CN116395314A - 一种基于物联网的仓储货架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的仓储货架，其包括货架架体，所述货架架体上具有独立的子存储空间；所述子存储空间内设置有货篮、电子称重单元以及摄像头，货篮通过电子锁锁闭；单个子存储空间匹配有独立的第一电子标签以及第二电子标签，并在货架架体上设置有路由节点；路由节点通过WSN网络与仓储管理系统通讯连接；WSN网络中作为末梢的摄像头、电子称重单元以及电子锁通过WSN网络以及路由节点在设定的时间间隔向仓储管理系统中的主机发送状态信息。本发明结构简单、设计合理新颖、操作简单，大大提高互联网仓储的管理工作效率，减少工人的劳动强度，并提高防盗灵敏度。

Description

一种基于物联网的仓储货架

技术领域

本发明涉及仓储管理领域中的智能货架技术，具体涉及一种基于物联网的仓储货架。

背景技术

仓储货架作为货物的存储设备，主要用于实现对货物的存储、装卸、分拣以及信息管理，在仓储零售行业、特别是中大型仓储零售行业中具有举足轻重的地位，直接影响到货物的流转速度以及流转效率。

现有技术中的大部分传统仓储货架基本上还处于人工记录入库、上架、出库的阶段，工人劳动强度大、精确度低，已经难于满足现代化仓储管理模式下的仓库管理的快速、准确要求，影响相关企业的运行工作效率，且人力用工成本逐年提高，造成了企业管理成本的提升。基于上述原因，仓储库房所用到的仓储货架越来越趋向于自动化、智能化。但现有技术中的智能化仓储管理多基于RFID技术(Radio Frequency Identification，无线射频识别技术)，这一类基于RFID技术的智能化仓储，管理技术在进行仓储货架改进时存在以下缺陷，会对智能化仓储管理造成阻碍：

①现有技术中已经应用的RFID技术在进行仓储货架改进时，其改进方式较为简单，只是以电子标签与货架或者商品进行简单结合，其电子标签与结合性能差，使用效果单一且没有协同方案相匹配；

②现有的智能货架只能满足清点、计数功能，不能满足对人员和行为监控，难于避免仓储空间内发生的偷盗或监守自盗的现象。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于物联网的仓储货架，这种仓储货架能在满足货物存储需求的同时趋于智能化、无人化管理，并能满足货物取放方便以及日常防盗的需求，可用以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于物联网的仓储货架，包括货架架体，所述货架架体具有货物存储空间，所述货物存储空间被分隔成多个独立的子存储空间；

所述子存储空间内设置有货篮以及电子称重单元，子存储空间内的货篮为抽屉式结构，并在收入子存储空间内时停放于所述电子称重单元上；子存储空间在收入子存储空间内时通过电子锁锁闭；

所述子存储空间内设置有朝向货篮内容积空间的摄像头；

单个子存储空间匹配有独立的第一电子标签，而货架架体上设置有第二电子标签；货架架体上设置有路由节点，所述路由节点在下游与WSN网络通讯连接并进行信息收集，在上游则与仓储管理系统通讯连接；所述WSN网络的末梢为第一电子标签、第二电子标签、摄像头、电子称重单元以及电子锁的集合；

所述仓储管理系统包括存储有商品信息的数据库、终端以及作为运算单元的主机，数据库、终端与主机通讯连接；所述数据库中存储的商品信息中包括商品的重量信息，子存储空间存储的商品的数据信息与对应子存储空间的第一电子标签相匹配；所述终端通过设置设置权限来选择访问第一电子标签或者第二电子标签，第一电子标签具有调用摄像头、电子称重单元的权限，第二电子标签具有调用摄像头、电子称重单元以及电子锁的操作权限；

摄像头、电子称重单元以及电子锁通过WSN网络以及路由节点在设定的时间间隔向主机发送状态信息。

作为进一步限定，所述货架架体的货物存储空间通过横向隔板分隔成若干层独立的存储层，并在每个存储层上通过竖向隔板隔出独立的所述子存储空间。

作为进一步限定，所述子存储空间内设置有导轨，所述货篮能通过所述导轨抽出；所述导轨在初始段具有斜向上提拉导向段，所述货篮在提拉导向段抽出时脱离称重单元，并通过导轨导向向外拉出子存储空间。

