一种用于电力物资仓位分配方法及系统
阅读说明：本技术 一种用于电力物资仓位分配方法及系统 (Method and system for distributing bin positions of electric power materials ) 是由 郁正纲 罗拥军 丁伟 杨宏彬 曹马星 于 2021-03-04 设计创作，主要内容包括：一种用于电力物资仓位分配方法及系统,以500mm X 500mm划分单元格结合超声库位检测传感器形成库位单元,可单一单元使用也可组合使用形成更大库位适应多种大小货物,提升堆场利用率；超声库位检测传感器实时检测上方物体,不依靠现场人员可实时准确的反馈余库信息；超声库位检测传感器自带信号指示灯,可辅助叉车操作人员进行货物精准入库；软件采用全U3D互动,可直观反映堆场货物状态,可实时查询货物所属区域高亮显示；超声库位检测传感器与节点采集器均采用模块化设计,子部件损坏不影响整体系统正常工作。(A method and a system for distributing electric power material positions in bins are characterized in that a bin position unit is formed by dividing cells by 500mm X500 mm and combining ultrasonic bin position detection sensors, and can be used singly or in combination to form a larger bin position to adapt to goods of various sizes, so that the utilization rate of a storage yard is improved; the ultrasonic reservoir position detection sensor detects the upper object in real time, and residual reservoir information can be accurately fed back in real time without depending on field personnel; the ultrasonic storage position detection sensor is provided with a signal indicator lamp, so that the forklift can be assisted by a forklift operator to accurately store goods; the software adopts full U3D interaction, the goods state of a storage yard can be visually reflected, and the area to which the goods belong can be inquired in real time and highlighted; the ultrasonic reservoir position detection sensor and the node collector are both in modular design, and damage to sub-components does not affect normal work of the whole system.)
技术领域
本发明涉及仓储管理领域，具体涉及一种用于电力物资仓位分配方法及系统。
背景技术
因经济高速发展，对电力需求与日俱增。电力设备在安装前需进行检验合格才能上线。所以对其检验前的存放安置便是其中重要一环，目前全自动化立体化仓库还无法完全替代传统室外平置库堆场。
传统平置库货物堆场采用统一划分库位大小即每个库位大小相等。货物入库前先进入装卸区等待，操作人员联系库区工作人员确认余库信息，确认后再在系统录入：入库时间，货物名称，数量，所属单位，堆场的库区范围。录入完毕后叉车搬运货物到入库待检区，检查货物完整情况，没有问题后送入对应库区范围。整套流程主要靠人工来操作其中当余库不是连续时，叉车工作人员会择机寻找合适地点存放货物，工作完成后通知货物货位变更信息。又者当本批次货物较小，库位只被占用小小一部分容易造成仓库利用率降低。执行出库操作时，需在软件上输入相关信息，查询货物数量，存储区域。得到信息后联系叉车取出货物放入出库理货区，全部货物取出后盘点数量，确认无问题后装车。整套流程如果提货人员不是很仔细的情况下就会出现些问题比如漏货，货不对位，错取货物等。不光浪费大量时间，也对后续流程造成影响。
发明内容
本发明着重解决上述出现的问题，提出一种用于电力物资仓位分配方法及系统，根据货物规划使用库区，同一批次货物安置同一区域，余库信息即时查询，货物入库实时检测，丢货提醒，货物位置查询等。
