一种危化品智能仓储管理系统的制作方法

一种危化品智能仓储管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种危化品智能仓储管理系统，该管理系统包括基于电子标签的货物管理单元、仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元、仓储环境监测单元以及后台控制服务器管理，其中仓储自动盘点单元基于自建的仓储环境地图由机器人自动盘点货物信息；仓储实时管理单元对货物的位置以及出入库的状态进行实时定位和记录；仓储数据采集单元对仓储环境进行实时在线监测，并将监测的数据传至后台控制服务器；后台控制服务器协调各单元之间配合工作，并存储管理各单元上传的各项数据。本发明提供的方案使得整个作业流程有机地连接在一起，除了使员工工作更有效率以外，还使得员工与危化品接触几率大幅度地降低，减少安全隐患，体现人性化的管理模式。
【专利说明】—种危化品智能仓储管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仓储管理【技术领域】，具体涉及危化品智能仓储管理技术。
【背景技术】
[0002]智能仓储管理系统集成了信息技术、无线射频技术、条码技术、电子标签技术和计算机应用技术等，将仓库管理、无线扫描、电子显示和计算机应用有机的组合成了一个完整的信息管理系统。现行的先进智能仓储管理系统依靠了一项重要的技术手段，那就是RFID的使用。但是，中国国内的智能仓储管理技术处于起步阶段。
[0003]中国作为能源大国，相对应的石油、石化、煤化化工等产业迅速发展，与此同时，危险品的品种和数量也日益剧增，与这些石油化工品产业相关的企业更是多不胜数。于是化工品物流高速发展，化工仓库也成为热门。在全中国I万多家危险品仓储企业中，专业的化工第三方物流仓库占据近3成。虽然中国化工物流方面的仓库发展迅速，可是使用的相关仓库管理技术却没有得到很好的升级和发展，大多数使用仍是老旧的传统仓库管理模式。危险品仓储市场的管理标准也没有很好的规范，现代化水平也偏低。这种技术水平的底下，严重掣肘到了中国危险品仓储业的发展。
[0004]现有的仓储管理系统的很多功能都无法适合危化品仓库，其实际上是一体化的仓储管理解决方案，更多的是针对常规出入库的精细化管理，无法较好的适应危化品独特情况下的仓库环境，如法实现对于危化品仓储中货品的定位、智能盘点，仓储环境及气体泄漏的监控等。

【发明内容】

[0005]针对现有危险品仓储管理系统中所存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种危化品智能仓储管理系统，以实现对危化品仓储中货品的定位、智能盘点，仓储环境及气体泄漏的监控。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0007]一种危化品智能仓储管理系统，所述管理系统包括:
[0008]货物电子标签；
[0009]仓储自动盘点单元，所述仓储自动盘点单元根据后台控制服务器的指令基于自建的仓储环境地图自动盘点货物信息；
[0010]仓储实时管理单元，所述仓储实时管理单元实时监测仓储货物上的货物电子标签，对货物的位置以及出入库的状态进行实时定位和记录，并将监测结果传至后台控制服务器；
[0011]仓储环境监测单元，所述仓储数据采集单元对仓储环境进行实时在线监测，并将监测的数据传至后台控制服务器；
[0012]后台控制服务器，所述后台控制服务器控制连接仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储数据采集单元，协调各单元之间配合工作，并存储管理各单元上传的各项数据。
[0013]在该管理系统的一优选方案中，所述仓储自动盘点单元包括一自动盘点机器人，该自动盘点机器人通过扫描，建立对应于仓库的平面地图，自动盘点机器人接受后台控制服务器的指令，并基于建立的平面地图移动至对应的货架前，读取其上的货物电子标签中的信息。
[0014]进一步的，所述自动盘点机器人包括一可移动本体，该可移动本体上设置有用于扫描的激光器、用于移动时探测障碍物的声呐环、云台摄像头、标签读写器、控制器和电源，所述控制器控制连接激光器、声呐环、标签读写器以及云台摄像头，所述电源为自动盘点机器人提供工作电压。
