一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
   LGWL-LOG01型 物流立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際物流倉(cāng)儲(chǔ)中使用的立體倉(cāng)庫(kù)為模板，進(jìn)行相應(yīng)的縮小和適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化而設(shè)計(jì)完成的具有實(shí)際操作功能和實(shí)驗(yàn)功能的一套裝置。該裝置采用履帶式輸送帶及鋁合金框架組成，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)械控制技術(shù)，通過(guò)中央控制器立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程接收倉(cāng)庫(kù)傳感器系統(tǒng)采集的信息，經(jīng)過(guò)處理，遠(yuǎn)程控制各個(gè)設(shè)備的控制器，完成指定貨物的自動(dòng)出庫(kù)、堆垛機(jī)搬運(yùn)、車(chē)輛運(yùn)輸、皮帶傳送、自動(dòng)入庫(kù)等主要倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)任務(wù)。 整個(gè)系統(tǒng)的流程為：
  入庫(kù)時(shí)，立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)分配庫(kù)位。入庫(kù)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)超高頻RFID檢測(cè)后，通過(guò)輸送帶運(yùn)送到全自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)口，自動(dòng)貨物搬運(yùn)機(jī)器在管理系統(tǒng)的智能處理下快速找到入庫(kù)產(chǎn)品在貨架上的準(zhǔn)確庫(kù)位，并把貨物準(zhǔn)確地移送到庫(kù)位上進(jìn)行保存，立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)庫(kù)位信息更新。
  出庫(kù)時(shí)，立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)指定庫(kù)位。自動(dòng)貨物搬運(yùn)機(jī)器在立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的控制下，準(zhǔn)確地移動(dòng)到待出庫(kù)產(chǎn)品的庫(kù)位處，搬運(yùn)出庫(kù)產(chǎn)品至接貨的貨車(chē)上。貨車(chē)經(jīng)過(guò)出庫(kù)通道的RFID檢測(cè)后正常出庫(kù)。出庫(kù)成功后，立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)庫(kù)位信息更新。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
   LGWL-LOG01型 物流立體倉(cāng)庫(kù)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。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、出入庫(kù)系統(tǒng)
  入庫(kù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)貨物入庫(kù)的智能化管理。首先為每個(gè)待入庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng)為該貨物分配一個(gè)庫(kù)位。
  入庫(kù)通道安裝有RFID批量數(shù)據(jù)信息采集器、機(jī)器臂、PVC皮帶輸送機(jī)等設(shè)備。系統(tǒng)利用RFID設(shè)備的識(shí)別技術(shù)將入庫(kù)貨物接入物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行的管理系統(tǒng)中。貨物運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)送貨物到達(dá)倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)口，機(jī)器臂將車(chē)輛貨物搬運(yùn)到PVC皮帶輸送機(jī)上，此時(shí)PVC皮帶輸送機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，皮帶帶動(dòng)貨物從倉(cāng)庫(kù)外向倉(cāng)庫(kù)內(nèi)輸送。當(dāng)皮帶帶動(dòng)貨物移動(dòng)到輸送機(jī)一端的紅外對(duì)射傳感器處時(shí)停止輸送，由堆垛機(jī)搬運(yùn)貨物至立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。
  出庫(kù)時(shí)，首先在中央控制器的管理軟件上選擇出貨庫(kù)位，然后系統(tǒng)將控制模擬堆垛機(jī)移動(dòng)到相應(yīng)庫(kù)位的上方；然后系統(tǒng)控制庫(kù)位滑臺(tái)控制器，驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，移出滑臺(tái)和庫(kù)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(kù)位退回到原處。*后堆垛機(jī)移出貨物，搬運(yùn)到運(yùn)貨車(chē)輛上即可。
2、貨物上下架
  上架：當(dāng)貨物由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)絺}(cāng)庫(kù)內(nèi)時(shí)，中央控制器將驅(qū)動(dòng)模擬堆垛機(jī)移動(dòng)，使其移動(dòng)到貨物上方，抓取貨物后，再移動(dòng)到相應(yīng)的庫(kù)位上方。然后中央控制器控制絲杠滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作，使相應(yīng)的庫(kù)位伸出至貨物的下方。再由中央控制器控制模擬堆垛機(jī)沿豎直方向移動(dòng)，將貨物放到庫(kù)位上，模擬堆垛機(jī)退回到初始位置。*后絲杠滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作，縮回移動(dòng)桿，將庫(kù)位拉回到倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。*終完成貨物上架功能。
  下架：當(dāng)貨物需要從指定庫(kù)位移出，仍然由中央控制器協(xié)調(diào)控制庫(kù)位的絲杠滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)器與模擬堆垛機(jī)驅(qū)動(dòng)器交替配合工作，*終將貨物放到前來(lái)拉貨的運(yùn)輸車(chē)上。
3、模擬堆垛機(jī)裝卸貨系統(tǒng)
