智能铭牌和物流器具的制作方法

文档序号:14988928发布日期:2018-07-20 21:49阅读:186来源:国知局

本申请涉及物流领域,特别涉及物流器具上显示物流器具相关信息的铭牌。



背景技术:

目前市场上可循环物流器具的铭牌都是五金或者塑料制品,上面会有一些可视的信息,例如该可循环物流器具的器具标识等。目前的铭牌没有智能识别的功能,表面破损或者有污渍后就没有办法识别,这种铭牌不便于对可循环物流器具进行管理。

为了便于对可循环物流器具的管理,有的企业在可循环物流器具中增加了智能模块,智能模块可以向云端发送可循环物流器具的即时信息,例如当前位置信息等。智能模块可以有多种类型,可以根据需要安装在可循环物流器具上,每次安装后需要和可循环物流器具绑定,即需要将新安装的智能模块与可循环物流器具上原有的铭牌上的器具标识绑定。然而,目前铭牌和智能模块的绑定都是人工录入,即人工读取铭牌上的器具标识和智能模块上的模块标识,输入到电脑中,上传到云端服务器实现两者的绑定。这种手工绑定方式不但效率低而且容易出错,浪费了企业宝贵的人力资源。

要解决手工绑定的问题,先决条件是解决如何自动识别铭牌的问题。



技术实现要素:

本申请的目的在于提供一种智能铭牌和物流器具,解决了铭牌自动识别的问题。

为了解决上述问题,本申请公开了一种智能铭牌,包括:

信息视觉展示部,用于展示文字或图形信息;

无线通信部,用于发射智能铭牌的铭牌标识;

贴合面,用于贴合到物流器具的表面;该信息视觉展示部设置在智能铭牌除该贴合面之外的表面上。

在一优选例中,还包括光电传感器,设置在该贴合面上;

该光电传感器与该无线通信部电连接;

当该光电传感器检测到光信号时,向该无线通信部输出与检测到的光信号强度相对应的电信号,该无线通信部在该电信号超过预定门限的条件下发射表示报警的无线信号。

在一优选例中,还包括物理触发开关,与该无线通信部电连接,用于在开关被触动时向该无线通信部输出电信号触发该无线通信部在预定时长内发射包含铭牌标识的无线信号。

在一优选例中,还包括与该无线通信部电连接的电池,用于向该无线通信部供电。

在一优选例中,还包括与该电池连接的无线充电装置,用于为该电池充电。

在一优选例中,该电池为锂电池,该智能铭牌还包括光伏电池,与该锂电池电连接,用于为该锂电池充电;

该光伏电池设置在该智能铭牌除该贴合面之外的表面上。

在一优选例中,该信息视觉展示部展示有该铭牌标识的信息。

本申请还公开了一种物流器具,该物流器具包括如前文描述的智能铭牌,和智能模块。

在一优选例中,该智能模块包括:

第一无线通信单元,用于接收来自该智能铭牌的无线信号;

第二无线通信单元,用于接入外部的无线通信网络,从而与该云端服务器通信;

其中,该第一无线通信单元的通信距离小于该第二无线通信单元的通信距离,该第二无线通信单元向该云端服务器发送的信息包括:该第一无线通信模块接收的无线信号中的铭牌标识,和智能模块自身的模块标识。

在一优选例中,该第一无线通信单元是用以下通信制式之一:蓝牙、ZigBee,RFID;该第二无线通信单元使用以下通信制式之一:3G,4G,5G,WIFI。

本申请实施方式与现有技术相比,能够实现铭牌的自动识别,无需人工读取铭牌标识,从而为高效而准确地实现物流器具中智能智能铭牌和智能模块的自动化绑定创造了基础。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征,分布在各个技术方案中,如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话,会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题,本申请上述实用新型内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征,都可以自由地互相组合,从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载),除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如,在一个例子中公开了特征A+B+C,在另一个例子中公开了特征A+B+D+E,而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段,技术上只要择一使用即可,不可能同时采用,特征E技术上可以与特征C相组合,则,A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载,而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1本申请第一实施方式中智能铭牌的结构示意图

图2本申请第二实施方式中物流器具的结构示意图

具体实施方式

在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

术语:

