时，CPLD引脚就会读取到低电平，CPLD感知对应位置缺料，产生告警并发送到无线节点。无线节点则通过无线传感器网络将告警上传到服务器上显示。
[0039]点阵式取料指示方法的原理为:CPLD分别占用一组行引脚和一组列引脚，全部都作为输出信号使用。每个输出引脚控制一个三极管(根据实际需要也可以选用MOS管或继电器)的通断，行引脚控制三极管的集电极接电源，列引脚控制三极管的发射极接地。当需要物料架上某一个位置的指示灯点亮时，只需要行/列对应位置的两个三极管同时打开即可，此时指示灯电源和地形成通路即可点亮。
[0040]此外，无线节点上还附带了一个总指示灯和一个数码管。当库房内物料架的数量比较多时，选中物料架的总指示灯亮起，提示领料人先找到物料架，之后再找物料架上的某一个位置。数码管上显示领料数量。当一次需要领取多种物料时，轮询显示需领取物料的位置和数量。具体工作过程是:操作人员在服务器上选中要领取物料的名称和数量，领料命令通过无线网络下发到对应物料架，物料架上无线节点控制总指示灯点亮，此时物料架第一种物料位置指示灯点亮并闪烁，数码管上显示第一种要领取物料的数量。领料人按数量和位置提示领料完毕后，按一下无线节点上按钮，则第一种物料指示灯熄灭，第二种物料位置指示灯点亮并闪烁，同时数码管上显示第二种物料领取数量。此过程轮询，直至所有物料都领料完毕后，指示灯和数码管都全部熄灭。
[0041]CPLD与无线节点之间通信数据报文以简单、可靠为准。本发明装置的硬件结构可以考虑每次通信的报文长度为一个字节。其中，前4位代表行数据，后4位代表列数据，每一位全0/全I留做调试用。通信报文的结构见附图2。一个字节中的4位二进制行/列地址，去掉全0/全I保留调试用，物料架上位置行列从0001开始，最大到1110，最多可以表示14X14阵列物料架，基本可以满足绝大多数型号物料架的实际需求。如果CPLD向无线节点发送数据0x11，代表物料检测单元检测到物料架上第一行第一列产生告警，该位置物料余量不足。如果无线节点向CPLD发送数据0x11，则代表需要点亮第一行第一列位置指示灯，如果无线节点向CPLD发送数据OxFF，则点亮全部指示灯。如果无线节点向CPLD发送数据0x00，则熄灭全部指示灯。
[0042]同一库房的所有物料架通过无线节点连接成一张无线传感器网络。应用于库房物料架的无线传感器网络的组网如图3所示，由一个无线网关(如果距离远有遮挡还可以增加AP保障数据可靠传输)汇聚数据，通过线缆送到服务器。服务器可以放置于办公区，实现办公区和仓储区域的物理隔离，利于管理。
[0043]上层服务器界面采用VC或VB编程工具完成。只要有物料位置输入，领料操作按钮以及基本的调试功能即可，建议参考的设计界面样式如图4所示。输入物料名称和位置(物料位置输入按格式:物料架号:行号:列号形式，如1:1:1)，点击“物料位置输入”，将该数据内容保存到服务器的硬盘上。每种物料只需要一次输入即可，可以连续进行物料位置输入的操作。领料操作只需给出物料名称和数量，点击“领料”。领料命令即可下发到物料架对应位置，可以连续进行领料操作，实现一次多种领料。领料时物料名称可以点击下拉菜单选取，也可以手工输入。手工输入支持模糊查找，即只要输入一个字符满足条件的都在下方显示，数量可以随意填写。界面下方是告警显示窗口，可以同时显示多条。如果一屏显示不开，下一条告警自动取代上一条告警。此外，界面上设置几个附属按钮，用于调试设备使用。
【主权项】
1.一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，包括: 物料检测单元，为根据物料架实际尺寸搭建的点阵结构，行列交叉点上设置用于检测物料架上相应位置存料的检测器件，各行、列线缆汇总后接入到控制单元，当检测器件检测到其相应位置的物料缺料时，产生告警信息供控制单元查询； 取料指示单元，为与物料检测单元布置形式相同的点阵结构，行列交叉点上设置指示灯，各行、列线缆汇总后也接入到控制单元，当接收到取料指示命令后，控制单元点亮取料指示单元对应位置指示灯，指示相应的取料位置； 控制单元，物料检测和取料指示公用的控制芯片，提供两组接口资源平均分配给物料检测单元和取料指示单元，通过有线标准接口连接到无线节点，给无线节点发送告警信息和从无线节点接收取料指令； 无线节点，安装于物料架上，且每一台物料架上安装一个无线节点，通过无线方式与无线网关实现收、发双向通信，多个物料架的上的多个无线节点与无线网关构成一张星型无线网络； 无线网关，作为无线节点和服务器的桥梁，向下通过无线方式与各物料架上无线节点通信，向上通过有线与服务器通信； 服务器，由一台安装配套操作软件的PC机来承担，是人机交互的窗口，即可以显示物料告警信息，又作为输入取料指令的界面。