3进行通信，用于接收网关模块3转发的环境数据包，并根据预设控制理论和经验数据对数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令和控制指令。并且，仓储数据中心4将告警指令和控制指令发送至网关模块3，网关模块3对告警指令和控制指令进行转发。其中，环境数据包括仓储环境监测模块2的实时数据，由仓储环境监测模块2以5S为周期发送给网关模块3，网关模块3将所有的仓储环境监测模块2周期发送的数据整理成数据包发送给仓储数据中心4，仓储数据中心4根据专家系统等控制理论对数据包进行分析，根据分析的结果发出告警和控制信号。例如仓储环境监测模块2的实时数据中的温度数据指示温度在10度以下已经15分钟了，则仓储数据中心4发出加温控制指令。
[0037]在本发明的一个实施例中，仓储数据中心4可以采用自动和手动方式接收和分析环境数据包并发出告警指令和控制指令。
[0038]并且，仓储数据中心4还用于保存来自网关模块3的环境数据包以及控制指令的执行结果。
[0039]此外，仓储数据中心4还用于向学生提供操作说明和程序源码，帮助学生掌握专家系统、人工智能等学科的知识。
[0040]仓储环境控制模块5为自动控制与远程控制相结合的控制系统。其中，仓储环境控制模块5与网关模块3进行通信，用于接收网关模块3转发的控制指令，并根据控制指令调用与该控制指令对应的功能单元执行相应操作，将每个功能单元的操作结果返回至仓储数据中心4。其中，仓储环境控制模块5包括多个功能单元，多个功能单元包括以下至少一种:换气扇、抽湿器、加湿器、空调、报警器，可以实现换气、抽湿、加湿、调温和报警等功能。其中，仓储环境控制模块5的通风功能是通过换气风扇的开启来实现的。
[0041]在本发明的一个实施例中，仓储环境控制模块5中的每个功能单元均可以通过有线或无线的方式接收仓储数据中心4、远程移动终端11或视频演示系统12的控制指令，根据控制指令进行换气、抽湿、加湿、调温和报警等操作，并将操作结果返回给仓储数据中心4。
[0042]并且，仓储环境控制模块5还用于向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，帮助学生掌握控制电路设计、无线数据传输等知识。[0043]人员出入库模块6与网关模块3进行通信。具体地，人员出入库模块6包括第一RFID读写器、第一指纹读取器和第一无线通信装置。人员出入库模块6安装在仓储沙盘I的出入口，通过第一 RFID读写器和第一指纹读取器对出入库人员进行鉴别，并将信息通过第一无线通信装置传输给仓储数据中心4进行登记、统计和授权管理。具体地，第一RFID读写器可以读取人员携带的RFID标签内的人员信息，第一指纹读取器可以读取人员录入的指纹信息。由于RFID标签内的人员信息和指纹信息对于每个人都是唯一的，通过上述RFID标签内的人员信息和指纹信息可以实现对出入库人员的鉴别。并且，将上述获取的RFID标签内的人员信息和指纹信息过第一无线通信装置传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓储数据中心4进行登记、统计和授权管理，实现对出入库人员的信息管理，提高仓储管理的安全可靠性。
[0044]人员出入库模块6还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试人员出入库模块6，帮助学生掌握RFID技术等学科的知识。
[0045]物资出入库模块7与网关模块3进行通信，物资出入库模块7包括第二 RFID读写器和第二无线通信装置。物资出入库模块7安装在仓储沙盘I的出入口，物资入库时通过条形码读取入库物资信息并写入托盘8的RFID标签和传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓储数据中心4，由此，通过将托盘8的RFID标签写入入库物资信息，可以实现对入库物资的管理和统计。物资出库时通过第二 RFID读取器从托盘8的RFID标签读取出库物资信息并传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓储数据中心4，从而实现对出库物资的管理和统计。综上可知，通过上述物资入库的写入RFID标签和物资出库的读取RFID标签，可以实现对出入库物资进行登记和统计。
[0046]物资出入库模块7还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试物资出入库模块7，帮助学生掌握物资管理技术等学科的知识。
[0047]托盘8与网关模块3进行通信，包括RFID标签、条形码读取器和第三无线通信装置。在物资入库时从物资出入库模块7写入入库物资信息到RFID标签，在托盘8移动到货架9时读取出货架9的位置条形码信息，将RFID标签内物资信息和货架的位置条形码信息传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓储数据中心4。在物资出库时将托盘8移动到仓储沙盘I的出入口，物资出入库模块7从托盘8的RFID标签读取物资信息并传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓储数据中心4。
[0048]货架9包括条形码定位标签，用于在托盘8移动到货架9时对库内物资进行定位管理，由此可以实现对物资在仓储中的物理位置的管理。