射频识别(Radio Frequency IDentification,简称“RFID”)

蓝牙技术(Blue Tooth,简称“BT”)

ZigBee,极低耗短距离无线网络技术

近场通信(Near Field Communication,简称“NFC”)

无线保真(Wireless Fidelity,简称“WIFI”)

3G:第三代无线通信系统

4G:第四代无线通信系统

5G:第五代无线通信系统

下面概要说明本申请的部分创新点

智能铭牌一方面具有用于展示视觉信息的展示部,另一方面具有用于发射铭牌标识的近距离通信的无线通信部。一方面可以通过展示部以视觉可读的方式展示铭牌标识等物流器具相关的信息,另一方面可以通过无线通信部无线发射铭牌标识等物流器具相关的信息,这就使得原先只能以视觉方式提供的信息可以通过无线方式提供,而且提供的是电子模块可以直接处理的数字信号,使得与铭牌相关的后续处理的自动化成为可能。

与铭牌相关的后续处理包括铭牌与设置在同一物流器具上的智能模块的绑定。智能模块包括近距离通信的第一无线通信单元和远距离通信的第二无线通信单元,第一无线通信用于接收铭牌标识,第二无线通信单元将智能模块收到的铭牌标识和自身的模块标识一起上传给云端服务器,以实现智能铭牌和智能模块在云端的绑定,其中,第一无线通信单元的通信距离小于第二无线通信单元的通信距离。通过这种方案,工人只要把智能铭牌和智能模块安装到同一个物流器具上,该物流器具上的智能铭牌和智能模块就可以自动地实现绑定,无需人工记录两者的标识上传到云端服务器来实现绑定,大大节约了智能铭牌和智能模块安装的人工成本。在更换智能铭牌或智能模块后,新的智能铭牌或智能模块也会和原先安装在同一物流器具上的智能模块或智能铭牌自动绑定。

智能铭牌的一个表面(本文称为贴合面)会贴合到物流器具的表面上,在这个贴合面上设置光电传感器,当智能铭牌被正常贴合在物流器具表面上时,光电传感器无法检测到足够强度的光信号。当智能铭牌脱落时,光电传感器检测到足够的光信号,输出给无线通信部,触发无线通信部发送表示智能铭牌脱落报警的无线信号。通过这种方式可以自动的检测智能铭牌是否在位。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型第一实施方式涉及一种智能铭牌。图1是该智能铭牌结构示意图。该智能铭牌10,包括:

信息视觉展示部11,用于展示文字或图形信息。可选地,展示的信息中包括铭牌标识。图1中以XXX-XXX代表文字的示意。

无线通信部12,用于发射智能铭牌的铭牌标识。优选的,无线通信部采用低功耗短距离的无线通信制式,例如蓝牙、RFID、Zigbee等等,从而使得智能铭牌可以被长期的使用而无需更换电池或充电。图1中无线通信部12设置在智能铭牌10的内部,信息视觉展示部11的后面,所以图中以虚线示出,表示在外观上看不见信息视觉展示部11。

贴合面,用于贴合到物流器具的表面;该信息视觉展示部设置在智能铭牌除该贴合面之外的表面上。图1例子中的贴合面在信息视觉展示部11的背面(图1中没有示出),或者说信息视觉展示部11在智能铭牌10的正面,贴合面在智能铭牌10的背面。

可选的光电传感器,设置在该贴合面上。该光电传感器与该无线通信部电连接;当该光电传感器检测到光信号时,向该无线通信部输出与检测到的光信号强度相对应的电信号,该无线通信部在该电信号超过预定门限的条件下发射表示报警的无线信号。当智能铭牌被正常贴合在物流器具表面上时,光电传感器无法检测到足够强度的光信号。当智能铭牌脱落时,光电传感器检测到足够的光信号,输出给无线通信部,触发无线通信部发送表示智能铭牌脱落报警的无线信号。通过这种方式可以自动的检测智能铭牌是否在位。

