基于物联网的物流管理系统和方法

1.本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的物流管理系统和方法。


背景技术：

2.物联网指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。随着科技的发展和社会的进步，物联网技术已经应用到了物流管理系统中，但传统的物流管理系统都是关于仓储、运输以及配送三个方面的独立的系统，独立的物流系统存在许多问题，例如物流管理的各个环节相互割裂，运输效率低下，信息更新不及时；且独立的系统需要满足兼容性，以及数据传送过程中存在数据匹配和丢失等问题。
3.针对上述相关技术问题，目前尚未提出有效地解决方案。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对物流中关于仓储、运输以及配送三个方面为独立系统的问题，提供一种基于物联网的物流管理系统和方法，该系统完全包括仓储、运输以及配送，使得物流管理更加高效、安全、快捷。
5.一种基于物联网的物流管理系统，包括管理中心、电子标签、仓储子系统、运输子系统以及配送子系统，管理中心和电子标签分别与仓储子系统、运输子系统以及配送子系统连接，其中，
6.仓储子系统，用于与管理中心相配合对货物进行出库或入库的管理；
7.运输子系统，用于与管理中心相配合对货物进行运输；
8.配送子系统，用于与管理中心相配合对货物进行人工配送、无人配送和/或自提柜辅助配送；
9.电子标签，用于在货物进行出库、入库、运输以及配送过程中获取货物的第一电子标签信息，并发送给仓储子系统、运输子系统或配送子系统。
10.在其中一个实施例中，所述仓储子系统包括边缘计算网关、信息采集单元以及多个仓储机器人，所述边缘计算网关分别与管理中心、信息采集单元以及多个仓储机器人通信连接，所述信息采集单元与电子标签通信连接；其中，
11.所述边缘网关，用于传输所述信息采集单元和多个仓储机器人分别与管理中心之间的信息传输；
12.所述信息采集单元，用于采集入库的货物的第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像；
13.所述多个仓储机器人，用于在管理中心控制下，对货物进行存放、取出或剔除。
14.在其中一个实施例中，所述信息采集单元包括均与管理中心通信连接的视频采集模块、安全检测模块以及第一信息读取模块，所述第一信息读取模块与电子标签通信连接；
15.所述多个仓储机器人中的每个仓储机器人包括机器人主控子模块、机器人传感器子模块以及机器人通讯子模块，所述机器人主控子模块分别与机器人传感器子模块和机器人通讯子模块通信连接，所述机器人通讯子模块与边缘计算网关通信连接，所述机器人传感器子模块包括第一温度传感器、第一运动传感器、第一gps定位传感器、第一电压传感器以及第一电流传感器。
16.在其中一个实施例中，所述运输子系统包括多个运输工具和多个运输监测单元，每个所述运输监测单元一一对应的设置在相应地运输工具上，其中，
17.所述多个运输监测单元中的每个运输监测单元包括运输显示屏、第二信息读取模块、运输主控模块、运输传感器模块以及运输通讯模块，所述运输主控模块分别与运输显示屏、第二信息读取模块、运输传感器模块、运输通讯模块以及运输工具通信连接；所述运输通讯模块与管理中心通信连接，所述第二信息读取模块与电子标签通信连接；所述运输传感器模块包括运输gps定位传感器。
18.在其中一个实施例中，所述配送子系统包括均与管理中心通信连接的无人配送车、人工配送单元以及自提柜，所述无人配送车、人工配送单元以及自提柜均与电子标签通信连接；其中，
19.所述无人配送车包括无人配送显示屏、无人配送主控模块、无人配送通讯模块、无人配送信息读取模块以及无人配送传感器模块，所述无人配送主控模块分别与无人配送显示屏、无人配送通讯模块、无人配送信息读取模块以及无人配送传感器模块通信连接，所述无人配送通讯模块与管理中心通信连接，所述无人配送信息读取模块与电子标签通信连接，所述无人配送传感器模块包括第二温度传感器、第二运动传感器、第二gps定位传感器、第二电压传感器以及第二电流传感器。
20.所述人工配送单元包括人工配送主控模块、人工配送显示屏、人工配送通讯模块、人工配送信息读取模块以及人工配送传感器模块，所述人工配送主控模块分别与人工配送显示屏、人工配送通讯模块、人工配送信息读取模块以及人工配送传感器模块通信连接，所述人工配送通讯模块与管理中心通信连接，所述人工配送信息读取模块与电子标签通信连接，所述人工配送传感器模块包括第三温度传感器、第三运动传感器以及第三gps定位传感器；
21.所述自提柜包括自去提主控模块、自提显示屏、自提通讯模块、自提信息读取模块、自提传感器模块以及货柜电子锁，所述自提主控模块分别与自提显示屏、自提通讯模块、自提信息读取模块、自提传感器模块以及货柜电子锁通信连接，所述自提通讯模块与管理中心通信连接，所述自提信息读取模块与电子标签通信连接，所述自提传感器模块包括第四温度传感器和第四gps定位传感器。
