一种全自动装卸车系统中整体调度系统的制作方法

本实用新型车辆调度系统领域，具体的说，是一种全自动装卸车系统中整体调度系统。

背景技术：

在饲料、食品、粮食、石油化工行业，现有袋装物料装车采取人工装车和卸车的方式，袋装物料堆码在托盘上，由叉车运送至皮带尾部，由1个人将托盘上物料取下投入装车机皮带，在由皮带运送至车厢内部，物料到车厢内由1-2人进行堆码，该设备装卸车效率低，人工成本高，安全系数低，职业危害因素大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种全自动装卸车系统中整体调度系统，解决饲料、食品、粮食、石油化工行业袋装物料装车效率低，替代人工实现智能化自动装车；自动识别物料品种，完成自动拆垛、自动装车的整个工作流程；提高装车效率，降低能源消耗，大量节约人力资源，降低生产成本，并实现袋装物料装车过程中全标准化作业。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种全自动装卸车系统中整体调度系统，包括信号采集单元、控制单元、执行单元、智能网关、通信模块、用户终端以及云端服务器；所述控制单元分别与执行单元、信号采集单元、智能网关电性连接；所述智能网关通过通信模块分别与用户终端和云端服务器通信连接；所述信号采集单元包括IC信息系统和反馈检测系统，且IC信息系统设置在车辆门禁处，反馈检测系统分布于货车周围与车厢内部。

其工作时：货车进入门禁处由信号采集单元的IC信息系统，对车辆信息进行核对，核对以后录入相对应的装货信息，并以此生成IC卡，IC卡中寄存着车辆信息，以及需要所装的物料的种类、数量等信息。货车司机拿到IC卡后进入装车区域进行装货，在IC读卡器上进行刷卡识别信息，IC读卡器把信息传送到物料库，并通过控制单元控制相关设备提醒取货人员进行取货。

取货完成后进行装车步骤，在物料的装车之前，信号采集单元中的反馈检测系统，一方面对货车的停放位置进行距离检测，另一方面对货车车厢内原本的物料堆码情况进行检测，把检测到的信息发送给控制单元，控制单元对采集到的数据进行比对计算后生成相对应的控制指令，控制指令再传送至执行单元让执行单元中的相关设备在进行装车时对堆码物料的动作做出相对应的调整，以避免物料堆码不整齐，摆放错乱的问题。