[0015]在另一优选方案中，所述仓储实时管理单元包括定位单元和出入库监测单元，所述定位单元由若干RFID激活器构成，若干RFID激活器安置在仓库中的标定位置，并且它们之间相互配合形成RTLS实时定位区域；所述出入库监测单元由设置在仓库门库内外的若干RFID激活器构成。
[0016]在另一优选方案中，所述仓储环境监测单元包括环境监测传感器、数据采集器和远程传输终端，所述环境监测传感器安置在仓储环境中，所述数据采集器的采集端与环境监测传感器相接，其输出端通过数据总线连接至远程传输终端，所述远程传输终端通过无线网络与后台控制服务器数据详解。
[0017]在另一优选方案中，所述后台控制服务器主要包括:
[0018]仓库管理单元，所述仓库管理单元控制仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储环境监测单元，实现对仓储物品的自动化管理；
[0019]委托单管理单元，所述委托单管理单元进行委托单的建立和查询；
[0020]查询统计单元，所述查询统计单元用于统计系统运行中的各项数据；
[0021]基础数据维护单元，所述基础数据维护单元用于管理系统运行中的各项基础数据；
[0022]人员系统单元，所述人员系统单元用于管理系统运行中各账户的管理。
[0023]在另一优选方案中，所述货物电子标签大小为86X54X5mm、绑带式、有源电子标签。
[0024]本发明提供的方案拥有整合了整个业务流程的管理，使得整个作业流程有效地连接在一起，使员工工作更有效率以外，还整合了机器人盘点、RFID技术和环境监控技术，使员工与化工品接触几率大幅度地降低，减少安全隐患，体现人性化的管理模式。
[0025]除此之外，本系统具体实施时相对于现有管理系统具有如下优点:
[0026]1.本系统能够针对化工品，特别是针对危化品的仓储进行有效管理。
[0027]2.在进行管理过程中可对仓储环境的温度、湿度和特殊气体泄漏进行实时监控管理。
[0028]3.对于危化品的仓储物品，能够实现实时的库位显示及进行优化。
[0029]4.在进行管理过程中可进行远程控制机器人自动盘点货物。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。[0031]图1为本发明中危化品智能仓储管理系统的原理框图；
[0032]图2为本发明中仓储自动盘点单元的原理框图；
[0033]图3为本发明中仓储环境监测单元的原理框图；
[0034]图4为本发明中后台控制服务器的原理框图；
[0035]图5为本发明中的自动盘点机器人的结构示意图；
[0036]图6为本发明中自动盘点机器人的俯视图；
[0037]图7为本发明中自动盘点机器人上读卡器机构的结构示意图；
[0038]图8为本发明中移自动盘点机器人的装配示意图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0040]由图1可知，本发明提供的危化品智能仓储管理系统主要由、仓储自动盘点单元100、仓储实时管理单元200、仓储环境监测单元300、后台控制服务器400以及货物电子标签100组成。
[0041]其中，货物电子标签500用于存储相关物品存储过程中所有的信息。在本系统中该货物电子标签500大小为86X54X5mm，绑带扎紧的方式，采用全向有源读卡器技术，阅读器阅读距离在空旷环境中可达半径100米左右，在模拟仓库室内的环境，半径可达60米以上，具体读卡距离依据环境测试，在读卡器的阅读范围里可装置多个激活器，激活器的工作就是负责将位置信息和标签信息传输给阅读器，这样就可以实现定位，激活器的定位精度可达20cm，可以实现库位的精确定位。
[0042]仓储自动盘点单元100，其主要用于根据后台控制服务器的指令基于自建的仓储环境地图自动盘点货物信息。
[0043]参见该仓储自动盘点单元100具体为一自动盘点机器人100，其工作仓储环境中，能够对仓储环境进行扫描，并建立对应于仓库的平面地图；同时该自动盘点机器人还接受远程管理服务器的指令，并基于建立的平面地图移动至对应的货架前，读取其上的货物标签中的信息。
[0044]参见图5至图8，该自动盘点机器人100包括一可移动本体100底部对称设置有四个驱动轮101，同时在移动本体100的甲板上设置有激光器102、声呐环103和RGB云台摄像头104。