[0049]托盘8和货架9还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试托盘8和货架9。
[0050]手持终端10与网关模块3进行通信。手持终端10包括第三RFID读写器和第四无线通信装置，在对库内物资进行盘查时读取托盘8的RFID存储的物资信息和定位信息，传输给网关模块3，由网关模块3转发给仓库数据中心4进行比对，信息一致时返回信息并发出第一提示音，例如蜂鸣一声；信息不一致时返回信息并发出第二提示音，例如连续发出蜂鸣声。[0051]手持终端10还可以向学生提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，从而学生可学习借鉴、修改和调试手持终端10，帮助学生掌握通信技术等学科的知识。
[0052]远程移动终端11与网关模块3进行通信，用于接收网关模块3转发的环境数据包和告警指令，并根据环境数据包和告警指令发送对应的控制指令，同时可以查询库内物资数据。
[0053]在本发明的一个示例中，远程移动终端11包括通信单元，其中通信单元可以与网关模块3和仓储数据中心4进行通信。在本发明的一个示例中，通信单元可以采用以下之一的通信方式:无线保真W1-F1、通用分组无线服务技术GPRS或3G通信。
[0054]在本发明的一个实施例中，远程移动终端11中安装有应用程序，用户通过操作该应用程序可以接收环境数据包和告警指令并可以发送控制指令。
[0055]此外，远程移动终端11还可以向学生提供操作说明和源码，帮助学生掌握嵌入式应用软件设计和无线数据传输等学科的知识。
[0056]视频演示系统12与网关模块3相连，用于根据网关模块3转发的控制指令向学生提供仓储沙盘1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，并且仓储沙盘1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架
9、手持终端10、远程移动终端11的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行体验控制应用程序学习所述智能仓储实验与展示平台设备的各个功能。
[0057]如图2所示，视频演示系统12包括:触摸屏1201和硬盘播放器1202，触摸屏1201与硬盘播放器1202相连。其中，触摸屏1201用于接收用户的触摸操作，并根据触摸操作展示本发明的智能仓储实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与仓储沙盘
1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块
6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11的工作相关的体验控制应用程序。用户可以通过触摸操作选择并执行体验控制应用程序以学习智能仓储实验与展示平台设备的各个功能，即可在视频演示的触摸屏上体验控制效果。硬盘播放器1202用于向学生提供仓储沙盘1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。此外，视频演示系统12还包括音箱1203,用于对音频信号进行放大处理后由音箱1203本身回放出声音，使其声音变大。
[0058]具体地，视频演示系统12可以自动播放智能仓储实验与展示平台的介绍视频短片，也可通过用户的触摸操作展示智能仓储实验与展示平台的组成、性能、参数、应用等方面的资料。并且，通过在触摸屏1201上安装体验控制功能的体验控制应用程序APK，实现视频和控制进行联动，展示当前仓储沙盘I内的实时信息，例如温度、湿度等。并且，学生还可以通过触摸操作进行控制体验，例如体验控制应用程序APK上带有控制按钮进行开窗、力口湿之类操作。由此可知，视频演示系统12可以提供展示效果、宣传推广科技使用，并且也便于学生对本发明的智能仓储试验与展示平台的各项功能的学习。
[0059]实验指导系统13与仓储沙盘1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心
4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11相连，用于提供仓储沙盘1、仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端
10、远程移动终端11的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学。并且，实验指导系统13还用于根据学生选择的开发模块，向学生提供与选择的开发模块对应的学习内容。
[0060]图3为根据本发明实施例的实验指导系统的工作流程图。
[0061]如图3所示，实验指导系统的工作流程如下:
[0062]步骤SI，学生选择开发模块。
[0063]其中，开发模块包括仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11中的一种或多种。
[0064]步骤S2，根据学生选择的开发模块，向学生提供与选择的开发模块对应的学习内容。