在控制单元在进行装车动作控制的同时，还把控制信息传输给智能网关，智能网关在实现不同网络之间的互通后，再通过与之连接的通信模块与用户终端和云端服务器进行无线通信，把控制动态信息传输给用户终端和云端服务器进行装车远程监控，并把接收到的信息进行实时存储和记录。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述IC信息系统包括IC卡、与IC卡配合使用的录卡机和读卡机、RS485以及上位机；所述录卡机和所述读卡机分别通过RS485与上位机通讯连接。这里的上位机为计算机或者其它能够与读卡机和路卡机进行通信的设备。通过使用IC卡信息系统，因为IC卡具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、便于携带、易于使用、方便保管的特点。而且安全性高，IC卡从硬件和软件等几个方面实施其安全策略、可以控制卡内不同区域的存取特性，加密IC卡本身具有安全密码，如果试图非法对之进行数据存取则卡片自毁，不可再进行读写。IC卡的防磁、防一定强度的静电抗干扰能力强、可靠性比磁卡高。使用寿命长较长，一般可重复读写10万次以上。综合成本不高，IC卡的读写设备比磁卡的读写设备简单可靠造价便宜容易推广维护方便。对网络要求不高IC卡的安全可靠性使其在应用环境中对计算机网络的实时性、敏感性要求降低，十分符合当前系统要求，有利于在网络质量不高的环境中应用，具有极高性价比。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制单元为PLC控制器。这里的PLC控制器型号为西门子S7-200。不仅可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，使用简单，操作方便而且极大程度上简化本系统的结构。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述反馈检测系统包括用于检测车辆摆放位置的激光检测模块、用于检测车厢里物料堆放情况的图像采集模块；且激光检测模块、图像采集模块分别与PLC控制器电性连接。这里不仅通过设置激光检测模块来检测车辆在停放后的摆放位置，以高精度的距离分析出车厢是否与预期位置坐标有所偏差，而且通过图像采集模快进一步对车厢内的物料堆放情况和车厢内部位置坐标进行确定，以判断出与原有坐标的偏差，从而调整出行的物料堆码坐标，通过矫正反馈以进行正确的装车动作。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制单元为PLC控制器。这里的PLC控制器型号为西门子S7-200。不仅可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，使用简单，操作方便而且极大程度上简化本系统的结构。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述执行单元包括设置在货车车箱上方的码垛机械手和拆垛机械手以及设置在取货库的语音点播系统。通过码垛机械手和拆垛机械手进行物料的装车，避免的人工的攀爬到车厢内部进行货物的堆叠和拆卸，不仅大大提高了装车效率，而且避免的人工搬运过程中造成人员受伤的情况。通过设置语音点播系统在物料库进行待装物料的数量、种类、顺序等以更好地提醒取货人员取货信息。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述图像采集模块为安装在码垛机械手上的三维激光扫描仪。通过对货车车厢内的情况进行扫描，扫描后生成坐标图像，从而通过图像处理器判断坐标图像以确定装车动作，防止机械手在把物料放置到车箱内时物料堆放不整齐、错乱放置的情况发生。这里采用三维激光扫描仪，因为它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述智能网关为HINET智能网关。是因为HINET智能网关是一个集成多种互联网通讯技术，面向工业领域的设备通讯终端产品。其包含的3G、4G、WIFI等多种互联网接入方式，可以适应各种网络应用环境，提供随处可得的安全通讯链路。为设备的信息化管理提供高速的数据通道，为整个系统各功能得以实现提供安全可靠的保障和坚实的基础。HINET智能网关采用全工业化硬件设计平台，结合先进的软件功能，使得企业能够在最小的投资范围内快速建设规模化的工业设备通讯网络，为客户提供包含数据、语音、视频在内的多业务通道。在这里非常符合工业需求。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述通信模块为与智能网关相连接的ZIGBEE模块。这里采用ZIGBEE模块是因为它与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接，所以在本系统中采用ZIGBEE模块具有极高的性价比。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述用户终端为手机、笔记本、个人电脑中任一种。这里通过采用便携式移动类设备来作为用户终端，可以随时随地通过连接网络来对现场的装车情况进行实时监控。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过提供了一种全自动装卸车系统中整体调度系统，解决饲料、食品、粮食、石油化工行业袋装物料装车效率低的问题，能替代人工实现智能化自动装车；能自动识别物料品种，完成自动拆垛、自动装车的整个工作流程；提高装车效率，降低能源消耗，大量节约人力资源，降低生产成本，并实现袋装物料装车过程中全标准化作业。

（2）本实用新型通过对货车车厢内的情况进行激光扫描，扫描后生成坐标图像，从而通过图像处理器判断坐标图像以确定车厢内的已有的货物堆码情况，并由此判断生成装车动作，防止机械手在把物料放置到车箱内时物料堆放不整齐、错乱放置的情况发生

（3）本实用新型通过从货车周围设置激光检测模块对货车的摆放位置进行检测，以便校正机械手在货车摆放有偏差的情况下放置物料的动作，避免物料在车箱内堆放错乱。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2中的结构示意图。

图3为本实用新型实施例3中的结构示意图。

图4为本实用新型的三维激光扫描仪结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种全自动装卸车系统中整体调度系统，如图1所示：本实施例的一种全自动装卸车系统中整体调度系统，如图1所示：主要由用于采集货车信息和车箱内外情况的信号采集单元、用于接收采集信号的把采集信号处理后生成控制指令的控制单元、用于接收控制指令并执行装车动作和对物料库的取货人员取货信息提醒的执行单元、用于实现不同网络之间的转换的智能网关、用于把控制信息进行无线传输的通信模块、用于接收控制信息，对现场装车进行实时监控的用户终端、用于接收控制信息进行实时监控，并存储和记录控制信息的云端服务器。

