港口倉儲物流物聯(lián)網(wǎng)實驗平臺

一、系統(tǒng)簡介
倉儲物流物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)以倉儲管理和物流運輸為背景，以貨物出入港口以及倉儲的流程為核心，以港口及倉儲貨物的智能化裝卸與交通運輸為研究內(nèi)容，組建的一套類似真實的現(xiàn)代化港口倉儲物流實驗系統(tǒng)，主要模仿周轉(zhuǎn)于倉庫與港口碼頭之間的貨物裝卸、運輸、盤點的流程。

圖片供參考，以實物為準

倉儲物流物聯(lián)網(wǎng)實驗系統(tǒng)由智能倉儲物流網(wǎng)關、集裝箱絎車裝卸貨子系統(tǒng)，智能車輛運輸子系統(tǒng)、立體倉儲管理子系統(tǒng)、機器臂裝卸貨子系統(tǒng)、港口智能車輛出入ETC收費子系統(tǒng)幾大系統(tǒng)構(gòu)成。以下是各個子系統(tǒng)的協(xié)作流程：
１、貨物經(jīng)過RFID標簽綁定等初始化作業(yè)完成后，放放置于港口碼頭區(qū)的集裝箱區(qū)。
２、當有運貨調(diào)度至倉庫指令在智能倉儲物流網(wǎng)關上下達之后，智能車輛進入港口，智能道閘識別車輛后會自動打開，并就地實時語音播報到達站目的地的信息。當智能車輛準確停放在裝卸貨指定地點時，可手動選用要裝入車輛貨物的位置，然后系統(tǒng)經(jīng)過集裝箱桁車裝卸貨系統(tǒng)自動實行裝卸貨過程。
３、當智能車倆離開港口，智能港口出口道閘自動打開，并顯露在此港口停留的所花的費用，在點陣上就地實時的顯露出價格。經(jīng)過幾個指定的站點，車輛攜帶貨物到達倉庫入口，經(jīng)過立體倉儲管理子系統(tǒng)應用RFID讀卡技術對貨物實行入庫實操、此系統(tǒng)能夠自動分配庫位，并驅(qū)動堆垛機完成貨物上架實操，完成倉儲入庫流程。
４、當有倉庫貨物運至港口指令在智能倉儲物流網(wǎng)關上下達之后，智能車輛駛?cè)雮}庫區(qū)停在出庫位置。立體倉儲管理驅(qū)動堆垛機將指定的貨物下架，并自動裝卸至智能能車輛上。完成倉儲出庫流程。
５、智能車輛離開倉庫，到達港口卸貨區(qū)，由機器臂裝卸貨子系統(tǒng)完成卸貨任務，并將貨物放入指定位置。
６、立體倉儲管理子系統(tǒng)中含有RFID自動盤點功能。
以上一個裝卸貨流程完畢后，智能車輛將進入執(zhí)行下一次裝卸貨任務。

二、系統(tǒng)包括
倉儲物流交通實驗系統(tǒng)覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的傳感層、互聯(lián)網(wǎng)鏈路層、網(wǎng)關、以及應用層。智能網(wǎng)關是整個系統(tǒng)的核心，是連接傳感層與應用層的橋梁。系統(tǒng)拓撲如圖所示。

三、系統(tǒng)功能
1、集裝箱桁車裝卸貨系統(tǒng)
智能桁車裝卸貨系統(tǒng)，是港口物流系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，主要采用多自由度全方位電機包括，應用單片機控制動作軌跡。當小車到達裝卸貨指定地點時，經(jīng)過無線向倉儲物流貨網(wǎng)關管理平臺發(fā)出命令，倉儲物流貨網(wǎng)關管理平臺接收到后，經(jīng)過無線通信向桁車控制器發(fā)送裝卸貨指令，桁車控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，實操X/Y/Z軸電機動作，從而完成貨物的自動裝卸。貨物裝卸完成后，運輸車自動離開。
該桁車構(gòu)造合理、剛性好，運行平穩(wěn)、噪聲小，全自動程控運行，能夠平穩(wěn)可靠地完成港口貨物的全方位抓取與放置。