[0045]激光器102设置在可移动本体100的前甲板上，既用于壁障，又用于机器人自身在仓库中的定位。
[0046]声呐环103用于检测机器人行进过程中的障碍物，器由12个声呐传感器组成，分为两组，每组六个声呐传感器分别设置在可移动本体100的前、后端。
[0047]同时RGB云台摄像头104用于寻找目标，其设置移动本体100的甲板上，并位于激光器102的上方。
[0048]在该可移动本体100中还设置有控制器和电源(图中未示出)，其中控制器控制连接移动本体100上设置的激光器102、声呐环103和RGB云台摄像头104 ;同时该控制器还通过驱动机构(如电机和传动机构)驱动连接移动本体上的驱动轮101。[0049]该控制器主要包括数据处理单元、地图构建单元、壁障单元、路径规划单元。
[0050]数据处理单元为自动盘点机器人100中数据计算中心。
[0051]地图构建单元根据激光器102扫描得到的数据(如障碍物信息、货架位置信息、移动道路信息、它们之间相对位置等)构建仓储环境的电子平面地图。该地图中至少包括所有货架的位置信息、相对于位置信息、移动道路信息等。
[0052]壁障单元和路径规划单元配合形成自动盘点机器人100中导航系统，用于控制自动盘点机器人100自动运行至目的地。壁障单元获取激光器102中数据对自动盘点机器人100移动过程的位置进精确定位，同时获取声呐环103中数据对移动路径上的障碍物进行精确的检测；路径规划单元用于根据指令结合建构的电子平面地图，规划出相应的路径信息，并根据该路径信息形成对应的移动控制指令。
[0053]电源为整个机器人的工作提供稳定可靠的工作电压，其分别与激光器102、声呐环103、RGB云台摄像头104以及控制器等组成部件电连接。
[0054]为了进一步提高操作的便携性，本发明还在可移动本体100上设置相应的控制面板105。该控制面板105设置在可移动本体100甲板的中间部位，其上具有机器人运行过程中的状态指示灯，复位按钮，串行接口和网线接口等。
[0055]为了能够实现盘点货物，本发明在可移动本体100上设置有货物标签读写器106，该货物标签读写器通过相应的支撑架107安置在可移动本体100上。
[0056]该支撑架107由一用于安装货物标签读写器106的支撑面107a和对称设置在支撑面下部的两长度不同的支撑脚107b、107c组成。
[0057]读卡器机构106在具体安装时，首先将支撑架107的长支撑脚107b通过螺丝钉固定在可移动本体100的甲板上，同时将短支撑脚107c固定在激光器上。
[0058]固定在好支撑架107后将货物标签读写器106规定在支撑架107上的支撑面107a即可。
[0059]由此形成的自动盘点机器人100可支持计算机指令方式、移动终端、语言远程控制等三种控制方法进行控制，实现自动盘点，具体如下:
[0060]1.通过计算机指令方式控制移动机器人进行盘点
[0061 ] 在此过程中，自动盘点机器人100首先通过本体无线网卡通过TCP/IP协议与局域网络连接，此时用户计算机端作为客户端需要与机器人服务端建立起通信连接，才能实现对机器人的控制。用户可以在计算机客户端界面选择连接服务端按钮向服务端发出连接的请求，当机器人本体作为服务端接收到请求后会反馈给客户端一个信息，客户端收到确认信息后，通信连接建立。在客户端界面，用户选择指令盘点后，则可以在指令栏中输入固定指令，以让机器人完成特定的任务。当指令输入完成并发送后，系统后台程序则将指令数据进行编码形成数据序列，机器人接收到数据后，反馈给客户端一个信息，表示接收任务成功。服务端接收到数据之后，将指令从数据序列中提取出来，然后与指令数据库中的信息相比对，以辨别客户端所下达是哪种任务然后去执行，完成计算机指令进行货物的盘点。
[0062]2.通过移动终端进行货物的盘点
[0063]移动终端控制即用户可以实现用手机APP客户端控制自动盘点机器人100完成物品盘点。首先机器人本体无线网卡通过TCP/IP协议与局域网络连接，同时手机客户端APP也需要连入同一个局域网络，连入方式亦采用TCP/IP协议。当成功连接网络后，手机作为客户端需要与服务端建立起通信连接，通过手机端的连接按钮发送连接服务器的请求，当机器人本体作为服务端接收到请求后会反馈给客户端一个信息，客户端收到确认信息后，通信连接建立。此时，手机移动终端可以发送指令让机器人完成指定物品盘点任务。