  模擬堆垛機(jī)裝卸貨系統(tǒng)，是立體倉(cāng)庫(kù)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。管理平臺(tái)通過(guò)無(wú)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信向模擬堆垛機(jī)控制器發(fā)出貨物上架、下架指令，堆垛機(jī)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(chē)自動(dòng)離開(kāi)。
  該模擬堆垛機(jī)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)貨物的全方位抓取與放置。 4、庫(kù)位伸縮系統(tǒng)
  庫(kù)位伸縮系統(tǒng)，是該立體倉(cāng)庫(kù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的特色。傳統(tǒng)庫(kù)位是不移動(dòng)。在該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，庫(kù)位是可伸縮移動(dòng)的。它主要由電動(dòng)絲杠滑臺(tái)、滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)器、滑臺(tái)控制器三部分組成，安裝在鋁合金框架內(nèi)，形成一個(gè)至少4庫(kù)位的立體倉(cāng)庫(kù)?；_(tái)驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)絲杠滑臺(tái)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)滑塊的旋出或旋進(jìn)?；_(tái)控制器通過(guò)ZigBee與中央控制器無(wú)線(xiàn)通信，接收中央控制器的控制命令，通過(guò)有線(xiàn)方式控制滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)器工作，從而實(shí)現(xiàn)庫(kù)位的伸出或拉回。
5、機(jī)器臂裝卸貨系統(tǒng)
  對(duì)于不規(guī)則貨物，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(chē)到達(dá)裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)向管理平臺(tái)發(fā)出命令，管理平臺(tái)接收到后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(guò)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(chē)自動(dòng)離開(kāi)。 6、出入庫(kù)道閘系統(tǒng)
  出入庫(kù)道閘系統(tǒng)（ 又稱(chēng)智能車(chē)輛識(shí)別），利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別（Automatic Vehicle Identification簡(jiǎn)稱(chēng)AVI）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成車(chē)輛與中央控制器之間的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)啟道閘、自動(dòng)關(guān)閉道閘的功能。使用該系統(tǒng)，運(yùn)輸車(chē)輛上的讀寫(xiě)器通過(guò)檢測(cè)鋪設(shè)在道路上的電子標(biāo)簽，確認(rèn)車(chē)輛行駛的位置，通過(guò)與中央控制器協(xié)調(diào)工作，經(jīng)過(guò)出入口時(shí)便不用人工開(kāi)啟道閘，也無(wú)須停車(chē)，將自動(dòng)識(shí)別車(chē)主身份從而開(kāi)啟道閘。
  而且當(dāng)小車(chē)出入倉(cāng)庫(kù)時(shí)，車(chē)輛信息將在LCD廣播屏上顯示出來(lái)，同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前車(chē)輛出入庫(kù)信息。
7、 智能路燈管理
  實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)臺(tái)面鋪設(shè)有若干路燈以及路燈控制器，與光線(xiàn)傳感器協(xié)調(diào)工作，模擬車(chē)輛運(yùn)輸?shù)缆飞系穆窡艄芾硐到y(tǒng)。
  系統(tǒng)根據(jù)光線(xiàn)傳感器采集的光亮度值自動(dòng)控制路燈的打開(kāi)和關(guān)閉。當(dāng)光亮度值低于某一個(gè)閾值時(shí)，即打開(kāi)路燈，當(dāng)光亮度值高于某一個(gè)閾值時(shí)，關(guān)閉路燈，達(dá)到節(jié)能的目的。 8、貨物數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件
  系統(tǒng)存在兩種射頻頻段，一種是低頻頻段，主要由智能車(chē)輛上的低頻讀寫(xiě)器與鋪設(shè)在道路上的低頻卡組成。智能車(chē)輛行駛到低頻卡處，由車(chē)輛上搭載的ZigBee通信模塊發(fā)送給中央處理網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)進(jìn)行下一步的邏輯控制。另一種是超高頻頻段，主要由一體式超高頻讀寫(xiě)器與超高頻電子標(biāo)簽組成。超高頻電子標(biāo)簽粘貼在貨物上，用于出入庫(kù)通道掃描識(shí)別以及倉(cāng)庫(kù)貨物的自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)。
  另外，系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備都作為ZigBee節(jié)點(diǎn)接入到無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中，因此每個(gè)設(shè)備都具有唯一標(biāo)識(shí)的MAC地址，系統(tǒng)需存儲(chǔ)所有設(shè)備的MAC地址作為系統(tǒng)通信的唯一標(biāo)示符。因此系統(tǒng)中存在三種數(shù)據(jù)表，一種是低頻數(shù)據(jù)信息表，一種是超高頻數(shù)據(jù)信息表，還有一種是設(shè)備的MAC地址信息表。
9、立體倉(cāng)庫(kù)管理軟件
  立體倉(cāng)庫(kù)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Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，內(nèi)嵌Sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)，采用Qt庫(kù)編寫(xiě)的人機(jī)交互界面，主要包括貨物自動(dòng)識(shí)別、車(chē)輛識(shí)別、出入庫(kù)管理、倉(cāng)庫(kù)貨物自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)等。