所述控制单元分别与执行单元、信号采集单元、智能网关电性连接；所述智能网关通过通信模块分别与用户终端和云端服务器通信连接。其中，信号采集单元包括IC信息系统和反馈检测系统，且IC信息系统设置在车辆门禁处，用于对车辆信息进行读取，并生成相应的取货物料信息，物料信息包括需要装车物料的数量、品种、顺序等，并把这些信息录入到IC卡中，货车司机通过IC卡进行取货确认；反馈检测系统分布于货车周围与车厢内部，用于对货车摆放位置和车厢内部的堆码情况进行检测反馈，以便校正装车动作，保证货物装车能够正常有序进行。

其工作原理为：货车进入门禁处由信号采集单元的IC信息系统，对车辆信息进行核对，核对以后录入相对应的装货信息，并以此生成IC卡，IC卡中寄存着车辆信息，以及需要所装的物料的种类、数量等信息。货车司机拿到IC卡后进入装车区域进行装货，在IC读卡器上进行刷卡识别信息，IC读卡器把信息传送到物料库，并通过控制单元控制相关设备提醒取货人员进行取货。

取货完成后进行装车步骤，在物料的装车之前，信号采集单元中的反馈检测系统，一方面对货车的停放位置进行距离检测，另一方面对货车车厢内原本的物料堆码情况进行检测，把检测到的信息发送给控制单元，控制单元对采集到的数据进行比对计算后生成相对应的控制指令，控制指令再传送至执行单元让执行单元中的相关设备在进行装车时对堆码物料的动作做出相对应的调整，以避免物料堆码不整齐，摆放错乱的问题。

在控制单元在进行装车动作控制的同时，还把控制信息传输给智能网关，智能网关在实现不同网络之间的互通后，再通过与之连接的通信模块与用户终端和云端服务器进行无线通信，把控制动态信息传输给用户终端和云端服务器进行装车远程监控，并把接收到的信息进行实时存储和记录。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示：一种全自动装卸车系统中整体调度系统包括信号采集单元、控制单元、执行单元、智能网关、通信模块、用户终端以及云端服务器，其中信号采集单元包括IC信息系统和反馈检测系统，执行单元所述执行单元包括设置在货车车厢上方的码垛机械手和拆垛机械手以及设置在取货库的语音点播系统，控制单元为PLC控制器，通信模块为ZIGBEE模块。

其中，IC信息系统和反馈检测系统连接PLC控制器，用于对前端采集到的信息进行接收；码垛机械手和拆垛机械手分别通过相对应的驱动电路与PLC控制器连接，用于对执行控制动作进行驱动；PLC控制器还连接与智能网关连接，用于实现不同网络的互通；智能网关又与ZIGBEE模块相连接，以实现信息的无线传输；ZIGBEE模块又分别与用户终端和云端服务器远程通信，以便实现对现场装车随时随地的实时监控和信息记录保存。

其工作时：IC信息系统对进入的车辆进行检测获取车辆信息后，给予录入取货信息的IC卡，货车司机凭借IC卡向取货处提供取货信息。PLC控制器控制取货库的语音点播系统播放所需货物信息，以提醒取货人员按规定取货。

货物取出后，进行装车步骤，在装车步骤进行之前，反馈检测系统检测车辆位置等相关信息，以便PLC控制器可以调整装车控制动作，保证装车正常有序运作。

与此同时，PLC控制器通过智能网关和与智能网关连接的ZIGBEE模块将控制信息远程发送给用户终端和云端服务器，以供监控人员可以远程随时随地的对现场装车动作进行实时监控，和信息记录、保存。

这里采用ZIGBEE模块是因为它与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接，所以在本系统中采用ZIGBEE模块具有极高的性价比。