2.根据权利要求1所述的一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，所述无线节点上还带有用于显示取料数量的数码管，和/或用于指示物料架位置的总指示灯，和/或用于连续取料时用于切换下一种物料的按钮开关。3.根据权利要求1所述的一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，所述检测器件在每一列上串联一个可调电阻，用于调整告警门限。4.根据权利要求1所述的一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，所述取料指示装置的每列指示灯通过三极管连接到电源，每行指示灯通过三极管连接到地，当行、列三极管都导通时，点亮物料架上对应位置的指示灯。5.根据权利要求1所述的一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，所述控制单元由一片CPLD来实现。6.根据权利要求1所述的一种点阵式物料检测和取料指示装置，其特征在于，所述检测器件采用压力应变片。7.一种点阵式物料检测和取料指示方法，其特征在于，包括以下步骤: 将仓储区域划分为若干个子区域，每个子区域通过无线节点连接到服务器； 当物料检测单元中的检测器件检测到其相应位置的物料缺料时，向控制单元发出告警信息，控制单元将该告警信息通过无线节点和无线网关，最终发送到服务器中并显示； 当服务器下发取料指令后，取料指令经过无线网关和无线节点，最终发送到该子区域的控制单元，控制单元根据取料指令点亮取料指示单元中相应位置的指示灯。8.根据权利要求7所述的一种点阵式物料检测和取料指示方法，其特征在于，还包括当服务器下发取料指令后，根据取料指令所指示的子区域，点亮相应无线节点的总指示灯。9.根据权利要求7所述的一种点阵式物料检测和取料指示方法，其特征在于，所述还包括当服务器下发取料指令后，由该区域的数码管显示取料的数量。10.根据权利要求7所述的一种点阵式物料检测和取料指示方法，其特征在于，如果一次领取多种物料，由服务器下发取料指令，取料指令中涉及的无线节点轮询显示物料位置和数量，对应取料指示单元中的指示灯闪烁时，该子区域的数码管上显示取料数量。
【专利摘要】本发明涉及一种点阵式物料检测和取料指示装置及方法。本发明包括两部分功能：一是安装在被测物料架上的一套点阵式物料检测单元，实时扫描物料余量情况，如有缺料则产生告警并通过接口发送到无线节点，库房内多个物料架通过无线节点组成一张无线传感器网络，无线网络汇聚各节点数据并上送到上层服务器；另一部分是安装在物料架上的一套点阵式取料指示装置，当领料人需要领取某种物料时，只要在上层服务器上选中该物料并给出数量，则服务器把领料指示指令通过无线网络下发到对应物料架，点亮物料架总指示灯以及相应物料位置指示灯，无线节点上附带的数码管显示取料数量。本发明利用成熟的无线传感器网络技术，将一个库房内的多个物料架连成无线网络，在办公区域利用服务器监控库房内所有物料架上的物料剩余量，实时监控缺料情况。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105717876
【申请号】CN201410715409
【发明人】彭士伟, 梁炜, 张晓玲, 于海斌, 夏晔
【申请人】中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年11月30日