用于托盘的低功耗数据采集系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及物流技术领域，具体公开了用于托盘的低功耗数据采集系统，包括网关和若干托盘，托盘包括托盘本体，以及安装在托盘本体上的通信模块和控制芯片；托盘还包括安装在托盘本体上的振动传感器；振动传感器用于在检测到托盘本体振动时向控制芯片发送振动信号；控制芯片用于接收到振动信号后，退出休眠模式；控制芯片还用于在退出休眠模式后，控制通信模块向网关发送第一心跳包；网关用于在接收到第一心跳包后，随机生成第一预设时长，将第一预设时长发送至通信模块；控制芯片还用于从通信模块获取到第一预设时长后，每隔第一预设时长，控制通信模块向网关发送第一心跳包。采用本发明专利技术的技术方案能够避免网络拥堵。

【技术实现步骤摘要】
用于托盘的低功耗数据采集系统及方法
本专利技术涉及物流
，特别涉及用于托盘的低功耗数据采集系统及方法。
技术介绍
托盘是现代物流系统中最基本的单元化运载装置，它将零散的货物集中成为规格统一的货物单元，便于进行机械化的装卸搬运、运输配送，也便于进行集约化的仓储管理，是现代化物流产业中关键的基础设备，对于提高物流效率、降低成本具有重要作用。每个需要使用托盘的企业内通常都会放置大量的托盘以供使用，为了实现对托盘的数字化管理，会将托盘接入物联网中。例如公开号为CN109978455A的中国专利公开了一种基于NB-IOT技术的新型智慧托盘，其包括托盘本体，所述托盘本体包括物联网智能装置，所述物联网智能装置包括主控单元MCU、窄带物联网NB-IOT模组、负载接口单元ITU、内置GPS/北斗定位模组、大容量电池组和内置通信天线。上述方案通过传感器和窄带物联网技术的使用，可以经过管理平台端随时通过移动通信网络和移动终端实时掌握托盘的位置和货物信息，动态掌握仓储情况。但是由于企业的托盘数量众多，如果每个托盘都在与管理平台端进行信息交互，容易造成网络拥堵，而且，托盘一直处于工作状态，会消耗大量的电能，导致续航短，如果不经常检查电源模块的电量及时充电，会导致整个装置断电停止工作，如果经常检查电源模块的电量，无疑会增加维护成本，尤其是在托盘保有量大的情况下，维护成本成倍数增长。为此，需要一种能避免网络拥堵的用于托盘的低功耗数据采集系统及方法。
技术实现思路
本专利技术提供了用于托盘的低功耗数据采集系统及方法，能够避免网络拥堵。为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：用于托盘的低功耗数据采集系统，包括网关和若干托盘，托盘包括托盘本体，以及安装在托盘本体上的通信模块和控制芯片；托盘还包括安装在托盘本体上的振动传感器；振动传感器用于在检测到托盘本体振动时向控制芯片发送振动信号；控制芯片用于接收到振动信号后，退出休眠模式；控制芯片还用于在退出休眠模式后，控制通信模块向网关发送第一心跳包；网关用于在接收到第一心跳包后，随机生成第一预设时长，将第一预设时长发送至通信模块；控制芯片还用于从通信模块获取到第一预设时长后，每隔第一预设时长，控制通信模块向网关发送第一心跳包。基础方案原理及有益效果如下：本方案中，在振动传感器没有检测到振动信号时，表明托盘本体当前处于静止状态，没有被移动，此时控制芯片处于休眠模式，当振动传感器检测到振动信号后，控制芯片再退出休眠模式进行工作，可以有效节约电能。而且，振动传感器属于物理传感器开关，处于静止时不工作不耗电，在保证控制芯片能被及时唤醒的情况下，同样节约了电能。休眠期间，托盘不与网关产生数据交互，可以避免无谓占用带宽。控制芯片被唤醒后，通过通信模块向网关发送第一心跳包，可以表明托盘被启用，处于工作状态。如果存在多个托盘同时被启用，它们同时发送第一心跳包可能会造成网络拥堵。网关在接收到第一心跳包后，随机生成第一预设时长，可以为每一个托盘分配不一样的时间间隔，使得每一个托盘后续发送第一心跳包的时间基本上都不同，能有效避免网络拥堵。进一步，所述网关内预存有时长限制，网关基于时长限制随机生成第一预设时长。通过时长限制，可以将第一预设时长限制在一个可控的范围内，避免随机出过短或过长的时间间隔。进一步，所述网关还用于为每一托盘分配占用时段；将占用时段信息发送至通信模块；托盘还包括安装在托盘本体上的加速度传感器，控制芯片还用于退出休眠模式后，唤醒加速度传感器，从加速度传感器获取加速度数据；判断加速度数据是否大于阈值，如果大于阈值，控制芯片在所属占用时段将大于阈值的加速度数据通过通信模块发送至网关。当加速度数据大于阈值时，可能是托盘本体受到强大冲击力，托盘本体可能损坏，托盘本体上装载的货物也可能损坏，因此需要将大于阈值的加速度数据通过通信模块发送至网关，便于后续以此为依据，对托盘本体或货物进行检查。如果一个运输工具上放置有多个托盘，由于运输工具的问题造成的加速度剧烈变化，会导致运输工具上的托盘都会同时上传加速度数据，容易导致网络拥堵，为每一托盘分配占用时段，可以避免同时上传加速度数据的情况，进一步，所述网关接收到加速度数据后，还用于向对应通信模块发送确认字符。可以让通信模块知晓发送是否成功。进一步，所述通信模块为LoRa无线模块。LoRa无线模块的功耗低，能有效减少电能的消耗。进一步，所述时长限制为1-4分钟。进一步，所述控制芯片还用于在振动传感器停止发送振动信号后开始计时，当计时到达第二预设时长时，控制芯片还用于通过通信模块向网关发送第二心跳包；控制芯片还用于在完成第二心跳包的发送后进入休眠模式；第二预设时长大于第一预设时长；网关用于在接收到第一心跳包后开始计时，当计时超过第一预设时长后，仍没有接受到新的第一心跳包，且计时期间没有接到第二心跳包，网关将发送第一心跳包对应的托盘标记为被盗托盘。由于网关的信号覆盖范围有限，当控制芯片被唤醒后，每隔第一预设时长，通过通信模块向网关发送第一心跳包，可以表明托盘处于网关的信号覆盖范围内，换句话说，可以认为托盘处在企业内，没有被盗。振动传感器停止发送振动信号，表明托盘已经静止下来，当计时到达第二预设时长时，控制芯片向网关发送第二心跳包，可以通知网关，托盘即将休眠。而托盘被人非法拿出网关的信号覆盖范围时，振动传感器一直在工作，网关不会接收到第二心跳包，而且第一心跳包也会中断，可以判断出托盘被盗。用于托盘的低功耗数据采集方法，使用上述用于托盘的低功耗数据采集系统。附图说明图1为实施例一用于托盘的低功耗数据采集系统的逻辑框图；图2为实施例二中托盘本体的俯视图；图3为实施例二中安装孔的局部纵剖图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的标记包括：支撑座1、搬运通道2、安装孔3、伸缩气缸4、阻力块5、通气支管6。实施例一如图1所示，本实施例的用于托盘的低功耗数据采集系统，包括网关和若干托盘。托盘包括托盘本体，以及安装在托盘本体上的通信模块、控制芯片、振动传感器和加速度传感器。振动传感器用于在检测到托盘本体振动时向控制芯片发送振动信号。控制芯片用于接收到振动信号后，退出休眠模式；控制芯片还用于在退出休眠模式后，控制通信模块向网关发送第一心跳包。网关内预存有时长限制，网关用于在接收到第一心跳包后，基于时长限制随机生成第一预设时长，将第一预设时长发送至通信模块；控制芯片还用于从通信模块获取到第一预设时长后，每隔第一预设时长，控制通信模块向网关发送第一心跳包。时长限制为1-4分钟。本实施例中，通信模块为LoRa无线模块；网关为LoRa网关。网关还用于为每一托盘分配占用时段；将占用时段信息发送至通信模块。控制芯片还用于退出休眠模式后，唤醒加速度传感器，从加速度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于托盘的低功耗数据采集系统，包括网关和若干托盘，托盘包括托盘本体，以及安装在托盘本体上的通信模块和控制芯片；/n其特征在于，托盘还包括安装在托盘本体上的振动传感器；/n振动传感器用于在检测到托盘本体振动时向控制芯片发送振动信号；/n控制芯片用于接收到振动信号后，退出休眠模式；控制芯片还用于在退出休眠模式后，控制通信模块向网关发送第一心跳包；/n网关用于在接收到第一心跳包后，随机生成第一预设时长，将第一预设时长发送至通信模块；控制芯片还用于从通信模块获取到第一预设时长后，每隔第一预设时长，控制通信模块向网关发送第一心跳包。/n