一种用于电力物资仓位分配方法，包括如下步骤：
步骤1，扫描货物信息，并将信息录入数据库，基于现场超声货位检测传感器实时反馈货位状态，统计出余库信息；
步骤2，根据货物属性，按照不同类型不同大小不同批次，组合分配所属库区与库位大小；自动预约库位单元进行库位组合，下发给超声货位检测传感器；
步骤3，等待现场操作人员确认货物入库状态；
步骤4，构建三维模型；构建所述电力物资室外平置库全尺寸三维模型，所述电力物资室外平置库全尺寸三维模型使用基于U3D的三维虚拟现实界面复现；构建所述电力物资室外平置库中货物三维模型，并将其空间按照三维进行分区；
步骤5，系统根据现场传感器返回的数据，在虚拟实景中查看余库信息与货物信息，对电力物资仓库进行远程监控。
一种用于电力物资仓位分配系统，包括超声货位检测传感器、节点采集器、数据采集仪；其中数据采集仪与上位机通过socket连接通讯，数据采集仪通过485总线与节点采集器通讯，节点采集器通过485总线与超声货位检测传感器通讯；
通过超声货位检测传感器将堆场场地划分为数个单元格，每个单元格中心安装有一个超声货位检测传感器以作为一个库位单元；多个超声货位检测传感器联合工作，使几个货位单元合并成一个大库位，以安放体积大货物且进行入库状态检测；
节点采集器每秒轮训一次挂载485传感器端口下的超声货位检测传感器，采集货位状态存入单片机寄存器中，等待数据采集仪采集数据；数据采集仪每秒通过485总线轮训一遍节点采集器，采集节点采集器寄存器中存储的声货位检测传感器反馈来的货位信息；数据采集仪把采集的货位信息通过socket上传给中心管理软件。
进一步地，超声货位检测传感器包括超声测距头、超声波高压驱动电路、超声波接收滤波放大电路、单片机核心电路、外置独立看门狗电路、485通讯电路、电源电路、保护电路和PVC外壳。
进一步地，超声货位检测传感器采用分体式防水超声测距头作为传感器核心，单片机驱动超声波高压驱动电路推动防水超声测距发射头发射一束40KHz探测波，防水超声测距接受头40ms内没有接收到回波发生超时接收；防水超声测距接受头接收到回波后经过超声波接收滤波放大电路送入单片机进行处理，得到从发射探测波到接收到回波的时间差，单片机根据时间差计算得到距离值；距离值为0时认为超声货位检测传感器上方没有物体，当有距离值产生并保持一段时间不变动则认为超声货位检测传感器上方有物体。
进一步地，超声货位检测传感器接收到上位机管理软件发送来的预约入库信息后，点亮红色信号灯，以指示操作人员把货物放入此单元，成功放入后超声货位检测传感器熄灭此信号灯，并把当前库位单元状态通过485总线反馈给节点采集器；当库位单元事先未被预约而被占用时，超声货位检测传感器发送库位非法占用信息经485总线发送给节点采集器。
进一步地，超声货位检测传感器接收到上位机管理软件发送来的预约出库信息后，点亮绿色信号灯，以指示操作人员把货物从此单元取出，成功取出后超声货位检测传感器熄灭此信号灯，并把当前库位单元状态通过485总线反馈给节点采集器；当库位单元事先未被预约而被取货时，超声货位检测传感器会发送货物非法出库信息经485总线发送给节点采集器。
进一步地，节点采集器包括单片机核心电路、外置独立看门狗电路、电源电路、保护电路、PVC外壳；2路独立485通讯电路分别连接传感器端口与采集仪端口；每个节点采集器传感器端口挂载31只超声货位检测传感器。
进一步地，数据采集仪包括单片机核心电路、外置独立看门狗电路、电源电路、保护电路、TCP/IP通讯电路、铝合金外壳构成；2路独立485通讯电路分别挂载31只节点采集器。
进一步地，中心管理软件通过socket把货位预约状态发送给数据采集仪，数据采集仪根据货位划分通过485集线器端口发送给节点采集器，节点采集器通过485传感器接口发送给超声货位传感器。
进一步地，每个库位单元中通过RFID射频识别进行货位识别，即货物靠近地面处贴上磁条卡，地面埋设RF检测装置进行磁条卡识别，获取当前库位状态与货物信息。
本发明达到的有益效果为：
（1）本发明以500mm X 500mm划分单元格结合超声库位检测传感器形成库位单元，可单单元使用也可组合使用形成更大库位适应多种大小货物，提升堆场利用率；（2）本发明超声库位检测传感器可实时检测上方物体，不依靠现场人员可实时准确的反馈余库信息；（3）本发明下超声库位检测传感器自带信号指示灯，可辅助叉车操作人员进行货物精准入库；（4）软件采用全U3D互动，可直观反映堆场货物状态，可实时查询货物所属区域高亮显示；（5）本发明所采用的超声库位检测传感器与节点采集器，采用完全灌封胶水达到防水目的，提升了抗压与防水目的；（6）超声库位检测传感器与节点采集器均采用模块化设计，子部件损坏不影响整体系统正常工作。
附图说明
图1为本发明实施例中所述超声货位检测传感器的部件示意图。
图2为本发明实施例中所述节点采集器的部件示意图。
图3为本发明实施例中所述数据采集仪的部件示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