[0065]其中，学习内容包括:该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、开发测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。
[0066]在本发明的一个实施例中，实验指导系统13安装于每个学生的计算机上。
[0067]在本发明的一个实施例中，实验指导系统13可以提供视频文件和电子书以进行理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学。例如，实验指导系统13可以对本发明的智能仓储实验与展示平台设备所使用的技术理论以电子书和视频教学的模式进行讲解、对开发利用到的硬件元器件进行介绍、硬件设计过程进行讲解、对开发用到的软件开发工具进行针对性的教学和对开发源码进行详细的讲解。实验指导系统13主要是指导开发方面，如对开发用的软硬件开发技术进行讲解(例如VC，PiOtel)，对开发的流程和源码进行讲解，让学生知道从哪下手、为什么要这样做、每行源码都是干什么用的等。
[0068]实验指导系统13可以做成软件形式，安装在学生的计算机上，用于指导学生开发用的。并且，实验指导系统13可以设置为目录形式，学生打开软件后根据想要学习的内容从目录中直接点开，点开后的内容可以包括视频、电子书和程序源码。
[0069]需要说明的是，仓储环境监测模块2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、货架9、手持终端10、远程移动终端11均可以向学生提供各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，供学生学习掌握无线数据传输、传感器、协议转换、专家系统、自动控制等知识。学生可以在每个功能模块上对进行调试改变实验参数，因为提供模拟量和数字量采集的方法，所以修改起来很容易学习，从而可以有力支持院校教学实验，又可用于展示助力智能仓储的推广，向实际应用提供借鉴。
[0070]在本发明的一个实施例中，本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备进一步包括向每个学生分配的学生实验箱。学生实验箱用于学生体验开发测试仓储环境监测模块
2、网关模块3、仓储数据中心4、仓储环境控制模块5、人员出入库模块6、物资出入库模块7、托盘8、手持终端10、远程移动终端11。每个学生的开发过程可以在实验箱内进行操作，验证过程可以在仓储沙盘I进行。
[0071]图4为根据本发明实施例的实验箱的布置图。[0072]如图4所示，本发明实施例的学生实验箱包括:串口、网口、电源接口、温湿度监测模块开发底板、红外人像监测模块开发底板、网关模块开发板、开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板。
[0073]具体来说，串口用于调试或下载程序、传输数据信息。具体地，学生可以通过该串口从上位机调试或下载程序、数据信息等到对应的开发模块，从而实现对开发模块的调试和开发管理。
[0074]网口可以用于接入网络信号，其中，学生实验箱中的网关模块开发板可以通过网口与学生计算机进行通信，其中，学生计算机可以视为一台服务器。
[0075]电源接口可以用于接入电源。
[0076]温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板用于通过无线方式与网关模块3进行通信，学生通过温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对仓储环境监测模块2进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过网关模块3接入至网络中，以进行后续的分析和控制。
[0077]学生可以通过网关模块开发板体验开发测试网关模块3。
[0078]进一步，学生还可以通过开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板体验开发测试仓储环境控制模块5的功能单元。
[0079]此外，学生实验箱还包括人员出入库模块开发板、物资出入库模块开发板、托盘模块开发板和手持终端模块开发板。
[0080]图5为根据本发明实施例的智能仓储实验与展示平台设备的网络拓扑图。
[0081]如图5所示，网关模块3负责所有环境数据和控制指令的接收和转发。具体地，网关模块3通过Zigbee技术与仓储环境监测模块2中的各个传感器模块进行通信。网关模块3通过Zigbee技术接收温度传感器模块、湿度传感器模块、红外传感器模块采集到的环境数据。网关模块3通过以太网、WIFI将仓储环境监测模块2的环境数据转发给仓储数据中心4，以及通过WIF1、3G、GPRS将仓储环境监测模块2的环境数据和仓储数据中心4的告警指令转发给远程移动终端11。网关模块3通过Zigbee技术、WIF1、方式向仓储环境控制5的各个功能单元转发来自仓储数据中心4的控制指令。网关模块3通过WIF1、以太网与视频演示系统12进行通信，以及向视频演示系统12转发控制指令。此外，网关模块3可以通过以WIF1、以太网与学生计算机进行通信，其中，学生计算机上安装有实验指导系统13，网关模块3可以与实验指导系统13进行数据传输。网关模块3可以通过Zigbee技术、WIFI与学生实验箱中的开发板进行通信，从而学生可以体验开发测试网关模块3。并且，学生实验箱可以通过串口、以太网、WIFI与学生计算机进行通信，学生计算机可以视为一台服务器，学生通过从学生计算机上下载程序到学生实验箱的开发板上，实现对开发板的功能调试。