可选的物理触发开关,与该无线通信部电连接,用于在触动开关时向该无线通信部输出电信号触发该无线通信部在预定时长内发射包含铭牌标识的无线信号。

与无线通信部电连接的电池,用于向该无线通信部供电。因为无线通信部通常功耗很低,所以电池可以使用一次性的电池,也可以使用充电电池(例如锂电池)。

如果使用充电电池,则电池的充电可以有多种方式实现。可选的,智能铭牌还包括无线充电装置,与锂电池电连接,用于为该电池充电。可选的,智能铭牌还包括光伏电池,与锂电池电连接,用于为该锂电池充电。该光伏电池设置在该智能铭牌除该贴合面之外的表面上。

信息视觉展示部是外部的观察者可以看到的部分,其实现方式可以是多种多样的。可选的,信息视觉展示部是一块防水的纸质或塑料标签,上面用文字表示物流器具的相关信息,例如物流器具的编号,物流器具的型号,物流器具内物品的名称,物流器具内物品所属的公司,发货的时间,保质期等等。可选的,信息视觉展示部是一块电子墨水屏,将从无线通信部接收的信息显示在上面。电子墨水屏在维持显示的时候不需要耗费电能,只在改变显示内容的时候,需要耗费少量电能,特别适合作为标签使用。

智能铭牌贴合到物流器具的方式可以是多种多样的。可选的,可以通过胶水粘贴的方式将智能铭牌贴合到物流器具的表面。可选的,可以通过紧固件固定的方式将智能铭牌贴合到物流器具的表面。可选的,在物流器具上设置有卡槽,智能铭牌被插入到卡槽中,以此实现贴合。

智能铭牌的发射铭牌标识的触发方式可以是多种多样的。可选的,智能铭牌还可以包括一个物理触发开关,在该物理触发开关被触发后无线通信部在预定长度的一段时间内发射包含铭牌标识的无线信号,这样可以节约电能。可选的,智能铭牌一直周期性的发射包含铭牌标识的无线信号,或者说依靠周期性的时钟信号来触发铭牌标识的发射。

无线通信部在光电传感器输出的电信号超过预定门限的条件下发射表示报警的无线信号的实现方法可以是多种多样的。可选的,智能铭牌中包括一个比较器,光电传感器的输出端连接到比较器的输入端,比较器的输出端连接到无线通信部,比较器的另一个输入端连接一个作为比较基准的参考电平。如果光电传感器输出的电信号小于参考电平,则比较器输出低电平,无线通信部不动作。如果光电传感器输出的电信号等于或大于参考电平,则比较器输出高电平,无线通信部发射表示报警的无线信号。可选的,无线通信部中包括一个模数转换器和一个逻辑判断部件,模数转换器对输入的规定传感器的电信号进行模数转换,逻辑判断部件对模数转换器输出的数字信号进行判断,如果模数转换器输出的数字信号代表的数值大于预定门限,则无线通信部发射表示报警的无线信号。

本申请的第二实施方式包括一种物流器具。图2示出了该物流器具的结构示意图。

该物流器具包括第一实施方式中描述的智能铭牌10,和智能模块22。其中,该智能模块包括:

第一无线通信单元,用于接收来自该智能铭牌的无线信号;

第二无线通信单元,用于接入外部的无线通信网络,从而与云端服务器通信。

各种传感器(可选),例如温度传感器(用于检测物流器具内的温度),湿度传感器(用于检测物流器具内的湿度),加速度传感器,陀螺仪,物流器具空箱满箱传感器等等。这些传感器与第二无线通信单元电连接,向第二无线通信单元输出检测到的信息。

其中,该第一无线通信单元的通信距离小于该第二无线通信单元的通信距离。该第二无线通信单元向云端服务器发送的信息包括:该第一无线通信模块接收的无线信号中的铭牌标识,智能模块自身的模块标识,和各种传感器输出的信息,等等。

该第一无线通信单元采用的无线通信制式与智能铭牌的无线通信部的无线通信制式是相应的,通常应当采用低功耗短距离的无线通信制式,例如蓝牙、RFID、Zigbee等等;

该第二无线通信单元通常使用较远距离的无线通信制式,例如3G,4G,5G,WIFI,等等。

智能铭牌的一个应用是与智能模块的自动绑定,下面举例说明一下。一个物流器具上同时安装有智能铭牌和智能模块,自动绑定方法包括以下步骤:

