基于无线传感器的仓储管理系统技术方案

本发明专利技术详细说明了一种基于无线传感器的仓储管理方法，通过使用大量互连的微型传感器节点组成传感器网络，通过自组织的方式构成网络，每个节点搜集周围环境的温度、湿度、光照度等信息。网关节点经传输网络发送传感器节点传过来的数据到基站上。传感数据经基站通过Internet发送到数据处理中心，从而实现仓储的远程管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利利用无线传感器网络的多传感器高度集成、部署方便、组网灵活的特点，用来对仓储环境的各项参数进行监控，为仓储环境中储存物品的质量安全提供保障。
技术介绍
目前，仓储环境监测的新技术主要采用无线连续在线监控的方法，主要基于集群移动通信系统、GSM、GPRS以及CDMA等。这种方式虽然克服了有线传输方式的一些缺点，但也有各自的不足，如：集群通信系统是专用移动通信网，因此建设周期比较长，成本较高，维护不是很方便，有效覆盖范围也有限；GSM、GPRS和CDMA等都是利用移动公网的资源，投资相对集群移动通信系统较少，但是当需要监测的区域范围较大时，如果所有监测点都采用这些通信方式，会大大增加投入和维护成本，而且对于一些人工验证以到达的环境，监测点的部署和维护也是一大难题。鉴于传统或现有监测手段的不足，本专利将无线传感器网络应用到仓储环境监控，能够极大地改善上述方式的种种弊端，使仓储管理迈上一个新的台阶。
技术实现思路
基于无线传感器的仓储管理系统通过使用大量互连的微型传感器节点组成传感器网络，系统可以根据应用的需求对感兴趣的环境参数进行传感器的部署。这些传感器节点部署于整个仓储区域中，可以包括温度传感器、湿度传感器、微处理器模块、存储器模块、射频模块、电源模块构成。通过自组织的方式构成网络。每个节点搜集周围环境的温度、湿度、光照度等信息。根据规则多面体的空间填充特点，传感器节点的部署位置应该满足单位节点的最大有效体积。对于矩形立体仓库，可将三维空间分层，选取合适的仓储单元部署，节点可部署在仓储单元的顶点。基于无线传感器的仓储管理系统最底层为部署在实际监测环境中的传感器节点，向上层依次为传输网络、基站，最终连接到Internet。传感器节点部署在各个不相邻的监控区域内，从而形成传感器网络。网关节点经传输网络发送传感器节点传过来的数据到基站上。传感数据经基站通过Internet发送到数据处理中心，同时缓存最新的传感器数据。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：可以对仓储环境进行全方位监控，传感器节点数量众多，通常分布密度较高，每个节点都将自己监测到的局部数据信息传送到汇聚节点，汇聚节点可以对这些大量冗余数据进行融合处理，得到相对准确的结果发送到监控中心，这样就可以保证仓储管理人员能够获取大量相对可靠的信息。投资少，无线传感器网络部署简单，无需派人到现场维护。初期建设时设备成本与有线设备相当，但节约了电缆和布线施工成本，而且后期维护成本大大降低。可扩展性强，由于无线传感器网络是一个自组织的动态网络，无须人工干预即可自动组网，传感器节点能够自动加入、退出网络，没有线缆束缚的传感器节点具有很强的灵活性，节点位置可以随时调整。当监测点数量或位置需要变动时，可以方便地重构系统。附图说明图1是本专利技术提供的传感器节点的硬件结构；图2是本专利技术提供的汇聚节点体系结构；图3是本专利技术提供的软件架构图；图4是本专利技术提供的汇聚节点软件流程；图5是本专利技术提供的传感器节点的软件流程。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术提供的传感器节点的硬件结构，如图1所示；仓储监控系统的传感器节点由温湿度传感器模块、微处理器模块、存储器模块、射频模块、电源模块构成。传感器模块完成对仓储监测区域内信息的采集。传感器各类繁多，用于测量各种物理量，使用何种传感器完全取决于应用系统。对于仓储环境监测主要包括温度、温度监测。微处理器模块负责控制整个节点的处理操作、设备控制、功耗管理以及任务管理等。一般都选择片上系统作为传感器节点的处理器。集成度尽量高，功耗低而且支持睡眠模式，同时要有足够的外部通用I/O端口和通信接口。射频模块负责与其他节点进行无线通信、交换控制信息和收发采集的数据。