作为进一步限定，所述摄像头具有防护罩并自带补光装置。

作为进一步限定，所述商品信息包括商品的品名、厂家、产地、生产日期、原料、商品形态、性质、供应商信息、商品的外包装信息以及商品的重量信息。

作为进一步限定，所述货架上还包括位置传感器，通过位置传感器可以显示对应显示货架在仓库中位置；所述位置传感器的访问权限基于第一电子标签。

作为进一步限定，所述子存储空间内还设置有用于监控对应子存储空间内货物保存状态的温湿度传感器；所述温湿度传感器的访问权限基于第一电子标签。

作为进一步限定，所述主机能通过所述路由节点对WSN网络的末梢进行实时状态信息的调取。

作为进一步限定，所述WSN网络与所述路由节点之间以及仓储管理系统与路由节点之间通过信息加密技术保持通讯连接。

作为进一步限定，所述货架架体上还设置有警报指示装置，所述警报指示装置为警报器与指示灯的组合。

有益效果：本发明的基于物联网的仓储货架中电子标签与货架本身的结构契合度高，操作方便快捷，其能通过电子标签设置权限有效提高物流网的利用率，优化其使用效果，能有效解决现有的仓储货架存在的管理困难、服务效率低的问题；

该基于物联网的仓储货架能自主完成定位、计数、巡查、防盗管理等日常仓储管理行为，并有效追踪及管理商品在流通过程中的流程信息，并利用多重数据的组合进行分析，当存储货品的出现异常状态时，快速地通过主机通知仓储中心端及时进行警示和提醒；给物流行业的仓储管理提高便利性，保证效率和准确性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的实体结构正面示意图。

图2为图1中单个子存储空间的结构示意图。

其中：1、货篮屉门；2、抽拉把手；3、第一电子标签；4、竖向隔板；5、横向隔板；6、外部摄像头；7、通讯增强天线；8、伸缩底座；9、触控屏；10、第二电子标签；11、键盘操作区；12、操作台面；13、电器柜们；14、背板；15、内部摄像头；16、防护罩；17、导座；18、温湿度传感器；19、货篮；20、导轨；21、电子锁锁体；22、电子锁锁舌；23、电子称。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例仅仅是本发明实施例的一部分，而代表全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元。

参见图1、图2中的一种基于物联网的仓储货架的具体实施例，在本实施例中，基于物联网的仓储货架以物理结构的货架架体作为主体，该货架架体以工字梁作为立柱来进行支撑，货架架体的左侧为存储区域，该存储区域内对应的货物存储空间被多个横向贯穿的横向隔板5分隔成四层，其每层货物存储空间又被竖向隔板4分隔成多个独立的子存储空间，仓储货架以上述子存储空间作为最小的储物单元。而在其他的实施例中，也可以通过调整横向隔板5与竖向隔板4来实现子存储空间尺寸的调整，进而满足不同货物的存储使用需求。

货架架体设置于仓储空间中，同一仓储空间内设置有多个，以满足货物的存放需求，而当仓储空间内存在多个货架架体时，为方便对特定货架进行定位，在货架架体的上还设置有位置传感器，通过位置传感器可以显示对应显示货架在仓库中位置。

货架架体在左侧存储区域的下部预留有走线空间以方面进行设备接线，而在货架架体的右侧则预留有电控区域，存储区域下部的走线空间与电控区域下部的电器柜相连通，而电器柜表面开放，并在开放面通过电器柜门13进行面封闭，通过打开电器柜门13可用于设备电控部分的维修维护。

电器柜上部向图示平面的纸面内侧内凹，以在电器柜上部通过操作台面12隔出有操作空间，电器柜在操作台面12背侧成型有操作区域，在本实施例中，该操作区域包括触控屏9以及成型于触控屏9下部的第二电子标签10以及键盘操作区11。而在电器柜的顶部则设置有外部摄像头6以及通讯增强天线7，其中，通讯增强天线7用以提高设备的无线通讯性能，而外部摄像头6设置于一个伸缩底座8上，通过将伸缩底座8向纸面外侧伸出，可以方便操作人员利用外部摄像头6观察货架架体的架前状态。

货架架体上通过横向隔板5以及竖向隔板4分隔出的独立子存储空间的结构如图2所示，其包括货篮19，该货篮19的两侧侧壁上成型有导座17，而对应的竖向隔板4上成型有与导座17相匹配的导轨20，通过导座17在导轨20的滑动，即可实现货篮19的抽屉式抽出。而为了方便货篮19的抽出操作，货篮19在正面通过货篮屉门1进行面封闭，而在货篮屉门1上则成型有方便货篮19进行抽拉操作的抽拉把手2。

