本發(fā)明涉及無線定位技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于高精度定位技術(shù)的智能倉庫管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

倉儲(chǔ)系統(tǒng)作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分，在企業(yè)生產(chǎn)管理中起著越來越重要的作用。智能倉儲(chǔ)的應(yīng)用，保證了貨物倉庫管理各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入的速度和準(zhǔn)確性，確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過該系統(tǒng)還可方便地對(duì)庫存貨物的位置、貨物狀態(tài)等進(jìn)行管理和優(yōu)化，有利于提高倉庫管理的工作效率。

目前，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)倉庫管理存在很多問題，普遍采用人工、手工操作方式，出入庫數(shù)據(jù)需要倉庫管理人員進(jìn)行人工記錄，因此作業(yè)方式效率非常低，準(zhǔn)確率也無法保證，數(shù)據(jù)也無法及時(shí)在系統(tǒng)中體現(xiàn)。盤點(diǎn)時(shí)管理員同樣需要逐件產(chǎn)品清點(diǎn)數(shù)量，耗費(fèi)大量的時(shí)間及人力成本，同時(shí)增加了企業(yè)倉庫管理成本，甚至嚴(yán)重制約企業(yè)的快速發(fā)展。

超寬帶(UWB)以其系統(tǒng)復(fù)雜度低、穿透能力強(qiáng)和時(shí)間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，使得它能在無線定位技術(shù)中達(dá)到很高的定位精度越來越受到關(guān)注。超寬帶信號(hào)由于自身GHZ的帶寬，傳送時(shí)不需要通過調(diào)制，即不需要載波就可進(jìn)行信號(hào)傳輸，降低了發(fā)射成本，同時(shí)定位精度達(dá)到厘米級(jí)，是其他定位手段如藍(lán)牙、zigbee和WiFi等不能比擬的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于高精度定位技術(shù)的智能倉庫管理系統(tǒng)，能夠?qū)}庫中的貨物進(jìn)行智能化管理，提高效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于高精度定位技術(shù)的智能倉庫管理系統(tǒng)，包括高精度定位系統(tǒng)、車載終端和信息處理系統(tǒng)；所述高精度定位系統(tǒng)通過布設(shè)在區(qū)域中的超寬帶定位基站實(shí)現(xiàn)對(duì)叉車的精確位置進(jìn)行厘米級(jí)定位；所述車載終端上安裝有超寬帶信號(hào)發(fā)射裝置與RFID識(shí)別裝置，其中，超寬帶信號(hào)發(fā)射裝置周期性發(fā)送廣播信號(hào)給所述超寬帶定位基站，RFID識(shí)別裝置讀取貨物托盤上的電子標(biāo)簽來識(shí)別貨物類型并將該信息發(fā)送至信息處理系統(tǒng)；所述信息處理系統(tǒng)將叉車的位置信息與貨物信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后判斷貨物狀態(tài)，為業(yè)務(wù)處理提供支撐。

所述超寬帶定位基站之間通過發(fā)送同步信息完成各個(gè)基站的時(shí)間同步，各個(gè)超寬帶定位基站收集車載終端上超寬帶信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的超寬帶信號(hào)，并將接收到的時(shí)間戳通過信息傳輸設(shè)備打包發(fā)送至信息處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)叉車進(jìn)行精確定位。

所述超寬帶定位基站中的主基站負(fù)責(zé)發(fā)送同步信息，從基站接收到主基站發(fā)來的同步信息后，通過算法校正自己的時(shí)間實(shí)現(xiàn)同步，各個(gè)超寬帶定位基站之間的同步精度達(dá)到納秒級(jí)。

所述超寬帶信號(hào)發(fā)射裝置安裝在叉車車頂，周期性發(fā)射信號(hào)；所述RFID識(shí)別裝置通過算法準(zhǔn)確識(shí)別貨物相關(guān)信息，并將該信息發(fā)送至信息處理系統(tǒng)；所述車載終端設(shè)備通過蓄電池供電。

所述RFID識(shí)別裝置感應(yīng)放置于托盤上的RFID電子標(biāo)簽，通過無線方式將貨物狀態(tài)信息回傳，所述信息處理系統(tǒng)將處理回傳的信息，如果出現(xiàn)異常就會(huì)發(fā)出聲音報(bào)警。