[0064]3.通过语言远程控制
[0065]语音指令控制，即在中控室中，通过用户的语言命令控制仓库中的自动盘点机器人100完成物品的盘点。语音指令控制是和计算机指令控制方式同存在于用户计算机端，与机器人服务端建立通信的过程与采用计算机指令控制方式相同，当通信建立之后，用户在PC客户端选择语音控制方式，则之后即可通过麦克风发出指令对机器人进行控制。当用户发出语音指令后，客户端计算机将用户的语言信号进行数字化，转换成数据序列，通过网络将数据传送到服务端。服务端接收到数据序列之后，首先提取出有效数据，然后对数据进行语义分析，将分析结果与语音库中的任务指令进行比对，识别出语音指令，然后机器人按照任务指令进行盘点。
[0066]在上述三种控制方式下，自动盘点机器人100可自动完成定点物品查询和库位物品查询。
[0067]I)定点物品查询
[0068]定点物品查询功能是指，用户可以采用上述三种方式控制机器人完成指定仓储位置的物品信息进行查询。此功能是有机器人结合其自身搭载的读卡器完成和实现的。读卡器与机器人的连接方式在附图中有说明。机器人在接收到用户下达的到指定仓位进行物品查询的指令后，启动自身的导航系统，开启径规划功能用于计算出从出发点到指定仓位的最佳路线，然后运行到指定地点。当机器人到达指定位置后，初始化读卡器，并使其进入读卡状态，读卡器将读到的物品ID号上传到数据库，ID号包含有物品的详细信息，当盘点完成后机器人关闭读卡器，后返回到起点。
[0069]2)库位物品盘点
[0070]库位物品盘点是指用户通过以上三种方式控制机器人对仓库中的所有物品进行盘点。当机器人接收到库位物品盘点任务后，启动自身的导航系统，同时也开启读卡器的读卡功能，然后机器人在仓库中走动，对仓库中的物品进行全面盘点，盘点完毕，将数据上传到数据库，关闭读卡器，返回起点。
[0071]本系统中的仓储实时管理单元200，其用于实时监测仓储货物上的货物电子标签，对货物的位置以及出入库的状态进行实时定位和记录，并将监测结果传至后台控制服务器。
[0072]该仓储实时管理单元200主要包括出入库监测单元和定位单元。
[0073]出入库监测单元采用2.45G有源+125低频电子标签技术，由安置在仓库门口内外的至少两个RFID激发器构成。通过该RFID激发器读取到标签的先后顺序来判断该标签所代表的货物的状态是出库还是入库，如果仓储门内的激活器先读到了电子标签，则表示此货物为出库，如果是仓储门外的激活器先读到了货物上的电子标签，则表示此货物为入库，这样，在无人监管的情况下，可以自动记录货物的出入库情况，既节省了人工记录的时间，提高了效率，又大大减少了与化工危险品接触的概率与时间，增强了安全性。
[0074]定位单元采用2.45G有源+125低频电子标签技术，由若干设置在仓库内相应标定位置的RFID激发器构成。这样通过一个电子标签的周边标定位置的RFID激发器获得不同的RSSI值，再基于库位的“蜂窝算法”，找出一个且唯一对应的RFID标签，这样就能够准确地获得该标签所对应货物的位置及货物的信息。
[0075]本系统中的仓储环境监测单元300用于对仓储环境进行实时在线监测，并将监测的数据传至台控制服务器；
[0076]该仓储环境监测单元300能够有效的了解危化品仓储的情况，及时采集仓储环境的动态信息。如图3所示，该单元集成了对仓储环境的监控管理与报警功能，主要由若干的环境监测传感器301、对应的数据采集器302、远程数据传输终端303以及相应的后台数据存储系统304组成。环境监测传感器301包括空气温湿度传感器、光照传感器、有毒气体传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器等，这些传感器根据监测的需要安置在仓库内，对应的数据采集器302分别与环境监测传感器301相接，采集对应感应器感应到的环境参数。远程数据传输终端303通过数据总线集线器305统一连接所有的数据采集器302，接受相应的数据，并将接受到的数据通过新一代物联网数据远程传输技术形成的无线链路传至后台数据存储系统304进行储存，由此实现以最快、最稳定的方式为智能仓储管理系统提供实时监测数据。