在本实施例中，货篮19在对应子存储空间的横向隔板5面上成型有电子称23作为称重单元；而竖向隔板4上成型的导轨20在初始段具有斜向上提拉导向段，通过导轨20初始段的斜向上提拉导向段结构设置，使得货篮19在抽出式能避免在电子称23表面发生摩擦，导致电子称23的承重面受损，而对应的，当货篮19通过导轨20推入存储空间内时，则能在最终完全推入导轨20中时，使得货篮19由于自重落在电子称23上实现称重。

另外，在货篮19对应的子存储空间中还按照如图2所示样式设置有内部摄像头15、温湿度传感器18以及电子锁锁体21。其中，内部摄像头15自带补光灯，并朝向货篮19内的容积空间，用于实时获得货篮19内的图像信息，而为了防止货篮19内的货物弄伤内部摄像头15，在内部摄像头15上还罩装有透明材质的防护罩；温湿度传感器18用于监控对应子存储空间内货物保存状态，为选装结构，可以根据实际的货物存储需求设置，而与电子锁锁体21相匹配的电子锁锁舌22设置于货篮屉门1背侧，一方面可以在货篮19收回子存储空间时进行闭合限位，而另一方面也可以通过电子锁锁体21与电子锁锁舌22的组合来对货篮19进行锁闭来实现防盗作业。

每个子存储空间在货篮屉门1位置单独匹配有一个第一电子标签3，该第一电子标签3唯一编码，并与对应的子存储空间相匹配。同时第一电子标签3还与对应在子存储空间中存放货物的商品信息进行匹配，并存储于数据库中，其对应的货物商品信息包括商品的品名、厂家、产地、生产日期、原料、商品形态、性质、供应商信息、商品的外包装信息以及商品的重量信息。

第一电子标签3、第二电子标签10、内部摄像头15、电子称23以及电子锁锁体21作为WSN网络的末梢，通过WSN网络与货架架体电器柜中的路由节点通讯连接，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks，WSN)是一种分布式传感网络，其末梢是可以感知和检查外部世界的传感器，在本实施例中，于收集对应货架架体上全部子存储空间的上述第一电子标签3、第二电子标签10、内部摄像头15、电子称23以及电子锁锁体21中的数据信息。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以通过路由节点在上游通过无线通讯方式与仓储管理系统通讯连接。

在本实施例中，仓储管理系统(未标出)包括数据库、终端以及主机，数据库、终端与主机通讯连接；其数据库用于存储数据信息，终端为采用4G通讯的PDA设备，用于操作者手持，同时操作者也可以通过在手机端下载对应APP作为终端，主机则作为运算和总控设备，可用于为终端赋予不同权限，其权限赋予方式为发放对应的账户，操作者通过在对应的终端登录账户来实现对应的使用权限。

其中，基础使用权限对应第一电子标签，用于对仓储货架中的货物进行快速计数、盘点，具有调用内部摄像头15、电子称23、温湿度传感器18、位置传感器的权限；而高级使用权限对应第二电子标签，除用于对仓储货架中的货物进行快速计数、盘点外，还能对子存储空间中存储的货物进行存、取操作，因而，除具有调用内部摄像头15、电子称23、温湿度传感器18、位置传感器的权限的权限外还具有调用电子锁锁体21的操作权限。

本实施例的基于物联网的仓储货架具有三种功能模式：

自动模式：

该运行模式通过在主机端设置运行，在该运行模式下，内部摄像头15、电子称23、温湿度传感器18、位置传感器以及电子锁锁体21通过WSN网络以及路由节点在设定的时间间隔向主机发送状态信息：

A、内部摄像头15用于检测电子锁锁体21锁闭条件下的货篮19内的货物静态图像情况，并通过向主机发送图像画面来通过主机对时间间隔前后的画面进行比对；

B、电子称23用于检测电子锁锁体21锁闭条件下的货篮19内的货物的重量变化，并通过向主机发送重量数据来通过主机对时间间隔前后的货物重量进行对比；

C、电子锁锁体21本身向通过向主机发送运行状态来判断货篮19是否被非法开启；

上述A、B、C状态在自动运行状态下出现异常时上报主机，以实现自动防盗的目的。

温湿度传感器18用于检测货篮19内货物的存储状态，当货物存放需要特定的温湿度条件，而该货篮19内的该温湿度传感器18出现偏差时上报主机。位置传感器则用于显示对应仓储货架在仓库中位置。

巡防模式：

该运行模式使用终端进行，在该运行模式下，终端取得基础使用权限，在该权限下，操作者通过携带终端在仓库内进行巡防，巡防时通过终端设备读取对应子存储空间的第一电子标签3，即可在终端获得对应子存储空间中存储的货物信息、内部摄像头15的实时图像数据、电子称23的实时重量数据以及温湿度传感器18上的实时温湿度数据，同时还会通过位置传感器显示包括该子存储空间的仓储货架在仓库中的位置；