22.在其中一个实施例中，还包括信息查询设备和云平台，所述信息查询设备和云平台均与所述管理中心连接，其中，
23.所述信息查询设备，用于用户对货物进行信息查询，包括货物的订单信息、仓储信息、运输信息以及配送信息；
24.所述云平台，用于储存管理中上传的互联网物流信息，包括所有货物的订单信息、仓储子系统、运输子系统以及配送子系统的信息。
25.一种基于物联网的物流管理方法，所述方法具体包括以下步骤：
26.基于仓库货架信息、仓储机器人信息和入库货物的电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，生成货物表单，完成对入库货物进行入库管理；
27.基于货物的订单信息和货物表单，对货物进行出库管理；
28.基于运输方案信息对货物进行运输；
29.基于收货地址，完成货物的配送；
30.在其中一个实施例中，所述基于仓库货架信息、仓储机器人信息和入库货物的电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，生成货物表单，完成对入库货物进行入库管理具体包括以下步骤：
31.管理中心更新仓库货架信息和仓储机器人信息，仓储子系统采集入库的货物的第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像；
32.基于第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，仓储子系统对入库的货物进行检测；
33.仓储子系统生成检测通过货物的第二电子标签信息，并发送给管理中心；
34.管理中心根据第二电子标签信息建立货物表单，将货物表单状态设置为已入库，根据仓库货架信息和仓储机器人信息得到货架位置信息，根据货架位置信息控制仓储机器人对货物进行存放，并更新仓库货架信息和货物表单，完成入库。
35.在其中一个实施例中，基于第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，仓储子系统对入库的货物进行检测具体包括以下步骤：
36.仓储子系统基于神经网络建立货物完整检测模型和货物安全检测模型；
37.将视频图像输入货物完整检测模型进行货物完整检测；
38.将通过货物完整检测的货物的安全检测透视图像输入到货物安全检测模型中，进行货物种类检测。
39.在其中一个实施例中，基于货物的订单信息和货物表单，对货物进行出库管理具体包括以下步骤：
40.管理中心收到货物的订单信息，根据货物的订单信息提取与货物相对应的货物表单，并将第二电子标签信息进行更新，第二电子标签信息包括货物信息、发货地仓库信息、收货地址和运输方案信息；
41.仓储子系统中的仓储机器人根据货物表单里的货架位置信息获取对应的货物，根据运输方案信息将货物运送至对应的运输子系统处；
42.管理中心将货物表单状态设置为已出库，将货物表单发送至运输子系统，更新并返回当前的运输方案信息。
43.上述基于物联网的物流管理系统中包括管理中心、电子标签、仓储子系统、运输子系统以及配送子系统，将仓储、运输以及配送集成在一个系统中，即将物流管理系统的各个环节均集中在一个系统中，从而仅采用上述物流管理系统能够将所有物流数据集中处理，能够有效地减少了资料容易泄漏的情况以及解决了各平台存在不能适应性的兼容独立的仓储系统、运输系统以及配送系统的问题，使得物流更加高效、安全、便捷，有效地实现智能物流。
44.进一步，采用仓储机器人使得分拣效率高，且节省了大量的人力。此外，物流方法包括首先基于仓库货架信息、仓储机器人信息和入库货物的电子标签信息、安全检测透视
图像以及视频图像，生成货物表单，完成对入库货物进行入库管理；其次，基于货物的订单信息和货物表单，对货物进行出库管理；然后，基于运输方案信息对货物进行运输；最后，基于收货地址，完成货物的配送。从而整个物流管理的方法有效地避免了发生货物信息出错或者货物丢失等事故。
45.此外，信息查询设备实现用户对货物的信息进行查询，使得物流信息更加透明，提升用户体验，且采用云平台储存物流管理中上传的互联网物流信息，避免了物流数据丢失。
附图说明
46.图1为基于物联网的物流管理系统结构示意图；
47.图2为基于物联网的物流管理方法的流程示意图。
具体实施方式
48.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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做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。
