服务热线: 13472705338
新闻中心 news center

基于粒度计算与模糊规则的钢卷仓...

0 引言为了提高钢铁物流的运输效率,避免出现堆积和空置的现象,有必要对钢卷仓储吞吐量进行预测。时间序列是按时间排...
联系我们 contact us
新闻中心
您当前的位置:首页 > 新闻中心 > 基于物联网技术的仓储...

基于物联网技术的仓储管理系统设计

信息来源: 发布时间:2021-10-25 点击数:

0 引言

随着社会经济的飞速发展,科学技术的普遍进步以及计算机工业的飞速发展,基于计算机和通信技术的信息系统正在积极发展。随着经济和文化水平的显着提高,人们对生活质量和工作条件的要求越来越高。同时,数量激增的仓库似乎越来越难以管理爆炸性增长的货物,因此,新型的仓库管理系统设计也已提上日程。如何优化仓库的日常管理已成为一个普遍的话题[1,2,3]

传统的仓库管理通常依靠自动的基于纸张的系统来记录和跟踪进出货物,但是由于这种仓库管理是手动执行的,从而降低了仓库管理的效率。在这方面,如果积极拥抱物联网技术,使用基于ZIGBEE无线技术的智能仓库管理系统,就能够显著提高了仓库操作的准确性和速度,并减少了由于仓库管理不当而导致的非法进、出库事件,最大程度地减少库存、交货错误以及其他损失,从而有效减低存储成本,并确保仓库中的物料安全[4,5]

1 仓储管理系统中的常见技术

随着智能仓储的不断发展,仓库所需要管理的材料类型和数量不断增加,进出仓库的频率也随着不断增加,并且仓库管理操作变得非常复杂和多样化。传统的手动仓库操作模式和数据收集方法已经很难满足如今的仓库发展需求。

1.1 ZigBee技术

ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗个域网协议。该协议中指定的技术是一种短距离,低功耗的无线通信技术。这个名字来自蜂舞。蜜蜂(bee)依靠这种方法,即“跳舞”飞行和“嗡嗡”(zig)摇动翅膀并向其朋友传达“花粉”的位置信息,所有蜜蜂自发地在组内形成一个通信网络。它的特点是范围短,复杂度低,自组织,功耗低,数据速率低和成本低。它主要适用于自动控制和远程控制领域,并且可以集成到各种设备中。简而言之,ZigBee是一种低成本,低功率,短距离的无线网络通信技术[6]

ZigBee技术如今正在彻底改变仓库管理行业,识别长距离,高速,难损坏,大容量条形码的独特优势,简化了复杂的工作流程并有效地提高了供应链效率和透明度。基于物联网的智能仓库管理系统将ZigBee技术引入到现有仓库管理和配送管理中。执行自动数据收集,以确保仓库管理各个方面的数据输入速度和准确性,并使管理人员能够准确地了解库存的实际数据并简化仓库库存。能够简单的实现维护和控制。通过科学编码管理物料的批次和保留期也很方便。系统的位置管理功能使您能够及时了解所有库存物料的当前位置,从而提高了仓库管理效率[7,8,9]

1.2 RFID技术

射频识别技术,也就是常说的RFID(Radio Frequency IDentification)技术,也称为电子标签和无线射频识别,它无需建立识别系统和特定目标之间的机械或光学机制即可识别特定目标,并通过无线电传输相关数据信号。通过RFID技术,能够快速地建立被识别物体的状态,因此,该技术也称为了物联网技术发展的基础之一[10]

2 基于物联网技术的仓储管理系统构架

本系统是基于个人电脑、ARM Cortex-A9处理器、GPRS技术、ARM Cortex-M0处理器等设备,依托在各项互联网,物联网,传感器等技术的基础上编写,以实现仓储物联网管理系统;用户可以实时的查看库房环境信息、货物信息;并可以通过设置在库房的摄像头来监控库房,以及实现远程控制库房的灯光,风扇等等。本系统主要分为三大模块:核心服务器端(PC)、前端数据中心(A9)和远程监控终端(ARM CortexM0)。其系统结构如下图1所示。

图1 系统构架

图1 系统构架   下载原图

Fig.1 System architecture

3 仓库管理系统需求分析与方案设计

3.1 系统功能需求分析

3.1.1 系统管理功能

仓库系统的集成信息管理使得用户可以随时控制仓库物料的动态信息,及时向用户提醒异常信息,并系统地保留数据以供调查和记录以及历史数据分析。解决了由手动统计信息引起的时间过长,不准确,繁琐且可重现的问题。

3.1.2 物料库存管理

库存管理功能是物联网仓储管理系统的主要控制功能。需要以下物料管理功能:(1)管理员可以查询和统计库存物料信息,统计数据包括已用和未使用的物料。(2)库存管理可以显示处于临界状态的物料信息,同时用户可以根据需要设置不同物料的临界告警值,并在人机交互界面上显示处于告警状态的物料信息。(3)可以完成库存项目的库存清点操作,并且可以通过这些操作汇总和处理物料的库存状态。