【技术特征摘要】
1.用于托盘的低功耗数据采集系统，包括网关和若干托盘，托盘包括托盘本体，以及安装在托盘本体上的通信模块和控制芯片；
其特征在于，托盘还包括安装在托盘本体上的振动传感器；
振动传感器用于在检测到托盘本体振动时向控制芯片发送振动信号；
控制芯片用于接收到振动信号后，退出休眠模式；控制芯片还用于在退出休眠模式后，控制通信模块向网关发送第一心跳包；
网关用于在接收到第一心跳包后，随机生成第一预设时长，将第一预设时长发送至通信模块；控制芯片还用于从通信模块获取到第一预设时长后，每隔第一预设时长，控制通信模块向网关发送第一心跳包。


2.根据权利要求1所述的用于托盘的低功耗数据采集系统，其特征在于：所述网关内预存有时长限制，网关基于时长限制随机生成第一预设时长。


3.根据权利要求2所述的用于托盘的低功耗数据采集系统，其特征在于：所述网关还用于为每一托盘分配占用时段；将占用时段信息发送至通信模块；
托盘还包括安装在托盘本体上的加速度传感器，控制芯片还用于退出休眠模式后，唤醒加速度传感器，从加速度传感器获取加速度数据；判断加速度数据是否大于阈值，如果大于阈值，控制芯片在所属占用...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯凯，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50