一种物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统的制作方法

1.本发明属于仓储质押监管技术领域，具体涉及一种物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统。


背景技术：

2.托盘是用于集装、堆放、搬运和运输的放置作为单元负荷的货物和制品的水平平台装置。作为与集装箱类似的一种集装设备，现已广泛应用于生产、运输、仓储和流通等领域。
3.仓储质押融资业务为贸易型和生产型的中小企业提供了一种新的信贷模式，在一定程度上解决了这部分企业的融资难题，盘活了企业的库存资产。动产质押物有很多是箱装、袋装之类的以小件为单位的货品，如红酒、轮毂、茶叶、药品、有色金属矿石等，多以木质或塑料的托盘作为载体进行存放，由第三方监管公司提供货物监管服务，减少货物的丢失和盗抢风险。
4.传统的监管方式包括雇佣专门的仓储质押监管公司人员进行盘点跟踪，或安装视频监控设备，或在仓库出入口安装安防设备，存在监管漏洞多、信息不及时或防范能力缺失等问题，出现重复质押、空单质押等金融弊案，令银行大规模缩减动产融资业务，使很多正规的钢厂、交易商融资困难重重。因此急需要改变原来监管技术手段，改变原有的监管模式和体系，在减少人为操作的前提下对货物状态及仓库操作状态进行实时监控，在出现风险时及时告知质权人，解决质押货物的存在性、唯一性及仓储企业操作的合规性问题。
5.现有技术提出了采用视频监控技术，覆盖质押监管仓库，提供实时监控视频流信息，可供远程访问和查看的物联网仓储质押监管系统，现有的基于视频监控技术的仓储质押监管系统仅限于安防监控服务，只能保证货物的仓储安全，且往往只能用于事后查证，并不能和质押监管业务直接关联，不能解决仓单的重复性问题，无法达到降低银行信贷风险的目的。本发明既能提供视频监控服务，同时在此基础上与货物出入库管理、质押监管流程严密结合，可实时不间断获取货物更加直接的重量和唯一id等属性，可检测托盘的移动和倾倒等异常行为，可实现托盘在仓库的精准定位，能更好的保障货物处于监管可控状态。
6.现有技术中的申请号为“2015101428779”的一种基于物联网的仓储监管系统以及申请号为“201510724555.5”的基于rfid的智能托盘输送分拣测试系统，为基于货物入库监控器、货物盘点与拣货器、货物出库监控器和仓储监控中心的监管技术，该技术在托盘表面粘贴rfid标签，仅能管理货物的出库、入库、盘点信息，或测试托盘携带标签在通过柔性输送线上的读取率性能，无法直接获得的重量、位置等在库的实时物理属性，起不到对托盘上货物的技术监管作用。
7.为此，我们提出一种解决质押货物的存在性、唯一性及仓储企业操作的合规性问题，改变原有的人为过多干预或效率过于低下的监管模式和体系的物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物联网仓储质押监管智能托盘设备，包括智能托盘，所述智能托盘包括托盘底座和固定在托盘底座侧面的托盘终端，所述托盘底座为矩形，所述托盘底座包括置于其上的质押货物以及设于托盘底座上的称重传感器和rfid标签，所述托盘终端包括加速度传感、温湿度传感、nfc通信、lora通信、防拆开关以及室内无线定位；所述托盘底座上放置质押货物，且所述托盘底座上设有钢条，所述托盘底座四个角上分别安装有称重传感器，四个所述称重传感器将其输出的模拟信号接入到托盘终端的a/d通道上，实现重量数据的实时采集与处理，所述托盘底座四角内置无源rfid标签，所述无源rfid标签与托盘终端nfc内存储的终端id一一映射；所述托盘终端上的加速度传感用于托盘姿态的判别，且加速度传感作为nfc通信的启动开关，所述托盘终端上的温湿度传感用于仓库内温湿度数据的分布式采集，所述nfc通信与带nfc功能的手机相配合，通过带nfc功能的手机进行终端的id烧写、获取、算法参数配置等动作，所述托盘终端通过lora方式与物联网网关建立通信连接，进行指令交互，所述托盘终端通过防拆开关作为防拆检测手段，所述防拆开关连接有报警器，所述托盘终端上的室内无线定位实现室内高精度定位，防止托盘发生偷盗，并可辅助叉车操作时进行轨迹引导。
10.一种物联网仓储质押监管智能托盘设备的系统，包括带有智能托盘的前端感知系统以及质押监管业务系统，所述前端感知系统包括托盘底座、托盘终端以及视频监控，所述质押监管业务系统包括仓押盘点app demo以及仓押软件平台demo，所述智能托盘通过物联网网关接入云端质押监管业务系统。