3.1.3 物料出库管理

仓库从出库功能是检索存储在仓库中的货物提取的过程。在操作过程中,必须从货架上提取物料数据信息。提取数据后,必须使用扫描设备处理该材料。并且通过数据库对数据进行分析之后,将产品信息存储在计算机上。当确定执行产品出库操作并确定信息时,扫描仪会自动将出库信息写在电子标签上。并且在数据库上同时执行相应的操作。

3.2 方案设计

主控板,采用的处理器使用Samsung最新的ARM Cortex-A9四核CPU的Exynos4412,主频达到1.41.6GHz。该芯片采用了最新的32 nm的先进工艺制程,功耗方面有了明显的降低。而远程监控终端系统采用基于高性能的Cortex-M0处理器,完美支持重力、温湿度、光照等多种传感器,全开源的RFID、ZigBee组件。可以实现仓库需要采集的全部信息。系统的最终硬件结构如下图2所示。

3.3 方案设计

主控制板使用最新的ARM Cortex-A9四核CPU,三星Exynos4412,主频率为1.41.6 GHz。该芯片采用最新的32 nm先进技术工艺,可大大降低功耗。系统的远程监控终端系统使用高性能的Cortex-M0处理器。它完全支持各种传感器,例如重力,温度,湿度,光线以及所有开源RFID和ZigBee组件。所有仓储管理系统需要收集的信息都可以尤其进行采集实现。图2显示了系统的最终硬件结构。

4 数据采集终端总体设计

4.1 主要特点

C o r t e x-M 0数据采集终端与P C服务器和Cortex-A8 Linux服务器交互,以提供可靠和稳定的兼容性,Cortex-M0核心处理器比其他ARM核心处理器主频上低了50MHz。考虑到功耗是终端设备非常重要的性能指标,因此,该系统板在保证功能得以实现的条件下,其所需的功耗非常低。

图2 系统硬件电路图

图2 系统硬件电路图   下载原图

Fig.2 System hardware circuit diagram

4.2 功能概述

该系统每秒收集一次所需的环境信息(温度,湿度,光线,RFID标识);补充信息收集(电池电量,Axis_3 3轴加速度),在处理和打包后收集这些信息。它还对数据收集执行信息进行收集,并一起发送至服务器(Cortex-A8),服务器生成相应的指令并将其发送回终端(Cortex-M0)。除基本信息外,简单数据还显示在终端上。考虑服务器和终端之间交互的安全性。通常终端完全由服务器控制。如果发生可能的事故,并且服务器由于环境警报而无法控制终端,则终端将在30秒后自动切换。在自制模式下,终端此时进行自我环境异常检测,如果环境异常,蜂鸣器警报将打开。如果温度过高,风扇设备将自动开始调节温度值,直到温度正常才停止。管理系统将添加一个附加的Axis_3 3轴加速度报告。发生地震时,由于不平衡而触发了Axis_3 3轴加速度蜂鸣器警报。

4.3 方案说明

主控制处理器已从NXP Semiconductors选择了LPC11C14(以下称为M0端子)。LPC11C14基于ARM Cortex-M0内核,是ARM Cortex-M0系列的低功耗,低成本32位处理器,工作频率高达50MHz。无论数据处理速度,功耗或防干扰能力如何,都可以完全胜任进行终端数据收集的繁重任务。M0终端收集当前的环境信息(温度,湿度,光线等),首先处理并打包数据,然后通过无线通信设备ZigBee将其发送到Cortex-A8(以下称为A8服务器)。A8服务器处理后向M0端子发送命令以实时响应各种操作。仓库管理系统的相关信息主要包括温湿度,光敏度,三轴加速度,风扇,蜂鸣器,LED灯,数字管显示,M0终端液晶屏显示,进出仓库的刷卡信息。将ZigBee用于在M0终端和A8服务器之间进行数据交换的无线通信设备。该设备具有低功耗,低速,低成本,高可靠性,出色的自愈和冗余性能,强大的网络路由功能以及出色的网络拓扑。一种在低数据速率监视的各个领域中广泛使用的结构。多个ZigBee节点有助于无线通信网络的形成。ZigBee和M0引脚之间的连接是串行外围设备接口(SPI)总线和UART至USB(PL2303HX)芯片。下面的图3显示了总体方案结构。

图3 M0终端整体方案

图3 M0终端整体方案   下载原图

Fig.3 Overall scheme of M0 terminal

5 结语

随着社会的发展以及科学的进步,推动了电子商务和智能物流的发展,与此同时也使仓储管理真正实现了智能化,传统的仓储管理已经无法满足当代发展较快的电商企业,更加无法满足巨大仓储系统管理需求,那么物联网技术下的仓储管理凭借先进的科学技术提升了整体的仓储管理效率,节约了人力。本文从智能仓储系统的需求分析入手,对其基本功能进行了剖析,提出了系统的基本构架,并对系统最终的硬件结构进行了介绍,最后系统的数据采集终端模块进行了重点介绍,对其功能模块与方案进行了详细描述。

上海阳合仓储管理
官方二维码

版权所有©:阳合仓储 公司地址:上海市嘉定区南翔嘉美路428号 联系电话:134-7270-5338 沪公网安备 31011402008347号 沪ICP备14036201号-1