49.如图1所示，本发明实施例中介绍了一种基于物联网的物流管理系统，包括管理中心、电子标签、仓储子系统、运输子系统以及配送子系统。管理中心和电子标签分别与仓储子系统、运输子系统以及配送子系统连接，其中，仓储子系统用于与管理中心相配合对货物进行出库或入库的管理。运输子系统用于与管理中心相配合对货物进行运输。配送子系统用于与管理中心相配合对货物进行人工配送、无人配送和/或自提柜辅助配送。电子标签用于在货物进行出库、入库、运输以及配送过程中获取货物的第一电子标签信息，并发送给仓储子系统、运输子系统或配送子系统。本发明实施例中的物流管理系统将仓储、运输以及配送集中在一个独立的系统中，能够将所有物流数据集中处理，减少了资料容易泄漏的情况，以及解决了各平台分别采用独立的仓储系统、运输系统以及配送系统导致的不兼容问题，使得物流更加高效、安全、便捷，提升用户体验。
50.仓储子系统包括边缘计算网关、信息采集单元以及多个仓储机器人。边缘计算网关分别与管理中心、信息采集单元以及多个仓储机器人通信连接，信息采集单元与电子标签通信连接。其中，边缘网关用于实现所述信息采集单元和多个仓储机器人分别与管理中心之间的信息传输。信息采集单元用于采集入库的货物的第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像。多个仓储机器人用于在管理中心控制下，对货物进行存放、取出或剔除。仓储子系统中包括边缘计算网关、信息采集单元以及多个仓储机器人，边缘计算网关实现对货物的信息整合和检测，信息采集单元实现了对货物的信息的视频以及图像采集，从而使得采集的货物信息更加精确。此外，采用仓储机器能够对货物进行存放、取出或者剔除，节省了大量的人力，提升了物流效率，使得物流更加智能化。
51.信息采集单元包括均与管理中心通信连接的视频采集模块、安全检测模块以及第一信息读取模块。第一信息读取模块与电子标签通信连接。多个仓储机器人中的每个仓储机器人包括机器人主控子模块、机器人传感器子模块以及机器人通讯子模块，机器人主控子模块分别与机器人传感器子模块和机器人通讯子模块通信连接，机器人通讯子模块与边
缘计算网关通信连接，机器人传感器子模块包括第一温度传感器、第一运动传感器、第一gps定位传感器、第一电压传感器以及第一电流传感器。
52.运输子系统包括多个运输工具和多个运输监测单元，每个所述运输监测单元一一对应的设置在相应地运输工具上。其中，多个运输监测单元中的每个运输监测单元包括运输显示屏、第二信息读取模块、运输主控模块、运输传感器模块以及运输通讯模块，运输主控模块分别与运输显示屏、第二信息读取模块、运输传感器模块、运输通讯模块以及运输工具通信连接。运输通讯模块与管理中心通信连接，第二信息读取模块与电子标签通信连接。运输传感器模块包括运输gps定位传感器。
53.配送子系统包括均与管理中心通信连接的无人配送车、人工配送单元以及自提柜，无人配送车、人工配送单元以及自提柜均与电子标签通信连接。其中，无人配送车包括无人配送显示屏、无人配送主控模块、无人配送通讯模块、无人配送信息读取模块以及无人配送传感器模块，无人配送主控模块分别与无人配送显示屏、无人配送通讯模块、无人配送信息读取模块以及无人配送传感器模块通信连接，无人配送通讯模块与管理中心通信连接，无人配送信息读取模块与电子标签通信连接，无人配送传感器模块包括第二温度传感器、第二运动传感器、第二gps定位传感器、第二电压传感器以及第二电流传感器。
54.人工配送单元包括人工配送主控模块、人工配送显示屏、人工配送通讯模块、人工配送信息读取模块以及人工配送传感器模块。人工配送主控模块分别与人工配送显示屏、人工配送通讯模块、人工配送信息读取模块以及人工配送传感器模块通信连接，人工配送通讯模块与管理中心通信连接，人工配送信息读取模块与电子标签通信连接，人工配送传感器模块包括第三温度传感器、第三运动传感器以及第三gps定位传感器；
55.自提柜包括自去提主控模块、自提显示屏、自提通讯模块、自提信息读取模块、自提传感器模块以及货柜电子锁。自提主控模块分别与自提显示屏、自提通讯模块、自提信息读取模块、自提传感器模块以及货柜电子锁通信连接，自提通讯模块与管理中心通信连接，自提信息读取模块与电子标签通信连接，自提传感器模块包括第四温度传感器和第四gps定位传感器。
56.管理系统还包括信息查询设备和云平台，信息查询设备和云平台均与所述管理中心连接，其中，信息查询设备用于用户对货物进行信息查询，包括货物的订单信息、仓储信息、运输信息以及配送信息。云平台用于储存物流管理中上传的互联网物流信息，包括所有货物的订单信息、仓储子系统、运输子系统以及配送子系统的信息。信息查询设备实现用户对货物的信息进行查询，使得物流信息更加透明，提升用户体验，且采用云平台储存物流管理中上传的互联网物流信息，避免了物流数据丢失。
57.本实施例中，第一电子标签和第二电子标签均为rfid电子标签。