11.本发明的技术效果和优点：该物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统，适用于仓储质押监管领域的智能托盘产品及系统，智能托盘集成了重量、加速度等多种传感器，结合融合分析算法，可以不间断获得被监管货物的重量、位置等物理量，监测移动、倾斜等异常行为。智能托盘接入物联网网关，由其实现托盘的管理、信息汇聚和协议转换，网关接入云端仓储质押业务平台，由其实现网关的管理、出入库作业、监管报警和故障运维等业务操作。在出现货物非授权移动、盗抢等风险时，系统会及时以短信或app通知形式告知监管人和质权人，解决质押货物的存在性、唯一性及仓储企业操作的合规性问题，改变原有的人为过多干预或效率过于低下的监管模式和体系。
12.通过在仓储现场部署具有智能性、分布式的智能托盘设备，实时不间断获取被监管货物的重量、位置、温湿度分布等物理量，保障货物的重量和位置在监管情形下不发生变化，并且储藏环境符合货物存放要求。智能托盘通过物联网网关接入云端业务软件系统，后者在实现传统仓储管理软件的出入库管理和仓单相关业务基础上，将仓单赋予实时的、真实的货物属性及报警信息，达到银行等质权人对质押物的在线实时监管目的，结合智能托盘的nfc功能，可以通过仓押app快速对每个智能托盘上的货物进行周期性的盘点。
附图说明
13.图1为本发明的系统组成图；图2为本发明的托盘功能组成图；图3为本发明的托盘工作状态转换图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
15.本发明提供了如图2所示的一种物联网仓储质押监管智能托盘设备，包括智能托盘，所述智能托盘包括托盘底座和托盘终端，所述托盘底座为矩形，所述托盘底座包括置于其上的质押货物以及设于托盘底座上的称重传感器和rfid标签，所述托盘终端包括加速度传感、温湿度传感、nfc通信、lora通信、防拆开关以及室内无线定位；所述托盘底座上放置质押货物，且所述托盘底座上设有钢条，所述托盘底座四个角上分别安装有称重传感器，四个所述称重传感器将其输出的模拟信号接入到托盘终端的a/d通道上，实现重量数据的实时采集与处理，所述托盘底座四角内置无源rfid标签，所述无源rfid标签与托盘终端nfc内存储的终端id一一映射；所述托盘终端上的加速度传感用于托盘姿态的判别，且加速度传感作为nfc通信的启动开关，所述托盘终端上的温湿度传感用于仓库内温湿度数据的分布式采集，所述nfc通信与带nfc功能的手机相配合，通过带nfc功能的手机进行终端的id烧写、获取、算法参数配置等动作，所述托盘终端通过lora方式与物联网网关建立通信连接，进行指令交互，所述托盘终端通过防拆开关作为防拆检测手段，所述防拆开关连接有报警器，所述托盘终端上的室内无线定位实现室内高精度定位，防止托盘发生偷盗，并可辅助叉车操作时进行轨迹引导。
16.托盘底座采用独特的结构设计，其尺寸符合仓储物流行业托盘国标《联运通用平托盘主要尺寸及公差》的规格要求，一般为1.2m*1.0m或1.1m*1.1m的矩形，材质为工程塑料、碳钢或不锈钢。其功能包括：1、承重，质押货物放置在托盘上，可通过增加钢条来增强承重能力，满足不同种类货物的承载需求；2、重量传感，在托盘底座四角安装称重传感器，将其输出的模拟信号接入到托盘终端的a/d通道上，实现重量数据的实时采集与处理。不同精度和量程的传感器可以依据具体的业务需求来选择适配；3、rfid，在托盘底座四角内置无源rfid标签，唯一标识不同的托盘底座，并与托盘终端nfc内存储的终端id一一映射。在叉车等运输工具上安装有rfid读写器，出入库作业时，通过rfid的识别，只有授权的托盘上的货物可以被相应的叉车搬取。
17.托盘终端固定在托盘底座的侧面，其功能包括：1、加速度传感，加速度传感集成了数字式三轴mems加速度传感器，通过实时采集三个自由度的加速度数据和算法分析，实现对托盘姿态的判别，包括异常移动或倾斜等，同
时，加速度传感器可以作为nfc通信的启动开关，在检测到外界的敲击后，才启动nfc模块来接收外界激励，达到省电目的；2、温湿度传感，温湿度的控制对于药品等需要恒温恒湿环境的货品非常重要。智能托盘上的温湿度传感器可以实现仓库内温湿度数据的分布式采集，基于空间中不同位置托盘采集的温湿度数据，实现仓库温湿度的动态分布图，从而对温湿度的变化趋势进行预测和盲区进行检测，提升能量调节效率。
18.3、nfc通信，托盘终端集成了nfc芯片及天线，可以通过带nfc功能的手机进行终端的id烧写或获取、算法参数配置等动作；4、lora通信，托盘终端通过lora方式与物联网网关建立通信连接，进行指令交互。上报信息包括托盘底座的离线/在线状态、重量变化信息、加速度异常检测结果信息、托盘位置信息、拆卸报警信息等。接收网关下发指令包括工作状态配置、id配置等；5、防拆开关，托盘终端采用微动开关作为防拆检测手段，当终端被恶意从托盘底座侧面拆除时，将会触发拆卸报警；6、室内无线定位，托盘终端集成了室内定位功能模块，采用uwb超宽带技术，实现室内高精度定位，防止托盘发生偷盗，并可辅助叉车操作时进行轨迹引导。
