一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)及工作方法
【專利摘要】一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)及工作方法，該系統(tǒng)由鑲嵌于化學品包裝的底部的射頻識別電子標簽、自動巡檢裝置、無線充電裝置、電路板和上位機控制系統(tǒng)組成；工作方法為：無線充電發(fā)射模塊對超級電容組充電，上位機控制系統(tǒng)發(fā)出指令，該指令傳輸至同步帶滑臺使可移動滑塊移動，移動到指定位置后讀取信息并傳輸至上位機控制系統(tǒng)。優(yōu)越性：該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)倉庫中貨物的智能盤點、定位，從而達到化學品倉庫實時監(jiān)控的目的。
【專利說明】
—種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)及工作方法(—)

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本發(fā)明屬于瓶裝化學品倉儲管理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)及工作方法。
(二)

【背景技術(shù)】
[0002]在我國工業(yè)快速發(fā)展的浪潮下，危險化學品的使用量與存儲量急劇增加，加之危險化學品自身所具有的易爆、易燃、毒害、腐蝕、放射等性質(zhì)，導致其在生產(chǎn)、經(jīng)營、存儲、運輸、使用、廢棄處置的過程中安全事故頻發(fā)。目前在化學品倉儲管理的環(huán)節(jié)中，倉庫管理員需要定時對化學品庫進行人工巡檢，無法對化學品進行實時監(jiān)控，因此管理員不能直接獲得實時的化學品倉儲狀態(tài)，使得管理員對倉庫中化學品被盜及混存問題的發(fā)現(xiàn)存在一定的滯后性。同時，在管理員進入倉庫并進行巡檢工作時，管理員與化學危險品接觸幾率升高，增加了安全隱患。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)及工作方法，以實現(xiàn)倉庫中貨物的智能盤點、定位，從而達到化學品倉庫實時監(jiān)控的目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于它由鑲嵌于化學品包裝的底部的射頻識別電子標簽、自動巡檢裝置、無線充電裝置、電路板和上位機控制系統(tǒng)組成；所述自動巡檢裝置包括用于讀取電子標簽的射頻識別讀寫模塊、ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端，所述射頻識別讀寫模塊與射頻識別電子標簽的位置相對應，所述射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過電路板的電路連接，所述無線充電裝置通過電路板為射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點提供工作電壓，所述上位機控制系統(tǒng)通過導線連接ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端之間傳輸無線信號。
[0005]上述所述自動巡檢裝置還包括裝備有皮帶滑道的同步帶滑臺、步進電機驅(qū)動器和步進電機控制器，所述同步帶滑臺帶有安置在皮帶滑道上的可移動滑塊和步進電機；所述步進電機驅(qū)動器通過導線連接步進電機，所述步進電機控制器通過導線連接步進電機驅(qū)動器，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過導線連接步進電機控制器，所述電路板固定在可移動滑塊上，電路板上焊接射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點。
[0006]上述所述無線充電裝置包括設置在自動巡檢裝置初始端的無線充電發(fā)射模塊、設置在電路板上的超級電容組和感應線圈，超級電容組和感應線圈通過電路板的電路連接，所述超級電容組通過電路板的電路分別與射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點連接并為它們提供工作電壓，無線充電發(fā)射模塊產(chǎn)生電磁信號，感應線圈在無線充電發(fā)射模塊的感應范圍內(nèi)接收電磁信號從而產(chǎn)生電流給超級電容組充電。
[0007]上述所述超級電容組由四個并聯(lián)的超級電容組成。
[0008]上述所述射頻識別電子標簽為內(nèi)徑18mm、外徑22mm、厚度0.2mm、頻率為13.56MHz的無源電子標簽。
[0009]一種上述用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)的工作方法，其特征在于具體步驟如下:
[0010](I)可移動滑塊位于同步帶滑臺的初始端，連接超級電容組的感應線圈位于無線充電發(fā)射模塊的感應區(qū)域內(nèi)，此時無線充電發(fā)射模塊對超級電容組充電；
[0011](2)上位機控制系統(tǒng)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端發(fā)出巡檢指令，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點接收指令，并將其發(fā)送至步進電機控制器；
[0012](3)步進電機控制器將指令信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號傳輸至步進電機驅(qū)動器，所述步進電機驅(qū)動器控制步進電機運行，使可移動滑塊在直線方向上向系統(tǒng)指定的位置移動，感應線圈隨可移動滑塊移動至無線充電發(fā)射模塊的感應范圍外后，已充電的超級電容組為射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點供電；