[0077]通过该单元，使得整个管理系统能够实现对仓库环境的实时在线监测、预警，监测数据包括仓库温湿度、光照、二氧化碳、一氧化碳、有毒有害气体等，实时数据一方面可以实时传回后台服务器供系统分析使用，一方面可在仓库现场利用LED屏幕实时显示并预警。
[0078]本系统中的后台控制服务器400为整个系统中的数据管理中心，其控制连接仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储数据采集单元，协调各单元之间配合工作，实现整个仓储的自动化管理；同时该服务器还存储管理各单元上传的各项数据。
[0079]参见图4，该后台控制服务器400主要由仓库管理单元、委托单管理单元、查询统计单元、基础数据维护单元以及人员系统单元组成。
[0080]仓库管理单元控制仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储环境监测单元，实现对仓储物品的自动化管理。该单元具体可以实现出入库业务管理、仓储实况管理、全面盘点管理、仓库初始化等功能。
[0081]委托单管理单元进行委托单的建立和查询。
[0082]查询统计单元用于统计系统运行中的各项数据；该单元具体可以实现出入库信息统计、当前库存查询、仓库流水查询、日入库信息查询、日库存查询、入库单状态查询、入库信息统计、出库信息统计、出库单状态查询。
[0083]基础数据维护单元用于管理系统运行中的各项基础数据；该单元具体可以实现城市距离管理、物料属性管理、车辆信息管理、承运商管理、物料分类管理、物料信息管理、城市信息管理、客户信息管理、收货方管理等。
[0084]人员系统单元用于管理系统运行中各账户的管理；该单元具体可以实现人员信息查看、职务信息查看、员工工作情况查看。
[0085]以下通过具体的实施过程来具体说明一下本危化品智能仓储管理系统的方案。
[0086]1.危化品出入库自动记录的实施
[0087]在仓库的门口内外设置多个激发器，实时读取经过门口的RFID标签的ID号，并通过TCP/IP协议远程将门口激发器的读值记录传送给服务器，由服务器通过查询数据库映射该ID对应的货物信息，通过自定义算法判断货物是入库还是出库，并及时更新数据库表，反馈到库存信息内。这样既节省了人工记录的时间，提高了效率，又大大减少了与化工危险品接触的概率与时间，增强了安全性。
[0088]工作方式:标签采用’主动或被动方式’进行工作，标签主动发射信号或由读写器(或低频激活器)的指令触发后发射信号，发射频次可调。分布在各区域或门禁内外的激活器一直在主动近距离发射125KHZ低频信号，经过任一激活器信号范围内的双频电子标签都能够被顺利激活，并获取到该激活器发射的数字编号，计算出RSSI场强值。标签随后将“标签ID+标签状态信息+激活器编号+RSSI值”等数据以2.4GHz频率无线发射出去，邻近的2.4GHz读写器在接收到该无线数据后将会以RJ45、RS485等多种标准接口上传给上位机。
[0089]进出识别:门禁内外可各布设一台125KHZ低频激活器(可通过天线位置、发射功率、天线形状和尺寸来调整有效激活距离)。通过该门禁的双频标签将依次被门内外的激活器激活，依据此先后顺序可准确实现大小门禁的进出识别判断。也可进行精确的楼层判定。
[0090]2.货物实时定位原理及库存优化方案的实施
[0091]依据125KHZ低频的一些特性(如场强RSSI值、穿透力强、边界较清晰、信号范围易调节等)，利用多台激活器可进行较精确的RTLS区域实时定位。有源电子标签与配套的读写器进行通讯时，使用特殊通讯协议，对设备的合法性进行校验，为防数据破解而研发了缜密的加密算法，确保通讯过程数据安全。满足防水、防尘、防冲击等工业环境应用要求；接口标准符合IS018000-4标准规范，读写器可提供RS485weigand26RJ45三种标准的硬件接口。如需要RS232或WiFi等接口时，本系统提供符合Windos系列操作系统平台的标准软件接口，以DLL文件或通讯协议的形式提供。