所述信息處理系統(tǒng)包括定位引擎、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)處理單元；所述定位引擎用于計(jì)算叉車的精確位置信息，生成貨物坐標(biāo)；所述數(shù)據(jù)處理單元用于結(jié)合庫位信息、叉車位置信息與貨物狀態(tài)信息，綜合判斷貨物當(dāng)前狀態(tài)；所述數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)相關(guān)位置信息及貨物信息；所述業(yè)務(wù)處理單元根據(jù)貨物狀態(tài)及實(shí)際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行業(yè)務(wù)操作。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本發(fā)明通過叉車上安裝的RFID設(shè)備讀取放置于貨物托盤上的電子標(biāo)簽獲得貨物信息，同時(shí)叉車上的UWB發(fā)射裝置周期性發(fā)送信號(hào)，定位系統(tǒng)采用TDOA技術(shù)定位叉車，實(shí)現(xiàn)了叉車的精確定位，定位精度達(dá)到厘米級(jí)，完全可以區(qū)分不同庫位。通過關(guān)聯(lián)計(jì)算可獲取貨物位置信息，減少人工錄入數(shù)據(jù)引入的錯(cuò)誤，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)倉庫貨物智能化管理。實(shí)踐表明，相比直接定位倉庫貨物，該系統(tǒng)具有施工簡(jiǎn)單、效果好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)圖；

圖2是本發(fā)明中貨物管理流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于高精度定位技術(shù)的智能倉庫管理系統(tǒng)，如圖1所示，具體包括：

高精度定位系統(tǒng)，包括超寬帶定位基站與信息傳輸設(shè)備，其中，超寬帶定位基站之間通過發(fā)送同步信息完成各個(gè)基站的時(shí)間同步，各個(gè)超寬帶定位基站收集叉車上UWB信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)出的UWB信號(hào)，采用TDOA方式，并將接收到的時(shí)間戳打包，通過信息傳輸設(shè)備發(fā)送至信息處理系統(tǒng)。在進(jìn)行時(shí)間同步時(shí)，所述超寬帶定位基站中的主基站負(fù)責(zé)發(fā)送同步信息，從基站接收到主基站發(fā)來的同步信息后，通過算法校正自己的時(shí)間實(shí)現(xiàn)同步，各個(gè)超寬帶定位基站之間的同步精度達(dá)到納秒級(jí)。

叉車車載終端，包括RFID設(shè)備與UWB發(fā)射裝置。UWB發(fā)射裝置安裝在叉車車頂，周期性發(fā)射UWB信號(hào)；RFID識(shí)別裝置通過算法用來準(zhǔn)確識(shí)別貨物電子標(biāo)簽信息，并將該信息發(fā)送至信息處理系統(tǒng)；車載終端各個(gè)設(shè)備通過蓄電池供電，電壓是48V。

信息處理系統(tǒng)，包括定位引擎、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)庫及業(yè)務(wù)處理單元。定位引擎將高精度定位系統(tǒng)發(fā)送的信息進(jìn)行解算，計(jì)算出叉車的精確位置信息；數(shù)據(jù)處理單元結(jié)合庫位信息、叉車位置信息與貨物狀態(tài)信息，生成貨物坐標(biāo)，綜合判斷貨物當(dāng)前狀態(tài)，包括入庫、出庫、移庫等，同時(shí)將貨物當(dāng)前位置與預(yù)置庫位位置進(jìn)行比對(duì)，不正確將發(fā)出報(bào)警信號(hào)；數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)貨物位置信息、貨物狀態(tài)信息、庫位信息等；業(yè)務(wù)處理單元根據(jù)貨物當(dāng)前狀態(tài)、業(yè)務(wù)量、實(shí)際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行訂單處理操作。

通過本系統(tǒng)，將倉庫中對(duì)貨物位置管理用叉車精確位置及貨物與叉車位置的關(guān)聯(lián)替代，提高了準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化了作業(yè)流程、減少了人為參與操作引起的錯(cuò)誤，改進(jìn)了倉庫管理水平。值得一提的是，本系統(tǒng)基于高精度定位技術(shù)，適用于倉庫貨物管理，但不局限于倉庫，還可用于除倉庫外其他需要貨物管理的場(chǎng)景。

在使用本系統(tǒng)時(shí)具體包括以下步驟：

步驟一：寫貨物電子標(biāo)簽

生產(chǎn)車間接到訂單指令(包括型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、交貨期)后開始生產(chǎn)，生產(chǎn)完畢后，需要將該貨物信息錄入至RFID電子標(biāo)簽卡，寫入信息包括：該貨物型號(hào)、數(shù)量、所屬訂單、倉庫貨位號(hào)等信息，其中倉庫貨位號(hào)表示貨物即將放置在倉庫中的庫位號(hào)，如圖2所示，此時(shí)貨物狀態(tài)是預(yù)入庫狀態(tài)。

