基于NB-IOT的托盘管理系统的制作方法

基于nb-iot的托盘管理系统
技术领域
1.本实用新型涉及智能物流领域，特别是涉及一种基于nb-iot的托盘管理系统。


背景技术：

2.近年来，随着国内托盘标准化的制定，托盘循环共用越来越受到物流行业关注。托盘循环共用是循环经济和共享经济在物流领域的典型形式，是一种具备创新、绿色、环保特征的新兴商业模式，对于节约木材使用，提高物流效率，降低社会平均物流成本具有重要意义。
3.目前，市场上对托盘的监管大多采用人工记录或者基于rfid技术的进出库管理，人工记录方式效率低下且记录数据真实性难以知晓，无法做到准确有效的监管。rfid的方式需要建立rfid收发器，而且，托盘只有进入rfid收发器的库位才能显示，对托盘途中的位置和最终的去向无法监管，无法知晓托盘数据状态，不利于托盘管理。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于nb-iot的托盘管理系统，用于解决现有技术中无法准确及时采集托盘数据，不利于管理的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于nb-iot的托盘管理系统，
6.若干个托盘；
7.每个所述托盘对应设置有数据采集终端，所述数据采集终端对应有唯一的标识信息；
8.所述数据采集终端设有数据采集器，所述数据采集器用于采集每个所述托盘的工作信息；
9.所述数据采集终端内嵌有nb-iot模块，所述nb-iot模块通过nb-iot信号与服务器实现数据通信；
10.服务器，与各个所述托盘对应的数据采集终端连接，以接收各个所述托盘的工作信息，并显示各个所述托盘的工作信息。
11.于本实用新型的一实施例中，所述托盘包括两根同向设置的支撑梁，两个所述支撑梁之间位置固定设置，两根所述支撑梁之间为用于放置物料的装载位，所述支撑梁上用于与物料接触的一侧为支撑面；
12.所述支撑面的两侧上沿所述支撑梁的长度方向分别设置有挡边，两条所述挡边互相靠近的一侧之间存在夹角，所述夹角为直角或钝角。
13.于本实用新型的一实施例中，所述数据采集器至少包含温湿度传感器、重力传感器、光感传感器、三轴加速度传感器与位置传感器；所述位置传感器用于获取所述托盘的位置信息，进行实时定位；所述温湿度传感器用于获取托盘当前位置的温湿度信息；所述重力传感器设置于所述托盘本体上，用于获取放置于所述托盘本体上的物料的重量信息；所述
光感传感器用于获取托盘当前位置的光线信息；所述三轴加速度传感器用于获取托盘当前的加速信息。
14.于本实用新型的一实施例中，所述支撑梁的支撑面上设置有用于与所述物料接触的橡胶块，所述挡边设置在所述橡胶块上。
15.于本实用新型的一实施例中，所述数据采集终端安装固定于所述托盘的两个支撑梁上。
16.于本实用新型的一实施例中，所述数据采集器根据传感器的类型分布式设置于所述托盘的两个支撑梁上。
17.于本实用新型的一实施例中，还包括底梁，所述支撑梁设置在所述底梁上，所述底梁的长度方向与所述支撑梁的长度方向相交。
18.于本实用新型的一实施例中，所述底梁与支撑梁采用不锈钢或铝制成。
19.于本实用新型的一实施例中，所述数据采集终端由集成电路组件、锂电池电源和外壳组成；所述集成电路组件包括带nb-iot模块的低功耗微处理器、数据采集器、存储器、电源管理模块、外部数据接口和外部时钟模块；所述存储器、数据采集器、电源管理模块、外部数据接口、外部时钟模块分别与微处理器连接。
20.于本实用新型的一实施例中，包括锂电池，所述锂电池连接数据采集终端，为所述数据采集终端供电
21.如上所述，本实用新型的基于nb-iot的托盘管理系统，具有以下有益效果：
22.通过nb-iot模块进行通信传递数据，能够实时将数据采集器采集的各种参数上传云端服务器，便于服务器后端能够管理各个托盘，同时，使用nb-iot模块，相比传统无线连接方式，具有低功耗、低成本、海量连接、增强覆盖的优点。
附图说明
23.图1本实用新型实施例的一种基于nb-iot的托盘管理系统结构框图；
24.图2为本实用新型实施例中卧式托盘的立体结构示意图其一；
25.图3为本实用新型实施例中支撑梁的剖面结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例的卧式托盘的立体结构示意图其二；
27.图5为本实用新型实施例的一种卧式托盘原理图。