[0013](4)可移動滑塊移動到指定化學品包裝正下方后停止，上位機控制系統(tǒng)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端發(fā)出查詢命令，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點接收指令，并將其發(fā)送至射頻識別讀寫模塊；
[0014](5)射頻識別讀寫模塊讀取鑲嵌于化學品包裝的底部的射頻識別電子標簽的信息，并將獲取數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)出，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端接收數(shù)據(jù)后將其傳輸至上位機控制系統(tǒng)，上位機控制系統(tǒng)將獲得的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
[0015]本發(fā)明的工作原理:射頻識別電子標簽存儲有關(guān)于該化學品的相關(guān)信息，如化學品編號、名稱等，待化學品入庫驗收后，倉庫管理員將管理信息寫入標簽，如擺放位置、進庫日期等。自動巡檢裝置接受上位機控制系統(tǒng)的指令，讀取貨物上射頻識別電子標簽的信息，判斷貨物是否在庫，以及貨物的存放位置是否正確。可移動滑塊上的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點連接射頻識別讀寫模塊，用于實現(xiàn)射頻識別讀寫模塊與上位機之間的指令傳輸和信息傳遞，上位機通過皮帶滑道端點處的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點向步進電機控制器發(fā)送指令，從而實現(xiàn)對自動巡檢裝置的控制。步進電機驅(qū)動器起到驅(qū)動步進電機和細分電機步數(shù)的作用，使步進電機運行更加平穩(wěn)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)越性:
[0017]1.本系統(tǒng)整合了整個業(yè)務流程的管理，使得整個作業(yè)流程有效的連接在一起，能夠針對化工品，特別是針對瓶裝化學品的倉儲進行有效管理。
[0018]2.設計了一種基于超級電容的無線充電方案，提高了系統(tǒng)在運行過程中的靈活性。
[0019]3.通過射頻識別技術(shù)、步進電機技術(shù)和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)的結(jié)合，將射頻識別技術(shù)應用至瓶裝化學品倉庫日常的實時監(jiān)控中，有效地以裝置的智能巡檢代替了管理員的人工排查，使得管理員與化學危險品接觸幾率大幅度降低，減少了安全隱患，體現(xiàn)了人性化的管理模式。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)效果:自動巡檢裝置可在上位機系統(tǒng)的控制下自動完成定點物品查詢和庫位物品盤點任務，具體如下:
[0021]I)定點化學品查詢
[0022]定點化學品查詢功能是指，用戶可以通過計算機界面控制自動巡檢裝置，對指定倉儲位置的化學品信息進行查詢。此功能由自動巡檢裝置結(jié)合其自身搭載的射頻識別讀寫模塊完成和實現(xiàn)的。讀寫模塊和巡檢裝置的連接方式在附圖中有說明。在接收到用戶下達的到指定倉位進行物品查詢的指令后，相對應于指定貨架的巡檢裝置開始啟動，安置在該巡檢裝置上的可移動滑塊搭載著射頻識別讀寫模塊運行到指定地點。當讀寫模塊到達指定位置后，初始化讀寫模塊，并使其進入讀卡狀態(tài)，射頻識別讀寫模塊將讀到的化學品信息上傳至數(shù)據(jù)庫，查詢完成后可移動滑塊返回滑道端點。與此同時，系統(tǒng)將核對射頻識別讀寫模塊讀到的信息，若與原數(shù)據(jù)庫中的信息不符說明出現(xiàn)混存現(xiàn)象；若讀寫模塊未讀到任何信息則說明倉庫發(fā)生被盜事件。
[0023]2)庫位化學品盤點
[0024]庫位化學品盤點功能是指，用戶通過計算機界面控制自動巡檢裝置，對倉庫中的所有物品進行盤點。當用戶發(fā)出庫位物品盤點指令后，倉庫中所有貨架上的自動巡檢裝置開始啟動，同時也開啟所有讀寫模塊的讀卡功能，對倉庫中的物品進行全面盤點，盤點完畢，將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫。此時，系統(tǒng)自動比較上傳數(shù)據(jù)與化學品入庫信息的異同，若出現(xiàn)被盜或混存現(xiàn)象，系統(tǒng)自動報警。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]圖1為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)中鑲嵌有射頻識別電子標簽的化學品包裝剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖2為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)中鑲嵌有射頻識別電子標簽的化學品包裝底部結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖3為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)中自動巡檢裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)中自動巡檢裝置的工作狀態(tài)俯視圖。
[0030]圖6為本發(fā)明所涉一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)中自動巡檢裝置的初始狀態(tài)俯視圖。