[0092]工作模式:读写器的工作模式为“被动或主动式”，一般应用时读写器处于接收状态，实时接收“主动式”有源电子标签发出的信号，并将接收到的数据转送到后台管理系统中。特殊应用中也可向卷标写入数据或更改参数。激活器主动发射连续低频脉冲信号(载波数据中含该激活器编号)；配套的低频激活标签持续打开低频接收功能，当收到某激活器的激活信号时，该标签的低频芯片将实时解析出该激活器编号，同时检测出该低频信号的RSSI场强值，然后唤醒并传入MCU单片机，接着打开板载的2.4G无线射频芯片进行一次强信号发射(无线发射的数据包中含标签ID和激活器编号以及低频场强RSSI值)。有效识别范围内的2.4G读写器将收到该标签以2.4G频段发射的数据包，解析出该数据包中的标签ID号和激活器编号后以及RSSI值后立刻上传到上位机电脑。使用时只需安装到指定位置，供上电就能进入正常工作，无需进行通讯设置和调试。
[0093]识别距离:读写器与“主动式”有源电子标签配合，在良好的可视环境下，最大识别距离可达到80米半径。在具体应用中与无源标签相比较，超强的信号和超长的识别距离具有非常大的优势。当用户对识别距离有不同要求或应用环境较复杂时，可选择不同信号强度的有源电子标签和读写器，并可通过软件调节读写器的增益来达到所需的识别距离。
[0094]识别速度和能力:在读写器的有效识别范围内有源电子标签以最高200Km/h的速度运行时，可以保证稳定识别。这一特性可完全保证高低速运动状态中的人员、物品的身份识别。
[0095]读写器能够同时读取500张以上的有源电子标签，识别准确率99.999% ;在极短的时间内可以确保全部识别不漏读。识别距离:激活器具备4路天线，每2路正交天线的激活半径为3.5米半径，4路天线若并列布设可最多覆盖长14米宽7米的识别带。使用特殊天线可将识别范围扩展到1000m2当然，多台激活器组网可覆盖更大的激活范围。若有需要也可通过降低激活器的发射功率或降低低频激活标签的接收灵敏度来缩小激活范围。最小可缩小到I米半径。
[0096]基本应用:可判断该标签通过了何地点(激活器所在的物理位置)，如果某门禁内外各安装了一台激活器，可以根据标签被激活的先后顺序做出非常准确的进出判断；可精确判定上下楼层。可在I台或多台激活器组网应用的覆盖范围内，根据标签实时检测并上传的RSSI值可做精确位置判定，精度可达10厘米级别。
[0097]3.仓储信息数据采集的实施
[0098]①数据采集器
[0099]数据采集器实现了任意传感器和各种数据的数据接入功能，内置低功耗高速ARM处理核心可完成目标数据采集，通道校准、存储，设备诊断，设备休眠等功能，任意工业传感器输出信号均可通过数据接驳器转换成标准的M0DBUS-RTU协议输出，简化用户后端系统接入，并可与现有DCS、组态软件进行无缝连接，同时也集成了常用传感器供用户快速部署。
[0100]②远程数据传输终端
[0101]远程数据传输终端系统可利用WiFi网络、以太网(RJ45有线)、GSM/GPRS/3G (手机网络)、Zigbee无线自组织网络，终端支持远程巡检，自动采集低功耗控制，远程配置，远程预警，GPS/北斗定位等功能。
[0102]③后台存储系统(ZA-DATA-CENTER)
[0103]ZA-DATA-CENTER后台存储系统是为ZA系列传输终端设计的后台存储服务软件，服务软件可将前端远程任意传感器的数据进行实时、定时的采集、并通过ODBC泛用接口进行稳定存储，同时还负责检测终端及传感器设备状态、电池电量、定位数据等信息，用户可通过访问数据库中的实时表及历史表进行数据的访问及统计，也可通过服务所提供的WebService数据访问接口直接访问远程数据，ZA-DATA-CENTER采用数据解析插件技术，用户可根据前端应用不同、传感器的不同，添加自定义解析插件，轻松实现系统的扩展和特殊应用需求，同时还可以通过插件接口 API开发自定义的数据访问接口。服务采用内存池及并发连接处理技术，可同时处理大量、高频的数据请求及存储请求，非常适用于大规模终端部署及监测，大大减少了用户项目开发时间，增强了项目集成软件的稳定性。
[0104]4.机器人盘点与数据采集方案的实施
[0105]首先进行盘点单元的搭建，在盘点单元中各部分(主要是自动盘点机器人100)通电完成以后，机器人本体通过本身的无线网卡连接到路由器，同时运行后台控制服务器400的客户PC通过有线或无限连接到路由，使得后台控制服务器400和自动盘点机器人100均在同一个局域网下，此时需要PC端请求连接服务端方可在机器人和用户之间建立起通信连接，通信建立完成后可以在PC端选择控制机器人的方式，包括计算机指令控制、语音控制和移动手机控制。
[0106]若该系统中还具有移动控制端，则需要相应的移动终端中运行对应的APP，并通过移动网络与自动盘点机器人100建立通信连接。