通过码垛机械手和拆垛机械手进行物料的装车，避免的人工的攀爬到车厢内部进行货物的堆叠和拆卸，不仅大大提高了装车效率，而且避免的人工搬运过程中造成人员受伤的情况。通过设置语音点播系统在物料库进行待装物料的数量、种类、顺序等以更好地提醒取货人员取货信息。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做进一步优化，如图3所示：一种全自动装卸车系统中整体调度系统包括信号采集单元、控制单元、执行单元、智能网关、通信模块、用户终端以及云端服务器，其中信号采集单元包括IC信息系统和反馈检测系统，执行单元所述执行单元包括设置在货车车厢上方的码垛机械手和拆垛机械手以及设置在取货库的语音点播系统，控制单元为PLC控制器，通信模块为ZIGBEE模块，IC信息系统和反馈检测系统连接PLC控制器，码垛机械手和拆垛机械手分别通过相对应的驱动电路与PLC控制器连接，智能网关又与ZIGBEE模块相连接，ZIGBEE模块又分别与用户终端和云端服务器远程通信。

反馈检测系统包括用于检测车辆摆放位置的激光检测模块、用于检测车厢里物料堆放情况的图像采集模块；且激光检测模块、图像采集模块分别与PLC控制器电性连接。所述智能网关为HINET智能网关。

所述智能网关为HINET智能网关。

所述用户终端为手机、笔记本、个人电脑中任一种。

所述IC信息系统包括IC卡、与IC卡配合使用的录卡机和读卡机、RS485以及上位机；所述录卡机和所述读卡机分别通过RS485与上位机通讯连接，并且上位机与PLC控制器相连接，同样是通过RS485。

这里通过采用便携式移动类设备来作为用户终端，可以随时随地通过连接网络来对现场的装车情况进行实时监控。

这里激光检测模块为设置在货车周围前后左右四个方向的激光距离检测器，通过激光的反射性能够准确反映出车厢到各个对应方向检测器的距离，从而得到货车的摆放的位置相对于停车区域的偏移角度情况，以便后续装车动作可以根据此信息进行校正。

这里的上位机为计算机或者其它能够与读卡机和路卡机进行通信的设备。通过使用IC卡信息系统，因为IC卡具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、便于携带、易于使用、方便保管的特点。而且安全性高，IC卡从硬件和软件等几个方面实施其安全策略、可以控制卡内不同区域的存取特性，加密IC卡本身具有安全密码，如果试图非法对之进行数据存取则卡片自毁，不可再进行读写。IC卡的防磁、防一定强度的静电抗干扰能力强、可靠性比磁卡高。使用寿命长较长，一般可重复读写10万次以上。综合成本不高，IC卡的读写设备比磁卡的读写设备简单可靠造价便宜容易推广维护方便。对网络要求不高IC卡的安全可靠性使其在应用环境中对计算机网络的实时性、敏感性要求降低，十分符合当前系统要求，有利于在网络质量不高的环境中应用，具有极高性价比。

这里采用HINET智能网关是因为HINET智能网关是一个集成多种互联网通讯技术，面向工业领域的设备通讯终端产品。其包含的3G、4G、WIFI等多种互联网接入方式，可以适应各种网络应用环境，提供随处可得的安全通讯链路。为设备的信息化管理提供高速的数据通道，为整个系统各功能得以实现提供安全可靠的保障和坚实的基础。HINET智能网关采用全工业化硬件设计平台，结合先进的软件功能，使得企业能够在最小的投资范围内快速建设规模化的工业设备通讯网络，为客户提供包含数据、语音、视频在内的多业务通道，在这里非常符合工业需求。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上做进一步优化，如图4所示：图像监测模块为三维激光扫描仪，而这里三维激光扫描仪由连接杆、扫描座、五个方向的扫描头组成。通过对货车车厢内的情况进行扫描，扫描后生成坐标图像，从而通过图像处理器判断坐标图像以确定装车动作，防止机械手在把物料放置到车厢内时物料堆放不整齐、错乱放置的情况发生。这里采用三维激光扫描仪，因为它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

本实施例的其他部分与实施例3相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。