教學(xué)設(shè)備

一、系統(tǒng)簡介
     倉儲(chǔ)物流物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)以倉儲(chǔ)管理和物流運(yùn)輸為背景，以貨物出入港口以及倉儲(chǔ)的流程為核心，以港口及倉儲(chǔ)貨物的智能化裝卸與交通運(yùn)輸為研究內(nèi)容，構(gòu)建的一套類似真實(shí)的現(xiàn)代化港口倉儲(chǔ)物流實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，主要模擬周轉(zhuǎn)于倉庫與港口碼頭之間的貨物裝卸、運(yùn)輸、盤點(diǎn)的流程。

圖片供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)

     倉儲(chǔ)物流物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由智能倉儲(chǔ)物流網(wǎng)關(guān)、集裝箱絎車裝卸貨子系統(tǒng)，智能車輛運(yùn)輸子系統(tǒng)、立體倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)、機(jī)器臂裝卸貨子系統(tǒng)、港口智能車輛出入ETC收費(fèi)子系統(tǒng)幾大系統(tǒng)組成。以下是各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)作流程：
１、貨物經(jīng)過RFID標(biāo)簽綁定等初始化工作完成后，放置于港口碼頭區(qū)的集裝箱區(qū)。
２、當(dāng)有運(yùn)貨調(diào)度至倉庫指令在智能倉儲(chǔ)物流網(wǎng)關(guān)上下達(dá)之后，智能車輛進(jìn)入港口，智能道閘識(shí)別車輛后會(huì)自動(dòng)打開，并實(shí)時(shí)語音播報(bào)到達(dá)站目的地的信息。當(dāng)智能車輛準(zhǔn)確停放在裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，可手動(dòng)選擇要裝入車輛貨物的位置，然后系統(tǒng)通過集裝箱桁車裝卸貨系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行裝卸貨過程。
３、當(dāng)智能車倆離開港口，智能港口出口道閘自動(dòng)打開，并顯示在此港口停留的所花的費(fèi)用，在點(diǎn)陣上實(shí)時(shí)的顯示出價(jià)格。經(jīng)過幾個(gè)指定的站點(diǎn)，車輛攜帶貨物到達(dá)倉庫入口，通過立體倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)應(yīng)用RFID讀卡技術(shù)對貨物進(jìn)行入庫操作、此系統(tǒng)能夠自動(dòng)分配庫位，并驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)完成貨物上架操作，完成倉儲(chǔ)入庫流程。
４、當(dāng)有倉庫貨物運(yùn)至港口指令在智能倉儲(chǔ)物流網(wǎng)關(guān)上下達(dá)之后，智能車輛駛?cè)雮}庫區(qū)停在出庫位置。立體倉儲(chǔ)管理驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)將指定的貨物下架，并自動(dòng)裝卸至智能能車輛上。完成倉儲(chǔ)出庫流程。
５、智能車輛離開倉庫，到達(dá)港口卸貨區(qū)，由機(jī)器臂裝卸貨子系統(tǒng)完成卸貨任務(wù)，并將貨物放入指定位置。
６、立體倉儲(chǔ)管理子系統(tǒng)中包含RFID自動(dòng)盤點(diǎn)功能。
以上一個(gè)裝卸貨流程完畢后，智能車輛將進(jìn)入執(zhí)行下一次裝卸貨任務(wù)。

二、系統(tǒng)構(gòu)成
    倉儲(chǔ)物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的傳感層、網(wǎng)絡(luò)鏈路層、網(wǎng)關(guān)、以及應(yīng)用層。智能網(wǎng)關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是連接傳感層與應(yīng)用層的橋梁。系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D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)的重要組成部分，主要由多自由度全方位電機(jī)構(gòu)成，采用單片機(jī)控制運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)小車到達(dá)裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，通過無線向倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)發(fā)出命令，倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)接收到后，通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，操作X/Y/Z軸電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)裝卸。貨物裝卸完成后，運(yùn)輸車自動(dòng)離開。
    該桁車結(jié)構(gòu)合理、剛性好，運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小，全自動(dòng)程控運(yùn)行，能夠穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)港口貨物的全方位抓取與放置。