事实上，传感器网络与应用的联系非常紧密，不同的应用往往对通信指标有不同的要求，不太可能为所有的应用统一使用相同的协议。一种做法是针对应用定义一组可靠的通信协议。存储模块负责本身信息和采集信息的数据存储。电源模块保证整个节点的能源供应，满足长时间的工作。仓储环境监测一般需要进行连续数月的监测，这对传感器节点的能量供应提出了很高的要求。在一个传感器网络中，不同节点对能量的需求和使用也会有不同。例如，靠近汇聚节点的节点可能需要更多地将能量用在转发数据包上，而网络边缘的节点会将主要的能量用在搜集传感数据上。因此，有些节点消耗能量比较快，成为整个网络的能量瓶颈。在实际应用，需要预测可能消耗能量较快的节点，并采取一定的节点冗余措施以保证数据传输不会因为个别节点失效而中断。传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统。单个传感器节点的硬件体系结构主要由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块构成。节点的传感器模块与应用密切相关，针对不的应用需求，还可能包含定位单元和时间同步单元。具有移动功能的传感器节点还需要移动单元。图2是本专利技术提供的汇聚节点体系结构，如图2所示；汇聚节点需要具备更高的数据处理能力及数据通信能力，负责监测系统现场监测信息的处理及传输，完成区域内监测数据的融合处理、现场监测信息上报及完成上层系统查询任务。汇聚节点决定监测系统的监测时效性能、准确度及反应速度。为保证监测系统汇聚节点的通信服务质量，提高数据通信能力，汇聚节点采用以太网接口与交换机相连，接入到监测网络，再通过交换机与监测中心主机相连，提供高速掏宝的通信服务。汇聚节点包含丰富的网络接口，可以通过射频模块与传感器节点通信，也以通过GPRS或者通过WiFi或者通过RJ45接入Internet，还可以通过USB接口与上位机通信。图3是本专利技术提供的软件架构图，如图3所示；为实现对仓储网络你给的监测和分布式管理，软件系统采用先进的B/W/S三层软件架构，构成分布式开放系统。其中应用访问层中以浏览器为媒介，为用户提供统一操作界面，接受用户输入，并输出和显示系统处理结果，WEB服务层由WEB服务提供WEB信息服务，应用服务层完成业务逻辑处理和事务调度，数据库层提供透明的数据存储和查询等数据服务。最底层是现场监测层，由无线传感器网络对仓储现场进行实时监测，实现现场信息采集。图4是本专利技术提供的汇聚节点软件流程，如图4所示；传感器节点采集到仓储现场信息，所探测到的信息进行初步处理后，将其传送给汇聚节点，由汇聚节点经过通信节点到达仓储本地监测中心，同时传送给企业级远程监控中心，并在监测中心的浏览器上实时显示，监测中心也可以通过网络实时查看仓储中特定目标的状态和信息，如果在监测区域内产生安全预警信息，及时上报企业级远程监控中心及本地区监测中心，并在监测中心记录，在专业人员的指挥及现场人员的干预下，采取应急措施对紧急情况进行及时有效的处理。仓储本地监测中心及企业级远程监控中心可以对无线传感器网络进行管理和配置，发布监测任务或者回收数据。汇聚节点主要负责机的查询命令，并发送数据查询命令给传感器节点，在收到传感器节点发送的数据帧后，将数据传送给仓储本地监测主机。图5是本专利技术提供的传感器节点的软件流程，如图5所示。汇聚节点采用轮询数据请求工作方式，按顺序对每一个传感器节点发送请求数据命令，之后进入信道帧听状态，在时间间隙T内如果接本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线传感器的仓储管理系统，其特征在于其传感器节点由温湿度传感器模块、微处理器模块、存储器模块、射频模块、电源模块构成。

【技术特征摘要】
1.基于无线传感器的仓储管理系统，其特征在于其传感器节点由温湿度传感器模块、微处理器模块、存储器模块、射频模块、电源模块构成。2.基于无线传感器的仓储管理系统，其特征在于将三维空间分层，选取合适的仓储单元部署，节点可部署在仓储单元的顶点，传感器节...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成琦，
申请(专利权)人：徐成琦，
类型：发明
国别省市：江苏;32