在巡防模式下，终端可以读取在自动模式下的上一时间间隔对应的内部摄像头15、电子称23、温湿度传感器18、位置传感器数据，以方便操作者判断货篮19中的货物状态来进行清点、计数和防盗。

另外，在自动模式以及巡防模式下，主机能通过货架架体的路由节点对WSN网络上的任意末梢进行实时状态信息的调取。

存、取货模式：

该运行模式使用终端进行，在该运行模式下，终端取得高级使用权限，在该模式下，操作者既可以通过携带终端在仓库内实现巡防模式的工作任务，同时在该模式下，操作者还能对对应的子存储空间进行货物的取、放作业：

作业时，操作者利用终端读取第二电子标签10，并取得在触控屏9和键盘操作区11处的操作权限，可通过触控屏9和键盘操作区11打开对应子存储空间上的电子锁锁体21，通过抽拉把手2抽拉出货篮19即可进行货物的取、放作业。

货物的取、放作业完成后，通过抽拉把手2将货篮19通过导轨20推入到底后锁闭货篮屉门1，此时，对应子存储空间上的内部摄像头15以及电子称23即时上传货篮19抽出前和锁闭后的信息数据，并附带对应操作者的数据和操作时间数据，以达到自动清点、计数和防盗功能。

为了提高实施例的货架的实用性，在电器柜上还设置有警报指示装置，该警报指示装置包括蜂鸣报警器以及指示灯，以在设备数据出现异常时进行报警。

而为了保证信息传输的有效性并提高防干扰性能，WSN网络与路由节点之间以及仓储管理系统与路由节点之间通过信息加密技术保持通讯连接；另外，第一电子标签3以及第二电子标签10在本实施例中均为UHF RFID无源电子标签，而对应终端内置有UHF RFID读写器，并通过预置的权限来读取对应权限的电子标签。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的仓储货架，其特征在于，包括货架架体，所述货架架体具有货物存储空间，所述货物存储空间被分隔成多个独立的子存储空间；

所述子存储空间内设置有货篮以及电子称重单元，子存储空间内的货篮为抽屉式结构，并在收入子存储空间内时停放于所述电子称重单元上；子存储空间在收入子存储空间内时通过电子锁锁闭；

所述子存储空间内设置有朝向货篮内容积空间的摄像头；

单个子存储空间匹配有独立的第一电子标签，而货架架体上设置有第二电子标签；货架架体上设置有路由节点，所述路由节点在下游与WSN网络通讯连接并进行信息收集，在上游则与仓储管理系统通讯连接；所述WSN网络的末梢为第一电子标签、第二电子标签、摄像头、电子称重单元以及电子锁的集合；

所述仓储管理系统包括存储有商品信息的数据库、终端以及作为运算单元的主机，数据库、终端与主机通讯连接；所述数据库中存储的商品信息中包括商品的重量信息，子存储空间存储的商品的数据信息与对应子存储空间的第一电子标签相匹配；所述终端通过设置设置权限来选择访问第一电子标签或者第二电子标签，第一电子标签具有调用摄像头、电子称重单元的权限，第二电子标签具有调用摄像头、电子称重单元以及电子锁的操作权限；

摄像头、电子称重单元以及电子锁通过WSN网络以及路由节点在设定的时间间隔向主机发送状态信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述货架架体的货物存储空间通过横向隔板分隔成若干层独立的存储层，并在每个存储层上通过竖向隔板隔出独立的所述子存储空间。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述子存储空间内设置有导轨，所述货篮能通过所述导轨抽出；所述导轨在初始段具有斜向上提拉导向段，所述货篮在提拉导向段抽出时脱离称重单元，并通过导轨导向向外拉出子存储空间。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述摄像头具有防护罩并自带补光装置。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述商品信息包括商品的品名、厂家、产地、生产日期、原料、商品形态、性质、供应商信息、商品的外包装信息以及商品的重量信息。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述货架上还包括位置传感器，通过位置传感器可以显示对应显示货架在仓库中位置；所述位置传感器的访问权限基于第一电子标签。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述子存储空间内还设置有用于监控对应子存储空间内货物保存状态的温湿度传感器；所述温湿度传感器的访问权限基于第一电子标签。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述主机能通过所述路由节点对WSN网络的末梢进行实时状态信息的调取。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述WSN网络与所述路由节点之间以及仓储管理系统与路由节点之间通过信息加密技术保持通讯连接。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的仓储货架，其特征在于，所述货架架体上还设置有警报指示装置，所述警报指示装置为警报器与指示灯的组合。

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