[0107]在完成系统的彳合建后，即可进彳丁工作。
[0108]在工作前，对待仓储的货物进行信息的登记，登记时为每个货物或者货架分配对应的RFID标签，再通过后台控制服务器400或者现场的读写器，将该货物或者货架的信息写入到RFID中，基于的信息包括货物名称、性质、存储的位置、存储的时间、操作人员姓名等等，并该信息存储到后台控制服务器400的数据存储单元中。
[0109]在完成所有的货物登记和仓储后，即可控制自动盘点机器人100进行货物的自动盘点。
[0110]在首次盘点前，由后台控制服务器400或者移动控制端向自动盘点机器人100发送建图指令以及相应的移动路径。
[0111]自动盘点机器人100中的控制器在接收到该建图指令以及相应的移动路径，将控制自动盘点机器人100按照移动路径进行移动，该移动过程中，将启动地图构建单元和壁障单元，地图构建单元将通过自动盘点机器人100上的激光器获取整个仓储环境的大小，同时移动过程中自动盘点机器人100的精确位置、仓储环境中各个货架的位置信息、相依移动通道的信息等等，并根据这些信息构建出仓储环境的电子平面地图，该地图中至少包括所有货架的位置信息、相对于位置信息、移动道路信息等。
[0112]在移动过程中，壁障单元通过自动盘点机器人100上的激光器和声呐环103精确检测出自动盘点机器人100移动过程中遇到的障碍物，并控制自动盘点机器人100绕过该障碍物继续前进。
[0113]根据需要，自动盘点机器人100可将构建的地图发送至后台控制服务器400，以便实现后台控制服务器400实时显示自动盘点机器人100的运动轨迹。
[0114]在完成地图构建后，即可进行货物的盘点。在盘点货物时，由运行后台控制服务器400的客户PC端或运行移动控制端的移动终端产生对货架进行盘点的盘点指令，具体为对应的计算机指令或者为移动手机指令。
[0115]或者直接由扬声器直接产生语音控制指令，该语音控制指令可以直接向自动盘点机器人100发送，也可以向客户PC端和移动终端发送，由其接受处理后，在发送给自动盘点机器人100。
[0116]对于指令形成的时间，可以由操作人员即时产生，可以根据设定的时间段自动产生。
[0117]自动盘点机器人100在接受到相应的指令后，将由内部的控制器对该指令进行解析，再解析获得控制命令后，启动路径规划单元，该路径规划单元将该指令结合建构的电子平面地图，通过计算规划出相应的路径信息，并根据该路径信息结合电子平面地图计算形成对应的移动控制指令。
[0118]控制器根据移动控制指令控制自动盘点机器人100向目标移动，在移动过程中，通过激光器获取自动盘点机器人100的即时位置信息，此时可根据需要将该位置信息发送至运行后台控制服务器400，由运行后台控制服务器400通过该位置信息在之前接受的电子平面地图上实时显示自动盘点机器人100的运行轨迹。该功能同样也可在移动终端上实现。
[0119]同时，在移动过程中，自动盘点机器人100中的控制器将启动壁障单元，该单元将通过自动盘点机器人100上的激光器和声呐环103精确检测出自动盘点机器人100移动过程中遇到的障碍物，并控制自动盘点机器人100绕过该障碍物继续前进。
[0120]在达到目标位置后，将进入到数度读取阶段。该阶段中，自动盘点机器人100中的控制器首先控制读卡器开启，读卡器将针对目标仓位上的RFID电子标签进行读取，在读取完毕后，将该数据传至后台控制服务器400或者移动控制端。
[0121]根据需要，读卡器在读取完毕后，将根据读取到的数据信息，从后台控制服务器400的数据存储单元中获取对应的存储数据，并将读取到的数据与提取到的数据进行对比，来检查库位上货物是否摆放正确，将读取到的数据和对比结果发送发送至后台控制服务器400或者移动控制端。
[0122]在完成数据的读取后，自动盘点机器人100中的控制器将依据之前过来的路径规划返回起点，由此完成货物的盘点。
[0123]上述的盘点过程是基于具体的目标指令进行，根据需要直接形成一个规划路径指令，实现对多个目标仓位的盘点。
[0124]据此，由后台控制服务器400或者移动控制端在仓储环境的平面地图上选取需要进行盘点的仓位，并预设相应的路径(确定盘点的先后顺序和移动方向)，由此形成包含预设路径和待盘点仓位信息的控制指令，并发送至自动盘点机器人100。