[0082]本发明实施例提供的智能仓储实验与展示平台设备涉及无线传感网络【技术领域】，尤其是涉及传感器数据采集、分析、处理及智能控制的实验与展示平台。本发明可以实现智能仓储中温度、湿度、红外人像等环境数据的实时采集和监测，并且采用智能控制与远程人工控制相结合，实现仓储中的环境监测、人员管理和物资出入库智能管理，真实实现智能仓储的智能无人值守生产，结合讲解和实验，满足智能仓储的演示推广和在此平台上进行开发测试实验的需要。此外，本发明可以提供原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口，供学生学习掌握无线数据传输，提高了学生的学习主动性和学习效率，有力支持院校教学实验，助力智能仓储的推广，也给实际应用提供借鉴，提高工作效率，确保仓储安全。
[0083]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0084]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【权利要求】
1.一种智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，包括: 仓储沙盘，用于模拟真实环境下仓储的设备和环境； 仓储环境监测模块，所述仓储环境监测模块用于采集所述仓储沙盘内的多个环境数据，其中，所述多个环境数据包括:温度、湿度、红外人像； 网关模块，所述网关模块与所述仓储环境监测模块进行通信，用于接收所述仓储环境监测模块上报的所述多个环境数据，并将所述多个环境数据转换为预设通信协议类型的环境数据包，转发所述环境数据包； 仓储数据中心，所述仓储数据中心与网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的环境数据包，并根据预设控制理论和经验数据对所述数据包进行分析，以及根据分析结果发出对应的告警指令和控制指令，并且所述仓储数据中心将所述告警指令和控制指令发送至所述网关模块，所述网关模块对所述告警指令和控制指令进行转发； 仓储环境控制模块，所述仓储环境控制模块与所述网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的所述控制指令，并根据所述控制指令调用与所述控制指令对应的功能单元执行相应操作，以及将每个所述功能单元的操作结果返回至所述仓储数据中心，其中，所述仓储环境控制模块包括多个功能单元，所述多个功能单元包括以下至少一种:换气扇、抽湿器、加湿器、空调、报警器； 人员出入库模块，所述人员出入库模块与所述网关模块进行通信，所述人员出入库模块包括第一 RFID读写器、第一指纹读取器和第一无线通信装置，所述人员出入库模块安装在所述仓储沙盘出入口，通过所述第一 RFID读写器和所述第一指纹读取器对出入库人员进行鉴别，并将信息通过所述第一无线通信装置传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心进行登记、统计和授权管理； 物资出入库模块，所述物资出入库模块与所述网关模块进行通信，所述物资出入库模块包括第二 RFID读写器和第二无线通信装置，所述物质出入库模块安装在所述仓储沙盘出入口，物资入库时通过条形码读取入库物资信息并写入托盘的RFID标签和传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，物资出库时通过所述第二 RFID读卡器从所述托盘的RFID标签读取出库物资信息并传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，对出入库物资进行登记、统计； 托盘，所述托盘与所述网关模块进行通信，所述托盘包括RFID标签、条形码读取器和第三无线通信装置，在物资入库时从所述物资出入库模块写入入库物资信息到所述RFID标签，在所述托盘移动到货架时读取出所述货架的位置条形码信息，将所述RFID标签内物资信息和所述货架的位置条形码信息传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓储数据中心，在物资出库时将所述托盘移动到所述仓储沙盘出入口，所述物资出入库模块从所述托盘RFID标签读取物资信息并传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给仓储数据中心； 货架，所述货架包括条形码定位标签，用于在所述托盘移动到所述货架时对库内物资进行定位管理； 手持终端，所述手持终端与所述网关模块进行通信，所述手持终端包括第三RFID读写器和第四无线通信装置，在对库内物资进行盘查时读取所述托盘的RFID存储的物资信息和定位信息，传输给所述网关模块，由所述网关模块转发给所述仓库数据中心进行比对，信息一致时返回信息并发出第一提示音，信息不一致时返回信息并发出第二提示音； 远程移动终端，所述远程移动终端与所述网关模块进行通信，用于接收所述网关模块转发的环境数据包和告警指令，并根据所述环境数据包和所述告警指令发送对应的控制指令，同时可查询库内物资数据； 