步骤101,智能铭牌发射携带铭牌标识的无线信号。

此后进入步骤102,智能模块接收无线信号,从中获取铭牌标识。

此后进入步骤103,智能模块将自身的模块标识和铭牌标识一起发送给云端服务器。

此后进入步骤104,云端服务器建立智能模块的模块标识和铭牌标识的对应关系,从而实现智能铭牌和智能模块的绑定。

通过以上方案,能够高效实现物流器具中智能智能铭牌和智能模块的自动化绑定。即,工人只要把智能铭牌和智能模块安装到同一个物流器具上,该物流器具上的智能铭牌和智能模块就可以自动地实现绑定,无需人工记录两者的标识来实现绑定,大大节约了智能铭牌和智能模块安装的人工成本。

上述步骤102中,触发智能模块接收无线信号的方式可以是多种多样的。可选的,智能模块始终处于对智能铭牌的无线信号的检测过程中。可选的,智能模块也可以周期性的开启时间窗口接收无线信号。可选的,智能模块在检测到自身被安装到物流器具或被更换时,开启一个时间窗口,在该时间窗口内接收来自智能铭牌的无线信号。可选的,工人在安装或更换智能模块时,通过智能模块上的一个物理开关手工触发开启一个时间窗口,在该时间窗口内接收来自智能铭牌的无线信号。可选的,云端服务器在智能模块被安装后,通过无线方式,远程指令智能模块启动一个时间窗口,在该时间窗口内接收来自智能铭牌的无线信号。优选的,在智能模块的外表面设置光敏传感器,在智能模块正在被安装时,该光敏传感器能够检测到足够的光强(因为工人需要足够的光照才能够正常的工作),当智能模块被安装到物流器具后,智能模块会被设置在一个不透光的黑暗的密闭空间中,此时光敏传感器无法检测到足够的光强,如果光敏传感器原先可以检测到足够光强,但之后无法检测到足够光强的持续时间超过约定的阈值,说明有可能智能模块已经被安装,此时可以触发开启一个时间窗口,在该时间窗口内接收来自智能铭牌的无线信号。其中,光敏传感器检测到足够光强就是光强超过预定门限,或者光敏传感器输出的电信号超过预定阈值,光敏传感器无法检测到足够光强就是光强低于预定门限,或者光敏传感器输出的电信号低于预定阈值。通过这种方式可以不需要智能模块始终处于检测智能铭牌无线信号的状态中,大大节约了电能,也不需要工人手工开启检测窗口,简化了工序,减少了操作失误的可能。

智能模块在接收铭牌标识的时候,有可能周围有好几个物流器具,好几个智能铭牌,每个智能铭牌都可能会发射自身的铭牌标识。智能模块将同一物流器具上的智能铭牌的铭牌标识识别出来的方式有多种。下面举几个例子:

可选的,智能模块在收到多个铭牌标识时,将无线信号强度最高的铭牌标识作为同一物流器具上的智能铭牌的铭牌标识。

可选的,控制智能铭牌的无线发射时机,例如可以通过物理开关或网络侧指令在智能模块或智能铭牌安装时触发智能铭牌的无线信号发射。

可选的,智能模块多次接收智能铭牌发射的无线信号,将接收到铭牌标识及其对应的无线信号强度一起发送给云端服务器。云端服务器根据多次收到的铭牌标识及其对应的无线信号强度,选择重复出现且无线信号强度超过约定门限的铭牌标识,将选择的铭牌标识所对应的智能铭牌和智能模块绑定。智能模块多次检测智能铭牌发射的无线信号的触发条件可以是多种多样的。可选的,周期性地触发对智能铭牌发射的无线信号的检测。可选的,智能模块移动后触发触发对智能铭牌发射的无线信号的检测,即,智能模块每次检测到自身发生移动后开启一个时间窗口,在该时间窗口内接收包含铭牌标识的无线信号。