[0125]自动盘点机器人100的控制器在接受到指令后，将由内部的控制器对该指令进行解析，再解析获得控制命令后，启动路径规划单元，该路径规划单元根据指令中的预设路径结合电子平面地图计算形成对应的移动控制指令。
[0126]控制器根据移动控制指令控制自动盘点机器人100向目标移动，实现多仓位的同时盘点。具体过程如上所述，此处不加以赘述。
[0127]由上可知，本发明提供的智能仓储管理系统有机集成有危化品库存管理、仓储环境安全监控、库位优化和机器人自动盘点等功能；同时实现基于物联网的危化品库存环境安全监控和报警管理、基于RFID危化品的库存的优化以及基于远程控制的机器人自动盘点功能。
[0128]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述管理系统包括: 货物电子标签； 仓储自动盘点单元，所述仓储自动盘点单元根据后台控制服务器的指令基于自建的仓储环境地图自动盘点货物信息； 仓储实时管理单元，所述仓储实时管理单元实时监测仓储货物上的货物电子标签，对货物的位置以及出入库的状态进行实时定位和记录，并将监测结果传至后台控制服务器；仓储环境监测单元，所述仓储数据采集单元对仓储环境进行实时在线监测，并将监测的数据传至后台控制服务器； 后台控制服务器，所述后台控制服务器控制连接仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储数据采集单元，协调各单元之间配合工作，并存储管理各单元上传的各项数据。
2.根据权利要求1所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述仓储自动盘点单元包括一自动盘点机器人，该自动盘点机器人通过扫描，建立对应于仓库的平面地图，自动盘点机器人接受后台控制服务器的指令，并基于建立的平面地图移动至对应的货架前，读取其上的货物电子标签中的信息。
3.根据权利要求2所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述自动盘点机器人包括一可移动本体，该可移动本体上设置有用于扫描的激光器、用于移动时探测障碍物的声呐环、云台摄像头、标签读写器、控制器和电源，所述控制器控制连接激光器、声呐环、标签读写器以及云台摄像头，所述电源为自动盘点机器人提供工作电压。
4.根据权利要求1所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述仓储实时管理单元包括定位单元和出入库监测单元，所述定位单元由若干RFID激活器构成，若干RFID激活器安置在仓库中的标定位置，并且它们之间相互配合形成RTLS实时定位区域；所述出入库监测单元由设置在仓库门库内外的若干RFID激活器构成。
5.根据权利要求1所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述仓储环境监测单元包括环境监测传感器、数据采集器和远程传输终端，所述环境监测传感器安置在仓储环境中，所述数据采集器的采集端与环境监测传感器相接，其输出端通过数据总线连接至远程传输终端，所述远程传输终端通过无线网络与后台控制服务器数据详解。
6.根据权利要求1所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述后台控制服务器主要包括: 仓库管理单元，所述仓库管理单元控制仓储自动盘点单元、仓储实时管理单元以及仓储环境监测单元，实现对仓储物品的自动化管理； 委托单管理单元，所述委托单管理单元进行委托单的建立和查询； 查询统计单元，所述查询统计单元用于统计系统运行中的各项数据； 基础数据维护单元，所述基础数据维护单元用于管理系统运行中的各项基础数据； 人员系统单元，所述人员系统单元用于管理系统运行中各账户的管理。
7.根据权利要求1所述的一种危化品智能仓储管理系统，其特征在于，所述货物电子标签大小为86X54X5mm、绑带式、有源电子标签。
【文档编号】G06Q10/08GK103971220SQ201410217943
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】杨敬辉, 杨晶东, 杜万和, 师艳伟, 邵敏君 申请人:上海第二工业大学