28.元件标号说明：托盘t、数据采集终端t、nb-iot模块m、服务器s、支撑梁1、底梁2、橡胶块3、支撑面4、挡边5、花纹板6、矩管7、压力传感器8、叉车位胶块9、底胶块10。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状
及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
31.请参阅图1，本实用新型提供一种基于nb-iot的托盘管理系统结构框图，详述如下：
32.若干个托盘p；
33.每个所述托盘p对应设置有数据采集终端t，所述数据采集终端对应有唯一的标识信息；
34.所述数据采集终端t设有数据采集器，所述数据采集器用于采集每个所述托盘的工作信息；
35.所述数据采集终端t内嵌有nb-iot模块m，所述nb-iot模块m通过nb-iot信号与服务器s实现数据通信；
36.其中，需要说明的nb-iot(窄带物联网)模块m可以内嵌于数据采集终端t，也可以集成托盘上，且位于数据采集终端t之外，在此不再限定。
37.服务器s，与各个所述托盘p对应的数据采集终端t连接，以接收各个所述托盘的工作信息，并显示各个所述托盘的工作信息。
38.其中，nb-iot模块可以电信频段或移动频段，在此不做限定。
39.所述数据采集终端采用一次性锂电池供电，模块通电即自动启动开始工作，以固定频率持续广播nb-iot射频信号，每次广播时长为100毫秒，广播时模块平均工作电流为1毫安；广播完毕模块即进入待机状态，待机时平均电流为5微安；模块不设开机和关机键；所述数据采集终端发射信号的强度可调，在发射功率设置在默认值为0dbm的情况下，模块广播的信号传输距离为15～20m；在发射功率调至最大的情况下，信号传输范围为50～60m。
40.在本实施例中，nb-iot是目前万物互联网络的一个重要分支，其四大特点为：低功耗、低成本、海量连接、增强覆盖；例如，低功耗：nb-iot网络引入psm和edrx技术极大降低了终端功耗，可使设备在生命周期绝大部分时间处于极低功耗状态，从而保障电池的使用寿命终端模块的待机时间可长达10年。又例如，低成本：nb-iot终端采用窄带技术，单天线，采用半双工方式，同时采用soc内置功放pa，降低了对终端flash存储空间、终端尺寸的要求，从而极大降低了nb-iot的终端成本。又例如，海量连接：nb-iot比2g/3g/4g有50-100倍的上行容量提升(特定业务模型)，nb-iot可比现有无线技术提供50-100倍的接入数，单小区可支持5万级别的用户规模。又例如，深度覆盖：nb-iot比gprs提升20db增益，在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能较好覆盖。
41.在另一些实施例中，所述数据采集器至少包含温湿度传感器、重力传感器、光感传感器、三轴加速度传感器与位置传感器；所述位置传感器用于获取所述托盘的位置信息，进行实时定位；所述温湿度传感器用于获取托盘当前位置的温湿度信息；所述重力传感器设置于所述托盘本体上，用于获取放置于所述托盘本体上的物料的重量信息；所述光感传感器用于获取托盘当前位置的光线信息；所述三轴加速度传感器用于获取托盘当前的加速信息。
42.例如，如图5所示，所述数据采集器根据传感器的类型分布式设置于所述托盘的两个支撑梁上，例如，数据采集器通过数据采集总线进行数据采集，详述如下：
43.采用低功耗处理器，如，mcu，通过三轴加速度智能判断工作周期，无数据更新或者
位置未发生移动时不上传数据，进行深度休眠。例如，有明显震动时，恢复正常数据发送周期，当无法传输数据时，数据保存本地，有网络数据时在把保存数据依次上传至服务器终端。
44.例如，上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。例如，该处理器的生产厂家包括但不限于华为海思、qualcomm、intel、rda、简约纳、mtk、ti、sequans、marvell、nodric、中兴微等。
45.数据传输模组，通过预设的智能选网，选择联网的网络进行数据上传，利用后台服务器远程下发指令，修改传输参数，控制数据传输模组的工作状态，实现软件升级或固件升级。
46.基站定位：利用位置传感器(gps模块或北斗模块)通过电信卡平台获取设备实时位置，用来判断智能钢托(托盘)在库和在途情况。
47.重力传感器：用于检测智能钢托盘上是否装有货物，和货物是否卸载，当库存超过警戒数量时用于智能调运空托盘返回。
48.温湿度传感器：用于监管货物有淋雨情况或者湿度过大，管理平台报警给对应使用客户湿度过大，请检查货物情况，以免造成货损。