58.如图2所示，本发明实施例中还介绍了一种基于物联网的物流管理方法，所述方法具体包括以下步骤：
59.步骤s100、基于仓库货架信息、仓储机器人信息和入库货物的电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，生成货物表单，完成对入库货物进行入库管理。具体的，首先，管理中心更新仓库货架信息和仓储机器人信息，仓储子系统的信息采集单元采集入库的货物的第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像；其中，第一电子标签信息包括货物信息；其次，基于第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，仓储子系统对入
库的货物进行检测；其中，
60.若检测通过，仓储子系统将安全检测透视图像、视频图像以及当前仓库信息写入第一电子标签信息，即生成检测通过货物的第二电子标签信息，并将第二电子标签信息发送至管理中心；然后，管理中心根据第二电子标签信息建立货物表单，将货物表单状态设置为已入库，根据仓库货架信息和仓储机器人信息得到货架位置信息，根据货架位置信息控制仓储机器人对货物进行存放，并更新仓库货架信息和货物表单，完成入库。基于第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像对入库的货物进行检测，使得对货物的检测更加的精确，保证了货物入库的准确性，提升物流效率。
61.若检测未通过，仓储子系统将第一电子标签信息标注为异常，将第一电子标签信息发送至管理中心；然后，管理中心根据异常的第一电子标签信息使用仓储机器人将对应的货物进行剔除。采用仓储机器能够对货物进行存放、取出或者剔除，节省了大量的人力，提升了物流效率，使得物流更加智能化。
62.进一步具体的，基于第一电子标签信息、安全检测透视图像以及视频图像，仓储子系统对入库的货物进行检测包括以下步骤：
63.首先，仓储子系统基于神经网络建立货物完整检测模型和货物安全检测模型；其中，本发明实施例中采用的神经网络为alexnet(深度卷积神经网络)图像视觉检测模型去对物流货物进行完整和安全检测，但不限于此，其他卷积神经网络如zfnet、vggnet等也适用于本发明。
64.然后，将货物的视频图像输入货物完整检测模型进行货物完整检测，其中，
65.若货物通过完整检测，则将通过货物完整检测的货物的安全检测透视图像输入到货物安全检测模型中，进行货物种类检测，即将根据电子标签信息里的货物信息与安全检测模型中的信息进行匹配，匹配成功则输出检测通过，否则输出检测失败。
66.若货物未通过完整检测，则完整检测模型输出检测失败。采用alexnet(卷积神经网络)对货物的完整性和安全性进行检测，使得物流货物的分拣更加精确，从而令物流过程更加智能高效，也进一步节省了大量的人力。
67.步骤s200、基于货物的订单信息和货物表单，对货物进行出库管理。具体的，首先管理中心收到货物的订单信息，根据货物的订单信息提取与货物相对应的货物表单，并将第二电子标签信息进行更新，第二电子标签信息包括货物信息、发货地仓库信息、收货地址和运输方案信息；进一步，管理中心根据货物的收货地址，得到收货地址附近的目的地仓库信息，根据发货地仓库信息和目的地仓库信息得到运输方案信息；然后，仓储子系统中的仓储机器人根据货物表单里的货架位置信息获取对应的货物，根据运输方案信息将货物运送至对应的运输子系统处；最后，管理中心将货物表单状态设置为已出库，将货物表单发送至运输子系统，更新并返回当前的运输方案信息。
68.步骤s300、基于运输方案信息对货物进行运输。具体的，管理中心发出出库指令通过边缘计算网关发送到仓储机器人，仓储机器人会将商品运送到指定出库口，由运输车运走。同时管理中心也会发布运输订单到运输通信模块，运输工具到达指定的仓库口等待货物。运输传感器会实时的通过运输通信模块与管理中心连接，实时的展示在管理中心的云平台上。从而能够令用户更加直观地获取运输信息，提升用户体验。
69.步骤s400、基于收货地址，完成货物的配送。具体的，商品到达配送点，管理中心会
发出配送指定，此时会产生两种配送方式无人配送车和人工配送车，俩者的目的地都是自提柜，管理中心会分别的发布指令通过通讯模块进行连接。他们分别将物品放入自提柜中，配送完成。或者，无人配送车和人工配送车直接送到用户手上，配送完成。
70.上述基于物联网物流的管理方法能够将所有物流数据集中在一个系统中进行处理，能够有效地减少了资料容易泄漏的情况以及解决了各平台存在不能适应性的兼容独立的仓储系统、运输系统以及配送系统的问题，使得物流更加高效、安全、便捷，有效地实现智能物流，提升了用户体验。
71.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。