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一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法
申请号	CN202111474103.8	申请日	2021-12-02	公开(公告)号	CN114056716A	公开(公告)日	2022-02-18
申请人	无锡感知金服物联网科技有限公司;			发明人	陈文诗; 袁新治; 李峰; 潘强; 张鹏杰;
摘要	本发明公开了一种基于形变检测的物流托盘监测系统，包括托盘，所述托盘内部两侧设有穿线通槽，所述穿线通槽的顶部设有至少一组应变片和一组主控模块，所述主控模块包括信号放大单元、主控单元和无线通讯单元，所述应变片通过数据线连接于信号放大单元，所述信号放大单元的输出端连接于主控单元的输入端，所述主控单元与无线通讯单元为双向连接；所述托盘的上端通过捆绑绳索固定有货物，所述捆绑绳索固定于螺栓上，所述螺栓固定于对应的穿线通槽内。本发明很好的解决了运输途中和搬运过程产生的振动对监测结果产生的干扰，提高了监测结果的可信度和准确性。通过数据分析，并结合运输场景可以有效地监控货物是否收到盗取或调换。
权利要求	1.一种基于形变检测的物流托盘监测系统，包括托盘（2），其特征在于：所述托盘（2）内部两侧设有穿线通槽（4），所述穿线通槽（4）的顶部设有至少一组应变片（6）和一组主控模块（8），所述主控模块（8）包括信号放大单元（9）、主控单元（10）和无线通讯单元（11），所述应变片（6）通过数据线（7）连接于信号放大单元（9），所述信号放大单元（9）的输出端连接于主控单元（10）的输入端，所述主控单元（10）与无线通讯单元（11）为双向连接；所述托盘（2）的上端通过捆绑绳索（3）固定有货物（1），所述捆绑绳索（3）固定于螺栓（5）上，所述螺栓（5）固定于对应的穿线通槽（4）内。 2.根据权利要求1所述的一种基于形变检测的物流托盘监测系统，其特征在于：所述信号放大单元（9）用于接收来自应变片（6）的电信号，将输入的电信号放大至主控单元（10）可以识别的范围。 3.根据权利要求1所述的一种基于形变检测的物流托盘监测系统，其特征在于：所述主控单元（10）负责采集应变片（6）的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元（11）进行控制。 4.根据权利要求1所述的一种基于形变检测的物流托盘监测系统，其特征在于：所述无线通讯单元（11）负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器，所述无线通讯的方式有GPRS、4G、NB‑IoT或者LoRa。 5.一种权利要求1所述的基于形变检测的物流托盘监测系统的方法，其特征在于：具体包括以下步骤： S1、将货物（1）置于托盘（2）之上，使用捆绑绳索（3）绕过货物（1）与托盘（2），将其捆绑在一起，捆绑绳索（3）固定牢固之后，托盘（2）的捆绑受力部位会产生形变，使用应变片（6）来获取形变信息； S2、应变片（6）用来检测托盘（2）的形变状态，信号放大单元（9）接收来自应变片（6）的电信号，将输入的电信号放大至主控单元（10）可以识别的范围； S3、主控单元（10）负责采集应变片（6）的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元（11）进行控制，无线通讯单元（11）负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器。
说明书全文	一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法技术领域 [0001] 本发明属于物流托盘监测技术领域，具体涉及一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法。背景技术 [0002] 随着物联网技术的发展，以及物联网技术在物流领域的应用也越来越广泛，需要一种对货物在物流运输途中的状态进行检测的技术。现有的技术方案为：通过压力传感器对托盘上货物重量进行检测。该技术方案的缺点如下：在货物的运输途中，压力传感器测量的重量数据受运输振动冲击的影响较大，容易产生误判；实现重量检测的成本较高；在运输过程中，传感器会承受货物所有的重量，因此货物的重量过重容易造成传感器损坏，从而影响托盘的耐用性；为此，我们提出一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法，以解决上述背景技术中提到的问题。发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于形变检测的物流托盘监测系统，包括托盘，所述托盘内部两侧设有穿线通槽，所述穿线通槽的顶部设有至少一组应变片和一组主控模块，所述主控模块包括信号放大单元、主控单元和无线通讯单元，所述应变片通过数据线连接于信号放大单元，所述信号放大单元的输出端连接于主控单元的输入端，所述主控单元与无线通讯单元为双向连接；所述托盘的上端通过捆绑绳索固定有货物，所述捆绑绳索固定于螺栓上，所述螺栓固定于对应的穿线通槽内。 [0005] 优选的，所述信号放大单元用于接收来自应变片的电信号，将输入的电信号放大至主控单元可以识别的范围。 [0006] 优选的，所述主控单元负责采集应变片的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元进行控制。 [0007] 优选的，所述无线通讯单元负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器，所述无线通讯的方式有GPRS、G、NB‑IoT或者LoRa。 [0008] 本发明还提供了一种基于形变检测的物流托盘监测系统的使用方法，具体包括以下步骤： S1、将货物置于托盘之上，使用捆绑绳索绕过货物与托盘，将其捆绑在一起，捆绑绳索固定牢固之后，托盘的捆绑受力部位会产生形变，使用应变片来获取形变信息； S2、应变片用来检测托盘的形变状态，信号放大单元接收来自应变片的电信号，将输入的电信号放大至主控单元可以识别的范围； S3、主控单元负责采集应变片的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元进行控制，无线通讯单元负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器。 [0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于形变检测的物流托盘监测系统和方法，本发明很好的解决了运输途中和搬运过程产生的振动对监测结果产生的干扰，提高了监测结果的可信度和准确性。通过数据分析，并结合运输场景可以有效地监控货物是否收到盗取或调换。附图说明 [0010] 图1为本发明应变片与主控模块的连接结构示意图；图2为本发明货物与托盘的固定结构示意图；图3为本发明螺栓、应变片和主控模块的安装示意图；图4为本发明系统启动流程图。 [0011] 图中：1货物、2托盘、3捆绑绳索、4穿线通槽、5螺栓、6应变片、7数据线、8主控模块、9信号放大单元、10主控单元、11无线通讯单元。具体实施方式 [0012] 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。 [0013] 本发明提供了如图1‑3的一种基于形变检测的物流托盘监测系统，包括托盘2，所述托盘2内部两侧设有穿线通槽4，所述穿线通槽4的顶部设有至少一组应变片6和一组主控模块8，所述主控模块8包括信号放大单元9、主控单元10和无线通讯单元11，所述应变片6通过数据线7连接于信号放大单元9，所述信号放大单元9的输出端连接于主控单元10的输入端，所述主控单元10与无线通讯单元11为双向连接；所述托盘2的上端通过捆绑绳索3固定有货物1，所述捆绑绳索3固定于螺栓5上，所述螺栓5固定于对应的穿线通槽4内。 [0014] 具体的，所述信号放大单元9用于接收来自应变片6的电信号，将输入的电信号放大至主控单元10可以识别的范围。 [0015] 具体的，所述主控单元10负责采集应变片6的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元11进行控制。 [0016] 具体的，所述无线通讯单元11负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器，所述无线通讯的方式有GPRS、4G、NB‑IoT或者LoRa。 [0017] 设备出厂时均为上电模式，保持休眠状态直到对设备进行激活，激活成功则进行设备初始化，激活失败则继续保持休眠状态。 [0018] 初始化完成之后，设备进入标定状态，标定完成后，设备将发送标定帧告知系统完成标定，并进入检测状态，按照规定的采样率对托盘2形变进行检测。如检测过程中发生设备异常现象，则重新进行设备初始化操作。 [0019] 当在检测过程中发现托盘2形变数据有明显变化，且变化量满足短时过滤机制定义的条件，或设备计时达到对应的心跳上报时间时，终端进入传输状态，将形变变化信息和分析结果传输到服务器，完成传输后重新返回检测态。在传输期间，设备仍旧对托盘2形变进行检测。 [0020] 本发明还提供了如图4的一种基于形变检测的物流托盘监测系统的使用方法，具体包括以下步骤： S1、将货物1置于托盘2之上，使用捆绑绳索3绕过货物1与托盘2，将其捆绑在一起，捆绑绳索3固定牢固之后，托盘2的捆绑受力部位会产生形变，使用应变片6来获取形变信息；捆绑绳索3捆紧或松绑状态的不同对形变数据的影响较大，而在货物1运输途中和搬运过程所产生的振动对形变的影响较小，从而可以准确的判断货物1是否在非授权的情况下从托盘2上取出了，达到货物状态监测的目的；托盘2上安装了螺栓5，便于捆绑绳索3定位和捆扎，以确保托盘2和捆绑绳索3的受力部位靠近螺栓5，可以更好的固定形变部位，方便数据采集； S2、应变片6用来检测托盘2的形变状态，应变片6尽量安装在靠近螺栓5的位置，从而可以获得最大的形变数据，感应更灵敏，一般一个托盘2上需要安装1个或多个应变片6，分别安装在捆绑绳索3与托盘2接触的位置附近，应变片6具体的安装数量和位置可根据捆绑方式而定；信号放大单元9接收来自应变片6的电信号，将输入的电信号放大至主控单元10可以识别的范围； S3、主控单元10负责采集应变片6的数据信息，对其进行数据分析，从而判断货物的当前状态，并对无线通讯单元11进行控制，无线通讯单元11负责将采集到的数据和分析结果通过无线通讯的方式上传到服务器；一个主控模块8可连接多个应变片6，用来采集形变数据，并对采集到的数据进行分析，得到货物1当前的状态，货物状态既包括货物1是否在运算途中或是在静止状态，也包括货物1是否受到盗取或调换，最终将采集数据和分析结果通过无线的方式上传到服务器。 [0021] 综上所述，与现有技术相比，本发明很好的解决了运输途中和搬运过程产生的振动对监测结果产生的干扰，提高了监测结果的可信度和准确性。通过数据分析，并结合运输场景可以有效地监控货物是否收到盗取或调换。 [0022] 本发明减小运输途中的振动冲击对测量结果的影响；更低的成本；更可靠的耐用性；自动分析货物当前状态；货物状态数据和报警数据上传到服务器。 [0023] 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。