49.三轴加速度传感器：用于在货物在运输途中，通过三轴加速度检测货车是否有踩急刹车，追溯货物因急刹车造成的损失。
50.所述数据采集终端由集成电路组件、锂电池电源和外壳组成；所述集成电路组件包括带nb-iot模块的低功耗微处理器、数据采集器、存储器、电源管理模块、外部数据接口和外部时钟模块；所述存储器、数据采集器、电源管理模块、外部数据接口、外部时钟模块分别与微处理器连接。
51.例如，所述数据采集终端外壳为长方形壳体结构，采用阻燃abs材料制成，按ip67的防水防尘要求设计，壳体四角有通孔，通过螺钉将壳盖与壳体紧固密合所述数据采集终端电路板和锂电池电源密封在壳体内；壳体中部另设2个通孔，用于将所述数据采集终端安装固定在各种类型的托盘上；通孔与壳体内部空间相隔绝，壳盖与壳体之间嵌有硅胶o型圈，以满足防水防尘的要求。
52.在本实施例中，搭载数据采集终端的托盘，无论是载货还是空载，数据采集终端通过部署有nb-iot模块，将接收到的托盘数据连同自身工作模式信息发送至后台系统服务器；系统则对接收到的数据进行分析和计算，同时在系统内标记各个托盘的状态变更，完成出库或入库的操作，例如，远程操作(参数配置、软件升级、控制指令)。
53.在另一些实施例中，还包括：锂电池，所述锂电池连接数据采集终端，为所述数据采集终端供电，例如，采用一次性高容量锂亚电池，可供应设备正常工作5到10年，无需工作人员现场进行额外充电或跟换电池，免维护成本。
54.请参阅图2至图4，本实施例提供一种卧式托盘，包括两根支撑梁1，两根支撑梁1的长度方向沿相同方向设置，两根支撑梁1之间位置固定。两根支撑梁1之间为装载位，装载位
用于放置物料。
55.如图3所示，支撑梁1上用于与物料接触的一侧为支撑面4，支撑面4的两侧上沿支撑梁1的长度方向分别设置有挡边5，两条挡边5互相靠近的一侧之间存在夹角，该夹角可以为直角或钝角。为满足常用尺寸物料的装载需求，挡边5之间的夹角可以设置为165
°
～185
°
，本实施例中挡边5之间的夹角为170
°
。
56.卧式托盘通常用于承载圆柱形的物料，支撑面4的挡边5能够增加支撑梁1与物料之间的接触面积，减小了物料与支撑面4之间的压强，有利于提高支撑梁1的使用寿命。同时，挡边5使支撑梁1与物料之间接触点增加，使物料受更加均匀，物料放置在支撑梁1上时更加稳定。
57.本实施例中，支撑梁1的支撑面4上设置有用于与物料接触的橡胶块3，挡边5设置在支撑面4上的橡胶块3上。橡胶块3柔韧耐磨，可以在物料运输过程中对物料表面起到缓冲保护作用，放置支撑梁1与物料之间硬接触，防止物料运输过程中损伤，增加托盘的使用寿命。
58.具体的，本实施例中支撑梁1包括矩管7及焊接在矩管7上花纹板6，橡胶块3通过硫化工艺连接在花纹板6上。花纹板6表面凹凸不平，增加了橡胶块3与花纹板6之间的连接作用力，防止橡胶块3脱落。花纹板6的边缘上开设有焊接缺口，焊接缺口便于花纹板6焊接连接在矩管7上。
59.本实施例中，支撑面4上还设置有压力传感器(即，重力传感器)8，当托盘上存放有物料时，物料能够触发压力传感器8，从而实现检测托盘上是否存放有物料的检测，便于工作人员确认托盘是否空置。
60.本实施例中，支撑梁1设置在底梁2上，底梁2为两根，两根底梁2之间互相平行，底梁2的长度方向与支撑梁1的长度方向相交。底梁2上远离支撑梁1的一侧上设置有底胶块10，采用橡胶硫化工艺连接在底梁2上，底胶块10柔韧耐磨且设置有防滑花纹，可以增加托盘运输过程中与运输设备之间的摩擦，防止托盘及物料在运输过程中位移。
61.具体的，如图4所示，本实施例中支撑梁1垂直于底梁2，支撑梁1的两端分别超出底梁2，便于叉车运输。支撑梁1的端部靠近底梁2的一侧上设置有叉车位胶块9，叉车胶块采用橡胶硫化工艺连接在支撑梁1上，柔韧耐磨，可以缓冲支撑梁1与叉车臂之间的碰撞，避免支撑梁1磨损，叉车位胶块9上设置有防滑花纹，可以增加托盘与叉车臂之间的摩擦，防止托盘在运输过程中从叉车臂上滑落。另外，所述底梁与支撑梁采用不锈钢或铝制成，便于度货物进行运输与存储，不仅大大增强托盘的耐磨性，提高了其使用寿命。
62.综上所述，本实用新型通过nb-iot模块进行通信传递数据，能够实时将数据采集器采集的各种参数上传云端服务器，便于服务器后端能够管理各个托盘，同时，使用nb-iot模块，相比传统无线连接方式，具有低功耗、低成本、海量连接、增强覆盖的优点。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
63.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。