[0031]其中，I為射頻識別電子標簽，2為化學品包裝，3為自動巡檢裝置，4為射頻識別讀寫模塊，5為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點，6為ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端，7為上位機控制系統(tǒng)，8為超級電容組，9為皮帶滑道，10為無線充電發(fā)射模塊，11為電路板，12為步進電機，13為同步帶滑臺，14為可移動滑塊，15為感應線圈。
(五)【具體實施方式】:
[0032]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0033]實施例:一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于它由鑲嵌于化學品包裝2的底部的射頻識別電子標簽1、自動巡檢裝置3、無線充電裝置、電路板11和上位機控制系統(tǒng)7組成；所述自動巡檢裝置3包括用于讀取電子標簽的射頻識別讀寫模塊4、ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6，所述射頻識別讀寫模塊4與射頻識別電子標簽I的位置相對應，所述射頻識別讀寫模塊4和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5通過電路板11的電路連接，所述無線充電裝置通過電路板11為射頻識別讀寫模塊4和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5提供工作電壓，所述上位機控制系統(tǒng)7通過導線連接ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6之間傳輸無線信號。
[0034]上述所述自動巡檢裝置還包括裝備有皮帶滑道9的同步帶滑臺13、步進電機驅(qū)動器和步進電機控制器，所述同步帶滑臺13帶有安置在皮帶滑道9上的可移動滑塊14和步進電機12 ;所述步進電機驅(qū)動器通過導線連接步進電機12，所述步進電機控制器通過導線連接步進電機驅(qū)動器，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5通過導線連接步進電機控制器,所述電路板11固定在可移動滑塊14上，電路板11上焊接射頻識別讀寫模塊4和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5。
[0035]上述所述無線充電裝置包括設置在自動巡檢裝置3初始端的無線充電發(fā)射模塊10、設置在電路板11上的超級電容組8和感應線圈15，超級電容組8和感應線圈15通過電路板11的電路連接，所述超級電容組8通過電路板11的電路分別與射頻識別讀寫模塊4和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5連接并為它們提供工作電壓，無線充電發(fā)射模塊10產(chǎn)生電磁信號，感應線圈15在無線充電發(fā)射模塊10的感應范圍內(nèi)接收電磁信號從而產(chǎn)生電流給超級電容組8充電。
[0036]上述所述超級電容組由4個并聯(lián)的超級電容組成。
[0037]上述所述射頻識別電子標簽為內(nèi)徑18mm、外徑22mm、厚度0.2mm、頻率為13.56MHz的無源電子標簽。
[0038]一種上述用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)的工作方法，其特征在于具體步驟如下:
[0039](I)可移動滑塊14位于同步帶滑臺13的初始端，連接超級電容組8的感應線圈15位于無線充電發(fā)射模塊10的感應區(qū)域內(nèi)，此時無線充電發(fā)射模塊10對超級電容組8充電；
[0040](2)上位機控制系統(tǒng)7通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6發(fā)出巡檢指令,ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5接收指令，并將其發(fā)送至步進電機控制器；
[0041](3)步進電機控制器將指令信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號傳輸至步進電機驅(qū)動器，所述步進電機驅(qū)動器控制步進電機12運行，使可移動滑塊14在直線方向上向系統(tǒng)指定的位置移動，感應線圈15隨可移動滑塊14移動至無線充電發(fā)射模塊10的感應范圍外后，已充電的超級電容組8為射頻識別讀寫模塊4和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5供電；
[0042](4)可移動滑塊移動到指定化學品包裝2正下方后停止，上位機控制系統(tǒng)7通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6發(fā)出查詢命令，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5接收指令，并將其發(fā)送至射頻識別讀寫模塊4 ；
[0043](5)射頻識別讀寫模塊4讀取鑲嵌于化學品包裝2的底部的射頻識別電子標簽I的信息，并將獲取數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點5發(fā)出，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端6接收數(shù)據(jù)后將其傳輸至上位機控制系統(tǒng)7，上位機控制系統(tǒng)7將獲得的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