智能模块检测到自身发生移动后开启时间窗口接收无线信号的方式有多种。可选的,智能模块中设置有定位装置(例如GPS定位装置),智能模块上一次接收智能铭牌发射的无线信号的位置被记录下来(即上一次位置),如果定位装置检测到自身的当前位置与被记录的上一次位置之间距离超过预定门限时,可以再次开启时间窗口接收无线信号。可选的,这个模块中设置有惯性导航装置(包括加速度传感器和陀螺仪等),在智能模块上一次接收智能铭牌发射的无线信号之后,如果惯性导航装置检测到累计的运动距离超过预定门限,可以再次开启时间窗口接收无线信号。可选的,智能模块中设置有至于蜂窝的无线通信单元,该无线通信模块如何检测到当前连接的基站改变了(即当前的服务基站从一个基站变换为另一个基站),则再次开启时间窗口接收无线信号。

物流器具的实现方式可以是各种各样的,可以是简单的箱体,也可以是如下面例子提到的特制器具。

可选的,将原本固定形状的物流器具改造成可折叠的形式,也就是说在各个侧板和底座之间设置旋转机构,四面的侧板可以向底座折叠,这样做的一个好处是在没有装载东西的时候,物流器具可以折叠,减少占用的空间。在可折叠的基础上,在一个侧板上设置低功耗短距无线发送模块,在底座上对应的设置低功耗短距无线接收模块,其中发送模块发送该物流器具的标识信息,如果接收模块能够接收到这个标识,则说明目前物流器具处于折叠状态或者说处于空状态,如果接收模块不能够接收到这个标识,则可判定该物流器具属于非折叠状态或者处于满状态(规定好如果物流器具卸完了货物必须进行折叠,以节约空间)。其中无线发射模块和接无线接收模块之间的有效通信距离需要仔细的设置,使得这个有效通信距离小于满状态时无线发送模块和无线接收模块之间的直线距离,并且这个有效通信距离应该大于空状态十无线发送模块和无线接收模块之间的直线距离。物流器具中底座和侧板设置的低功耗短距离收发模块,一一配对绑定,不会因为可循环物流器具的堆叠互相干扰。

可选的,将物流器具改造成可空状态堆叠的形式,在每个物流器具上设置有可供空状态堆叠的物理结构。在每个物流器具上设置一个低功耗短距无线收发模块用于发送或接受特定的无线信号,如果一个物流器具的无线收发模块能够接收到其他物流器具发送的特定无线信号,则可认为自身处于空状态,如果无法接收到任何其他物流器具发送的特定无线信号,则可认为自身处于满状态。这个物理结构的设计以及低功耗短距离无线收发模块所设置的位置是有一定要求的,即,在空状态堆叠状态下,两个相邻物流器具的无线收发模块之间的直线距离应该小于无线收发模块的有效通信距离,在满状态下,两个相邻物流器具的无线收发模块之间的直线距离应该大于无线收发模块的有效通信距离。如果一个物流器具处于空状态堆叠状态,则我们认为它处于空状态,一个满状态的物流器具通常不能够被空状态堆叠。如果一个物流器具处于满状态,则我们认为它处于满状态,这一点是因为物流器具本身具有可供空状态堆叠的物理结构,所以操作员很自然的会想到把已经清空的物流器具空状态堆叠起来,以减少空间的占用。因此,本申请通过可供空状态堆叠的物理结构,低功耗短距无线收发模块的有效通信距离和安装位置的设定,巧妙地判定了物流器具的空满状态。虽然可能不能够百分之一百地准确判定,但是在正常情况准确率还是相当高的,已经可以满足正常物流调度的需要。

低功耗短距无线发送模块可以是无源的,例如无源的RFID标签或NFC标签,此时低功耗短距接收模块实质上就是一个读取标签的读取器,在读取器需要读取时,发射无线电波,无源的标签在这个无线电波的感应下发射出物流器具的标识信息。采用无源标签的好处是不需要在侧板上设置额外的电源了。当然低功耗短距无线发送模块也可以是有源的。

本申请中智能铭牌和智能模块中的各个部件都是可以用硬件来实现的。例如,模拟信号是否超过门限的比较可以用比较器来实现,或用模数转换器转换为数字信号后比较。数字信号的比较和判断的功能,可以通过逻辑门电路的组合来实现。这种门电路的组合既可以直接使用分立的门电路连接构成,也可以通过FPGA的配置来实现。

需要说明的是,在本专利的申请文件中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中,如果提到根据某要素执行某行为,则是指至少根据该要素执行该行为的意思,其中包括了两种情况:仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本申请的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

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