19.本发明提供了如图1所示的一种物联网仓储质押监管智能托盘设备的系统，包括带有智能托盘的前端感知系统以及质押监管业务系统，所述前端感知系统包括托盘底座、托盘终端以及视频监控，所述质押监管业务系统包括仓押盘点app demo以及仓押软件平台demo，所述智能托盘通过物联网网关接入云端质押监管业务系统。
20.物联网网关接入智能托盘设备的数据，对底层私有数据协议进行解析，转化为统一的数据格式和数据接口，与云端业务平台进行数据交互。
21.业务云平台与物联网网关通信，获取前端感知子系统的各种感知数据，实现设备管理和报警/事件规则，将数据通过restful/rpc等服务接口提供给仓储质押监管应用来订阅；仓储质押监管应用实现了仓单管理、仓位监控、任务管理、设备管理、故障管理、质权人应用及仓管员应用等。
22.仓押盘库app通过nfc与托盘终端通信，可进行托盘id配置，托盘id读取，激活和关闭操作，盘点托盘上的货物等动作。
23.通过在仓储现场部署具有智能性、分布式的智能托盘设备，实时不间断获取被监管货物的重量、位置、温湿度分布等物理量，保障货物的重量和位置在监管情形下不发生变化，并且储藏环境符合货物存放要求。智能托盘通过物联网网关接入云端业务软件系统，后者在实现传统仓储管理软件的出入库管理和仓单相关业务基础上，将仓单赋予实时的、真实的货物属性及报警信息，达到银行等质权人对质押物（传统纸质仓单）的在线实时监管目的。结合智能托盘的nfc功能，可以通过仓押app快速对每个智能托盘上的货物进行周期性的盘点。
24.请参阅图3，智能托盘有五种工作状态：1、关闭：通过手机nfc操作，可对托盘终端进行关闭操作。关闭状态下，托盘处于低功耗状态下，断开与物联网网关的连接，停止数据采集和处理。特别的，在进行nfc操作之前，通过手指或其他形式敲击托盘终端，可唤醒设备接受nfc指令。
25.2、激活：通过手机nfc操作，可对托盘终端进行激活操作。激活状态下，托盘建立与
物联网网关的连接，完成设备注册，激活后一段时间（如5s），托盘终端自动转入空闲状态。特别的，在进行nfc操作之前，通过手指或其他形式敲击托盘终端，可唤醒设备接受nfc指令。
26.3、空闲中：托盘初始激活后，或者托盘上的货物出库完成后，将会转入空闲中状态，等待下一次作业。
27.4、作业中：托盘在空闲时安排了入库作业，或监管过程中安排了出库作业，将会转入到作业中状态，等待叉车进行出入库作业。仓押监管系统会通过重量变化自动判断作业是否完成，如入库作业完成，则托盘终端会转入监管中状态；如出库作业完成，则托盘终端会转入空闲中状态。
28.5、监管中：托盘入库任务完成后，将会转入监管中状态，该状态下，托盘会根据重量、加速度、定位等传感器或模块，来判断是否有重量变化、位置变化、移动或倾倒等异常行为发生，有则触发相应的报警，通过物联网网关发送给云端业务平台。
29.智能托盘有五种报警和两种故障状态：五种报警：1、重量变化告警：托盘底座上的货物重量发生变化。
30.2、异常移动告警：托盘在非授权情况下发生移动。
31.3、异常倾倒告警：托盘在非授权情况下发生倾倒。
32.4、强行拆除告警：托盘终端在非授权情况下发生拆除。
33.5、低电量告警：托盘电池电量过低。
34.两种故障：1、托盘底座离线；2、托盘终端离线；智能托盘还可以使用视频监控、远程喊话系统辅助，在产生相应的告警时，通过视频远程查看核实，或通过喊话系统远程对讲，完善监管逻辑。
35.该物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统，适用于托盘装运货物的物联网仓储质押监管智能托盘设备和系统，智能托盘集成了重量、加速度、温湿度等多种传感器，结合融合分析算法，可以不间断获得被监管货物的重量、位置、温湿度分布等物理量，监测移动、倾斜等异常行为。智能托盘接入物联网网关，由其实现托盘的管理、信息汇聚和协议转换，网关接入云端仓储质押业务平台，由其实现网关的管理、出入库作业、监管报警和故障运维等业务操作。在出现货物非授权移动、盗抢等风险时，系统会及时以短信或app通知形式告知监管人和质权人，解决质押货物的存在性、唯一性及仓储企业操作的合规性问题，改变原有的人为过多干预或效率过于低下的监管模式和体系。可以预见，采用本专利中提及的技术方案，将能有效降低银行仓储质押信贷业务的风险，同时也能为优良的生产企业或贸易企业带来稳定的融资渠道，为仓储企业带来更多的金融仓储业务。
36.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。