[0044]以上僅僅顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能完整的實施本方案，但并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，可以根據(jù)需要對本實施做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改。但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都要受到專利法的保護。
【權(quán)利要求】
1.一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于它由鑲嵌于化學品包裝的底部的射頻識別電子標簽、自動巡檢裝置、無線充電裝置、電路板和上位機控制系統(tǒng)組成；所述自動巡檢裝置包括用于讀取電子標簽的射頻識別讀寫模塊、ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端，所述射頻識別讀寫模塊與射頻識別電子標簽的位置相對應，所述射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過電路板的電路連接，所述無線充電裝置通過電路板為射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點提供工作電壓，所述上位機控制系統(tǒng)通過導線連接ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端之間傳輸無線信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于所述自動巡檢裝置還包括裝備有皮帶滑道的同步帶滑臺、步進電機驅(qū)動器和步進電機控制器，所述同步帶滑臺帶有安置在皮帶滑道上的可移動滑塊和步進電機；所述步進電機驅(qū)動器通過導線連接步進電機，所述步進電機控制器通過導線連接步進電機驅(qū)動器，所述ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過導線連接步進電機控制器，所述電路板固定在可移動滑塊上，電路板上焊接射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于所述無線充電裝置包括設置在自動巡檢裝置初始端的無線充電發(fā)射模塊、設置在電路板上的超級電容組和感應線圈，超級電容組和感應線圈通過電路板的電路連接，所述超級電容組通過電路板的電路分別與射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點連接并為它們提供工作電壓，無線充電發(fā)射模塊產(chǎn)生電磁信號，感應線圈在無線充電發(fā)射模塊的感應范圍內(nèi)接收電磁信號從而產(chǎn)生電流給超級電容組充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于所述超級電容組由四個并聯(lián)的超級電容組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)，其特征在于所述射頻識別電子標簽為內(nèi)徑18mm、外徑22mm、厚度0.2mm、頻率為13.56MHz的無源電子標簽。
6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述用于瓶裝化學品管理的巡檢系統(tǒng)的工作方法，其特征在于具體步驟如下: (1)可移動滑塊位于同步帶滑臺的初始端，連接超級電容組的感應線圈位于無線充電發(fā)射模塊的感應區(qū)域內(nèi)，此時無線充電發(fā)射模塊對超級電容組充電； (2)上位機控制系統(tǒng)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端發(fā)出巡檢指令，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點接收指令，并將其發(fā)送至步進電機控制器； (3)步進電機控制器將指令信號轉(zhuǎn)化為脈沖信號傳輸至步進電機驅(qū)動器，所述步進電機驅(qū)動器控制步進電機運行，使可移動滑塊在直線方向上向系統(tǒng)指定的位置移動，感應線圈隨可移動滑塊移動至無線充電發(fā)射模塊的感應范圍外后，已充電的超級電容組為射頻識別讀寫模塊和ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點供電； (4)可移動滑塊移動到指定化學品包裝正下方后停止，上位機控制系統(tǒng)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端發(fā)出查詢命令，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點接收指令，并將其發(fā)送至射頻識別讀與1旲塊； (5)射頻識別讀寫模塊讀取鑲嵌于化學品包裝的底部的射頻識別電子標簽的信息，并將獲取數(shù)據(jù)通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)出，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡終端接收數(shù)據(jù)后將其傳輸至上位機控制系統(tǒng)，上位機控制系統(tǒng)將獲得的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
【文檔編號】G06K17/00GK104361647SQ201410632289
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】張嘉琪, 楊飛龍, 王曉麗, 畢成良, 冀大選, 李杰一 申請人:天津理工大學