步驟二：貨物與電子標(biāo)簽綁定

將錄入好的RFID電子標(biāo)簽卡綁定在需要入庫的貨物上，此時(shí)該貨物即將送至倉庫存儲(chǔ)。

步驟三：叉車叉起貨物

如圖1所示，本發(fā)明所述的系統(tǒng)通過安裝在倉庫內(nèi)部的高精度定位系統(tǒng)1，可以準(zhǔn)確定位叉車上安裝的車載終端2，車載終端2中的UWB信號(hào)發(fā)射裝置8周期性發(fā)送廣播信號(hào)，高精度定位系統(tǒng)1中的定位基站5接收到UWB信號(hào)發(fā)射裝置8發(fā)射的信號(hào)并將接收時(shí)間戳記錄下來，通過信息傳輸設(shè)備6傳輸至信息處理系統(tǒng)3。信息處理系統(tǒng)3中的定位引擎9通過信號(hào)解算計(jì)算出叉車的精確位置，精度可達(dá)到厘米級(jí)，完全可以定位至具體貨物庫位。叉車車載終端2中的RFID設(shè)備7讀取到叉車叉到的貨物信息，并將該貨物信息傳輸至信息處理系統(tǒng)3中的數(shù)據(jù)處理單元10。

步驟四：叉車卸下貨物

當(dāng)叉車將貨物卸下時(shí)，叉車車載終端2中的RFID設(shè)備7不會(huì)讀取到貨物信息，數(shù)據(jù)處理單元10通過讀取到的貨物電子標(biāo)簽信息的有無，綜合判斷貨物信息與叉車位置信息，就會(huì)獲得貨物在倉庫內(nèi)部所存儲(chǔ)的位置信息，信息處理系統(tǒng)3將貨物擺放庫位與預(yù)設(shè)庫位進(jìn)行比對(duì)，如果相同則將該信息存入數(shù)據(jù)庫11，如果不同將發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒。

通過步驟三和步驟四，如圖2所示，此時(shí)貨物狀態(tài)變?yōu)檎_入庫位狀態(tài)，信息處理系統(tǒng)3中的業(yè)務(wù)處理單元12中將顯示該貨物狀態(tài)為可出庫狀態(tài)。

步驟五：叉車叉走貨物

當(dāng)有業(yè)務(wù)需求需要貨物出庫時(shí)，業(yè)務(wù)處理單元12將發(fā)出貨物出庫指令，此時(shí)叉車叉走貨物時(shí)，重復(fù)步驟三與步驟四，信息處理系統(tǒng)3將叉車叉起的貨物信息與預(yù)設(shè)的出庫貨物信息比對(duì)，正確則將出庫信息錄入至數(shù)據(jù)庫11，不正確將發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒作業(yè)人員更正直至正確為止，此時(shí)業(yè)務(wù)處理單元12將貨物狀態(tài)改變?yōu)槿鐖D2所示的已出庫狀態(tài)。

步驟六：貨物電子標(biāo)簽卡回收

貨物出庫時(shí)，在倉庫出口處由工作人員將貨物RFID電子標(biāo)簽卡回收，如圖2所示，該RFID電子標(biāo)簽卡可以重新擦除并錄入新的貨物信息。

不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提出的智能倉庫管理系統(tǒng)，首先通過高精度定位系統(tǒng)，精確定位到叉車，定位精度可達(dá)到厘米級(jí)，完全可以區(qū)分貨物的不同庫位。其次，該系統(tǒng)讀取叉車叉起和卸下貨物時(shí)的貨物信息，通過算法并結(jié)合叉車位置信息，綜合判斷出貨物狀態(tài)信息，完成業(yè)務(wù)流程上的出入庫、貨物管理等問題。

由此可見，本發(fā)明提出的基于高精度定位技術(shù)的智能倉庫管理系統(tǒng)解決了現(xiàn)有的人工參與倉庫管理容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的問題，貨物的倉儲(chǔ)變得智能化，業(yè)務(wù)流程變得簡(jiǎn)單，可大大提升貨物管理的自動(dòng)化水平，節(jié)省成本。本發(fā)明提出的系統(tǒng)比傳統(tǒng)RFID系統(tǒng)有比較大的性能提升，為倉庫智能管理化水平奠定了良好的基礎(chǔ)。