视频演示系统，所述视频演示系统与所述网关模块相连，用于根据所述网关模块转发的所述控制指令向学生提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示，以及提供与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的工作相关的体验控制应用程序，用户通过选择并执行所述体验控制应用程序学习所述智能仓储实验与展示平台设备的各个功能； 实验指导系统，所述实验指导系统与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端相连，用于提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的理论原理和相关专业知识进行视频和文本教学，并且，所述实验指导系统用于根据学生选择的开发模块，向所述学生提供与选择的开发模块对应的学习内容，其中，所述开发模块包括所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端中的一种或多种，所述实验指导系统安装于每个学生的计算机上； 学生实验箱，所述学生实验箱用于学生体验开发测试所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述手持终端、所述远程移动终端。
2.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述仓储环境监测模块以预设周期通过无线的方式向所述网关模块发送所述多个环境数据。
3.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述网关模块通过以太网、无线保真W1-Fi或通用分组无线服务技术GPRS将环境数据包发送给所述仓储数据中心或所述远程移动终端。
4.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述网关模块还用于将来自所述仓储数据中心、所述远程移动终端或所述视频演示系统的控制指令转发至所述仓储环境控制模块。
5.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述仓储数据中心还用于保存来自所述网关模块的环境数据包以及所述控制指令的执行结果。
6.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述仓储环境控制模块中的每个所述功能单元通过有线或无线方式接收所述仓储数据中心、所述远程移动终端或所述视频演示系统的控制指令。
7.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述视频演示系统包括: 触摸屏，用于接收用户的触摸操作，并根据所述触摸操作展示所述智能仓储实验与展示平台设备的组成、性能、参数和应用，以及提供与所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的工作相关的体验控制应用程序，用户通过触摸操作选择并执行所述体验控制应用程序以学习所述智能仓储实验与展示平台设备的各个功能； 硬盘播放器，用于向学生提供所述仓储沙盘、所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端的性能指标的音频解说和工作效果的视频展示。
8.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，向学生提供所述仓储环境监测模块、所述网关模块、所述仓储环境控制模块、所述仓储数据中心、所述人员出入库模块、所述物资出入库模块、所述托盘、所述货架、所述手持终端、所述远程移动终端各自对应的原理图、操作说明、程序源码和调试下载接口。
9.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述实验指导系统提供的与选择的开发模块对应的学习内容包括:该开发模块的使用说明、理论讲解、开发工具使用讲解、开发重点源码讲解、开发过程分布讲解、理论掌握程度测试、常见问题解答、开发笔记汇总以及相关工具和资料。
10.如权利要求1所述的智能仓储实验与展示平台设备，其特征在于，所述学生实验箱包括: 串口，用于调试或下载程序、传输数据信息； 网口，用于接入网络信号； 电源接口，用于接入电源； 温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板，用于通过无线方式与所述网关模块进行通信，所述学生通过所述温湿度传感器监测模块开发板和红外人像监测模块开发板对所述仓储环境监测模块进行体验开发测试，并且开发测试的结果可以通过所述网关模块接入至网络中，以进行后续的分析和控制； 网关模块开发板，所述学生通过所述网关模块开发板体验开发测试所述网关模块； 开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板，所述学生通过所述开关式控制器开发板和家电遥控式控制器开发板体验开发测试所述仓储环境控制模块的功能单元。
【文档编号】G09B19/00GK103915013SQ201410124645
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】钟秋发, 尚久庆, 张靖轩 申请人:石家庄恒运网络科技有限公司