2、智能車輛運(yùn)輸系統(tǒng)
  智能小車需要實(shí)現(xiàn)循跡、自動(dòng)駕駛、無線通訊、避障、車輛運(yùn)動(dòng)控制、路況信息采集等功能。目前小車搭載的系統(tǒng)包括：電機(jī)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(chǔ)環(huán)節(jié)—立體倉儲(chǔ)管理
  智能車將物品運(yùn)送到倉儲(chǔ)中心。倉儲(chǔ)中心采用2*6立體庫位，通過堆垛機(jī)進(jìn)行存取。系統(tǒng)通過倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)獲取庫位信息，控制堆垛機(jī)將車輛上的物品運(yùn)送到立體倉儲(chǔ)中，或?qū)�庫位的物品運(yùn)送到運(yùn)輸車輛上。堆垛機(jī)具有x、y、z三軸直線運(yùn)動(dòng)控制行程，能實(shí)現(xiàn)物品自動(dòng)存放、自動(dòng)取回以及自動(dòng)搬運(yùn)的功能。使用工業(yè)超高頻讀卡器實(shí)現(xiàn)物品的出入庫管理。
（1）立體倉儲(chǔ)管理 - 出入庫及上下架管理
  入庫系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)貨物入庫的智能化管理。首先為每個(gè)待入庫貨物粘貼超高頻電子標(biāo)簽，給每個(gè)貨物一個(gè)標(biāo)識(shí)。由立庫管理系統(tǒng)為該貨物分配一個(gè)庫位。
  入庫區(qū)安裝有RFID數(shù)據(jù)信息采集器、堆垛機(jī)、立體倉庫貨架等設(shè)備。系統(tǒng)利用RFID設(shè)備的識(shí)別技術(shù)將入庫貨物接入倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)運(yùn)行的管理系統(tǒng)中。貨物運(yùn)輸車輛運(yùn)送貨物到達(dá)倉庫入庫口，由堆垛機(jī)機(jī)器臂搬運(yùn)貨物至立體倉庫內(nèi)完成上架和入庫工作。
  出庫時(shí)，首先在智能倉儲(chǔ)物流網(wǎng)關(guān)上選擇出貨庫位，然后系統(tǒng)將控制模擬堆垛機(jī)移動(dòng)到相應(yīng)庫位的上方；然后系統(tǒng)控制庫位滑臺(tái)控制器，驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，移出滑臺(tái)和庫位；然后控制模擬堆垛機(jī)沿豎直方向向下運(yùn)行達(dá)到貨物處，抓取貨物。庫位退回到原處。最后堆垛機(jī)移出貨物，搬運(yùn)到運(yùn)貨車輛上，完成下架和出庫工作。
（2）立體倉儲(chǔ)管理 倉儲(chǔ)貨物動(dòng)態(tài)盤點(diǎn)系統(tǒng)
  智能顯示系統(tǒng)作為倉儲(chǔ)貨物統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過RFID技術(shù)，將統(tǒng)計(jì)當(dāng)前倉儲(chǔ)總貨物數(shù)量，當(dāng)堆垛機(jī)控制器將貨物提放到小車上離開倉儲(chǔ)，立體倉儲(chǔ)管理將自動(dòng)將貨物的數(shù)量減少一個(gè)。
4、機(jī)器臂裝卸貨子系統(tǒng)
  對于從倉儲(chǔ)到港口的貨物，可采用機(jī)器臂控制系統(tǒng)裝卸貨。六自由度機(jī)械臂的臂部由大臂、小臂組成，一般具有兩個(gè)自由度，即伸縮、回轉(zhuǎn)、俯仰或升降，采用單片機(jī)控制運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)小車到達(dá)裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，通過無線向倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)發(fā)出命令，倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)接收到后，通過無線通信向機(jī)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，操作機(jī)器臂經(jīng)過回轉(zhuǎn)、伸縮、升降、俯仰等幾組動(dòng)作組合，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)裝卸。貨物裝卸完成后，運(yùn)輸車自動(dòng)離開。
5、港口智能車輛出入ETC收費(fèi)管理系統(tǒng)
  出入港口道閘識(shí)別開啟系統(tǒng)（ 又稱智能車輛識(shí)別），利用車輛自動(dòng)識(shí)別（Automatic Vehicle Identification簡稱AVI）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成車輛與監(jiān)控中心之間的無線數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)智能開啟道閘系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)，車主只要在車窗上安裝感應(yīng)卡并錄入信息，通過出入口時(shí)便不用人工開啟道閘，也無須停車，將自動(dòng)識(shí)別車主身份從而開啟道閘。
  智能道閘系統(tǒng)實(shí)用化比較多的一個(gè)系統(tǒng)，由于其無人化操作的優(yōu)越性以及成本方面帶來的優(yōu)勢，在模擬智能交通過程中一定要加入這個(gè)模塊。同時(shí)當(dāng)小車離開港口時(shí)，車輛離開信息將在LED點(diǎn)陣屏上顯示出來。

四、主要軟件系統(tǒng)
1、倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理軟件
  倉儲(chǔ)物流貨網(wǎng)關(guān)管理軟件通過網(wǎng)關(guān)與各個(gè)設(shè)備和子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互；以RFID設(shè)備作為倉儲(chǔ)物流核心技術(shù)，智能車倆作為各個(gè)環(huán)節(jié)的紐帶，應(yīng)用絎車、機(jī)械臂、堆垛機(jī)模擬自動(dòng)化裝卸，使用立體倉庫實(shí)現(xiàn)物品倉儲(chǔ)管理，結(jié)合有線網(wǎng)絡(luò)、ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式技術(shù)、Android開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)，在整個(gè)環(huán)節(jié)中處于有效監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的信息讀取、傳輸與控制。同時(shí)管理數(shù)據(jù)庫信息的查詢與上傳，可及時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，上傳至云主機(jī)中去實(shí)時(shí)的跟新。
2、倉儲(chǔ)貨物出入庫系統(tǒng)
  智能顯示系統(tǒng)作為港口貨物統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過RFID技術(shù)，將統(tǒng)計(jì)當(dāng)前倉儲(chǔ)總貨物數(shù)量，當(dāng)控制器將港口貨物提放到小車上離開港口，信息機(jī)將自動(dòng)將港口貨物的數(shù)量減少一個(gè)；
  當(dāng)貨物被運(yùn)送至卸貨區(qū)域時(shí)，小車信息機(jī)顯示并提示貨物安全運(yùn)送至目的地，如果貨物長時(shí)間未送至卸貨區(qū)域時(shí)，將顯示提示信息。
3、立體倉庫管理系統(tǒng)
  立體倉庫管理軟件運(yùn)行在整個(gè)系統(tǒng)的中央控制器上，軟件采用android系統(tǒng)開發(fā)，內(nèi)嵌Sqlite數(shù)據(jù)庫，采用android庫編寫的人機(jī)交互界面，主要包括貨物自動(dòng)識(shí)別、出入庫管理、倉庫貨物自動(dòng)盤點(diǎn)等。