一种用于电力物资仓位分配方法及系统，由上位机管理软件与底层硬件组成。上位机软件包含实景3D模型展示，货物信息录入，库位分配组成。底层硬件包含超声货位检测传感器，节点采集器，数据采集仪构成（图1）。其中数据采集仪与上位机通过socket连接通讯；数据采集仪通过485总线与节点采集器通讯；节点采集器通过485总线与超声货位检测传感器通讯（图2）。
电力物资仓位分配软件部分，即分配方法具体为：
步骤1，扫描货物信息，并将信息录入数据库，基于现场超声货位检测传感器实时反馈回来的货位状态统计出余库信息。
步骤2，根据货物属性按照不同类型不同大小不同批次，组合分配所属库区与库位大小。自动预约库位单元进行库位组合，下发给超声货位检测传感器。
步骤3，等待现场操作人员确认货物入库状态。
步骤4，构建三维模型：构建所述电力物资室外平置库全尺寸三维模型，所述电力物资室外平置库全尺寸三维模型使用基于U3D的三维虚拟现实界面复现；构建所述电力物资室外平置库中货物三维模型，并将其空间按照三维进行分区。
步骤5，系统根据现场传感器返回的数据，在虚拟实景中查看余库信息与货物信息。对电力物资室外平置库进行远程监控。
电力物资仓位分配硬件部分，即分配系统具体为：
堆场场地划分为500X500mm单元格，每个单元格中心安装有一个超声货位检测传感器即为库位单元。
超声货位检测传感器结构为，由超声波高压驱动电路、超声波接 收滤波放大电路、单片机核心电路、外置独立看门狗电路、485通讯 电路、电源电路、保护电路、PVC外壳构成。(图1)超声货位检测 传感器为减小超声盲区采用分体式防水超声测距头作为传感器核心， 单片机驱动高压发生器推动防水超声测距发射头发射一束40KHz探 测波，探测波发射到空中没有物体遮挡就无法产生回波，防水超声测 距接受头接收40ms内没有接收到回波发生超时接收，根据超时接收 定义无限远换算距离为无意义，默认该距离为0。当探测波在可探测 区域内碰撞到物体时会反射一个回波，防水超声测距接受头接收到回 波后经过带通滤波器滤波与运放放大后送入单片机进行处理完成后 会得到一个从发射头探测波到接收头接收到回波时间，单片机根据声 音在空气中传播速度*时间/2即可得到距离值。距离值为0时可认为 超声货位检测传感器上方没有物体，当有距离值产生并保持一段时间 不变动可认为超声货位检测传感器上方有物体。
超声货位检测传感器接收到上位机管理软件发送来的预约入库 信息后库位单元的超声货位检测传感器会点亮一盏红色信号灯，以指 示操作人员把货物放入此单元，成功放入后超声货位检测传感器熄灭 此信号灯，并把当前库位单元状态通过485总线反馈给节点采集器。 超声货位检测传感器可与多个超声货位检测传感器联合工作，使几个 货位单元合并成一个大库位。用来安放体积大货物且进行入库状态检 测。如果库位单元事先未被预约被占用，超声货位检测传感器会发送 一个库位非法占用信息经485总线发送给节点采集器，并且此功能可 用来检测超声货位检测传感器是否被杂物覆盖住。
超声货位检测传感器接收到上位机管理软件发送来的预约出库 信息后库位单元的超声货位检测传感器会点亮一盏绿色信号灯，以指 示操作人员把货物从此单元取出，成功取出后超声货位检测传感器熄 灭此信号灯，并把当前库位单元状态通过485总线反馈给节点采集器。 如果库位单元事先未被预约被取货，超声货位检测传感器会发送一个 货物非法出库信息经485总线发送给节点采集器，并且此功能可用来 检测是否丢货。
节点采集器结构为，单片机核心电路、外置独立看门狗电路、电 源电路、保护电路、PVC外壳构成；2路独立485通讯电路分别为传 感器端口与采集仪端口。每个节点采集器传感器端口可挂载31只超 声货位检测传感器(图2)。
节点采集器与超声货位检测传感器之间为485通讯，节点采集器 每秒轮训一次挂载485传感器端口下的超声货位检测传感器，采集货 位状态存入单片机寄存器中，等待数据采集仪采集数据。
数据采集仪结构为，单片机核心电路、外置独立看门狗电路、电 源电路、保护电路、TCP/IP通讯电路、铝合金外壳构成；2路独立 485通讯电路分别可挂载31只节点采集器(图3)。
数据采集仪每秒从485总线轮训一遍节点采集器，采集节点采集 器寄存器中存储的声货位检测传感器反馈来的货位信息。数据采集仪 把采集来的货位信息通过socket上传给中心管理软件。
中心管理软件通过socket把货位预约状态发送给数据采集仪，数 据采集仪根据货位划分通过485集线器端口发送给节点采集器，节点 采集器通过485传感器接口发送给超声货位传感器。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以 上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容 所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
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