2、智能車輛運輸系統(tǒng)
智能小車需要完成循跡、自動駕駛、無線通訊、避障、車輛動作控制、路況信息收集等功能。目前小車搭載的系統(tǒng)含有概括：電機控制系統(tǒng)，循跡系統(tǒng)，Zigbee通訊系統(tǒng)，WIFI無線通訊系統(tǒng)， RFID系統(tǒng)等。
3、倉儲環(huán)節(jié)—立體倉儲管理
智能車將物品運送到倉儲中心。倉儲中心應用2*6立體庫位，經(jīng)過堆垛機實行存取。系統(tǒng)經(jīng)過倉儲物流貨網(wǎng)關管理平臺獲取庫位信息，控制堆垛機將車輛上的物品運送到立體倉儲中，或?qū)煳坏奈锲愤\送到運輸車輛上。堆垛機設定有x、y、z三軸直線動作控制行程，能完成物品自動放置、自動取回以及自動搬運的功能。使用工業(yè)超高頻讀卡器完成物品的出入庫管理。
（1）立體倉儲管理 - 出入庫及上下架管理
入庫系統(tǒng)主要完成貨物入庫的智能化管理。首先為每個待入庫貨物粘貼超高頻電子標簽，給每個貨物一個標識。由立庫管理系統(tǒng)為該貨物分配一個庫位。
入庫區(qū)裝配備有RFID數(shù)值信息收集器、堆垛機、立體倉庫貨架等設備。系統(tǒng)運用RFID設備的識別技術將入庫貨物接入倉儲物流貨網(wǎng)關運行的管理系統(tǒng)中。貨物運輸車輛運送貨物到達倉庫入庫口，由堆垛機機器臂搬運貨物至立體倉庫內(nèi)完成上架和入庫作業(yè)。
出庫時，首先在智能倉儲物流網(wǎng)關上選用出貨庫位，然后系統(tǒng)將控制模仿堆垛機位移到相應庫位的上方；然后系統(tǒng)控制庫位滑臺控制器，驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，移出滑臺和庫位；然后控制模仿堆垛機沿豎直方向向下運行達到貨物處，抓取貨物。庫位退回到原處。最后堆垛機移出貨物，搬運到運貨車輛上，完成下架和出庫作業(yè)。
（2）立體倉儲管理 倉儲貨物動態(tài)盤點系統(tǒng)
智能顯露系統(tǒng)作為倉儲貨物統(tǒng)計的一個重要環(huán)節(jié)，經(jīng)過RFID技術，將統(tǒng)計當前倉儲總貨物數(shù)量，當堆垛機控制器將貨物提放到小車上離開倉儲，立體倉儲管理將自動將貨物的數(shù)量減少一個。
4、機器臂裝卸貨子系統(tǒng)
對于從倉儲到港口的貨物，可應用機器臂控制系統(tǒng)裝卸貨。六自由度機械臂的臂部由大臂、小臂構(gòu)成，一般設定有兩個自由度，即伸縮、回轉(zhuǎn)、俯仰或升降，應用單片機控制動作軌跡。當小車到達裝卸貨指定地點時，經(jīng)過無線向倉儲物流貨網(wǎng)關管理平臺發(fā)出命令，倉儲物流貨網(wǎng)關管理平臺接收到后，經(jīng)過無線通信向機器臂控制器發(fā)送裝卸貨指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，實操機器臂經(jīng)過回轉(zhuǎn)、伸縮、升降、俯仰等幾組動作結(jié)合，完成貨物的自動裝卸。貨物裝卸完成后，運輸車自動離開。
5、港口智能車輛出入ETC收費管理系統(tǒng)
出入港口道閘識別開啟系統(tǒng)（ 又稱智能車輛識別），運用車輛自動識別（Automatic Vehicle Identification簡稱AVI）技術、互聯(lián)網(wǎng)技術完成車輛與監(jiān)控中心之間的無線數(shù)值通訊，完成智能開啟道閘系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)，車主只要在車窗上裝配感應卡并錄入信息，經(jīng)過出入口時便不用人工開啟道閘，也無須停車，將自動識別車主身份從而開啟道閘。
智能道閘系統(tǒng)實用化對比多的一個系統(tǒng)，由于其無人化實操的優(yōu)越性以及成本方面帶來的優(yōu)勢，在模仿智能交經(jīng)過程中一定要加入這個模型塊。同時當小車離開港口時，車輛離開信息將在LED點陣屏上顯露出來。

四、主要系統(tǒng)系統(tǒng)
1、倉儲物流貨網(wǎng)關管理系統(tǒng)
倉儲物流貨網(wǎng)關管理系統(tǒng)經(jīng)過網(wǎng)關與各個設備和子系統(tǒng)實行信息交互；以RFID設備作為倉儲物流核心技術，智能車倆作為各個環(huán)節(jié)的紐帶，應用絎車、機械臂、堆垛機模仿自動化裝卸，使用立體倉庫完成物品倉儲管理，集合有線互聯(lián)網(wǎng)、ZigBee傳感器互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式技術、Android研發(fā)等關鍵技術，在整個環(huán)節(jié)中處于有效監(jiān)控中，完成各個子系統(tǒng)的信息讀取、傳輸與控制。同時管理數(shù)值庫信息的查詢與上傳，可及時顯露當前數(shù)值庫中的內(nèi)容，上傳至云主機中去就地實時的跟新。
2、倉儲貨物出入庫系統(tǒng)
智能顯露系統(tǒng)作為港口貨物統(tǒng)計的一個重要環(huán)節(jié)，經(jīng)過RFID技術，將統(tǒng)計當前倉儲總貨物數(shù)量，當控制器將港口貨物提放到小車上離開港口，信息機將自動將港口貨物的數(shù)量減少一個；
當貨物被運送至卸貨區(qū)域時，小車信息機顯露并提醒貨物安全運送至目的地，如果貨物長時間未送至卸貨區(qū)域時，將顯露提醒信息。
3、立體倉庫管理系統(tǒng)
立體倉庫管理系統(tǒng)運行在整個系統(tǒng)的中央控制器上，系統(tǒng)應用android系統(tǒng)研發(fā)，內(nèi)嵌Sqlite數(shù)值庫，應用android庫編寫的人機交互界面，主要含有概括貨物自動識別、出入庫管理、倉庫貨物自動盤點等。