物联网技术下智能仓库管理系统的设计与实现

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　　摘要：物联网技术下智能仓库管理系统是一种集传感器、ZigBee、嵌入式、人工智能（AI）、数据库、Web应用、Android移动开发等多种技术于一体的智能仓库管理系统。本文主要针对多个粮油仓库管理及监控做了有效的部署，并论述了该系统的体系结构、系统功能、设计方案、系统功能模块的实现。该系统提供给用户多种方式对仓库进行智能化的信息处理、仓库库存管理、仓库存储货物监控及报警装置、降低仓库事故机制等操作，仓库管理系统有着较好的实用性与扩展性。
　　关键词 物联网 仓库 ZigBee 远程控制
　　0引言
　　随着科学技术的发展，我国对粮油存储高度重视，于2009年12月29日中华人民共和国国家发展和改革委员会令第5号公布并实行《粮油仓储管理办法》。为此本文提出一种基于物联网技术的智能仓库系统。该智能仓库系统是以数字化信息和网络为基础，结合智能手机以及各种传感器对仓库实现智能化的管理。
　　1系统总体设计
　　该智能仓库系统是集信息收集、处理、传输和应用等操作功能为一体的一个物联网智能化管理系统。该智能仓库系统主要包括四部分，一个是仓库信息感知端;一个是仓库网关子系统，获取仓库信息感知端的信息，并传送数据至服务器;一个Web服务器子系统，实现仓库信息存储、处理，并提供与感知端和移动终端进行通信的接口;一个是移动终端子系统，实现对仓库的远程信息的查看和控制。
　　感知端主要由部署在仓库的传感器和设备组成，包括感知烟雾传感器、检测可燃性气体传感器、检测物品状态的压力传感器、人体检测触感器、光照传感器、仓库的照明设备等，各个传感器和设备作为ZigBee的节点，与ZigBee协调器组成ZigBee网络，通过ZigBee协调器实现和仓库网关的通信。
　　仓库网关是一个嵌入式系统，硬件以嵌入式微处理器为核心，通过串口与ZigBee协调器进行通信，实时获取仓库中各种传感器和设备的信息，同时通过WiFi实现和Web服务器的网络通信。
　　Web服务器能够从网关获取仓库的各种传感器信息和执行设备状态，并把信息存储在网络数据库中，同时提供给网关和移动终端访问的接口，如远程登录验证、远程信息查看、远程控制设备等接口;也可实现对用户信息、传感器信息、设备信息进行管理的功能。
　　移动终端作为客户端能够和Web服务器进行通信，可以远程查看仓库状态、远程控制仓库中的设备等。
　　2技术方案
　　基于物联网的智能仓库系统的功能模块描述如下：
　　2.1仓库用品智能管理模块
　　解决仓库内因粮油储备不足时的问题。通过传感器感知仓库内的粮油各种货物不足时，就会发送信息给管理员的移动终端，提示库存的当前状态，并给出是否进行自动联网购买的提示。用户确认后，发送信息给指定的采购员，进行货物的购买补充，以节省管理者的时间，提高对仓库的高效管理。
　　2.2仓库照明节能模块
　　解决仓库忘记关灯浪费电的问题。通过在仓库入口处安装的感知部件，以判断是否有人进入仓库，并智能的开启或关闭仓库的灯开关。
　　2.3气体感知模块
　　解决货物存储过程中挥发的气体所带来的安全隐患。检测粮油仓库的可燃气体的浓度，来开启仓库换气扇的開关。
　　2.4移动终端远程控制模块
　　用户可以通过手机等移动终端远程来监控粮油仓库的各种设备的状态。可以定时或手动来控制仓库中的设备进行工作。移动终端向Web服务器发送远程控制命令请求。服务器响应移动终端请求，更改数据库执行器的状态。
　　2.5事件树纠错模块
　　事件树分析法是安全系统工程中常用的一种归纳推理分析方法，起源于决策树分析（简称DTA），它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。为确定安全对策提供可靠依据，以达到猜测与预防事故发生的目的。
　　粮油仓库正常运转时，由于人、机器、粮油等因素导致货物运输过程中出现包装损坏甚至是粮食变质，利用事件树分析粮油存储过程中事故概率高的环节，配置感应提示装置，以便及时通知员工正确的采取措施，从而减少粮油的存储过程中损耗。
　　该智能仓库系统中网关系统要把获得的传感器等信息推送给Web服务器，移动终端也要向Web服务器提出相应的请求以获得或者传送信息。网关和移动终端都以客户端的身份要向服务器发送http请求。因此Web服务器则需要设定相应的Servlet接口，以实现对网关及移动终端请求的响应。
　　3系统部署
　　根据系统设计方案进行了系统原型的实现，系统各个子系统的软硬件环境配置如下。
　　感知端：采用CC2530芯片获取传感器信息，并作为ZigBee节点和ZigBee协调器组成网关;集成了ZigBee协议栈。
　　网关：硬件以ARM Cortex A9微处理器为核心，配置有串口、WiFi等通信接口;Android4.2版本操作系统。
　　Web服务器：硬件CPU为Intel 酷睿i5，主频为2.3GHz，内存8GB;操作系统为Win10，Web服务器为Tomcat9.0，JDK版本为1.8，数据库为MySQL5.7。
　　移动终端：华为手机nova，Android版本7.0，内存3GB。
　　进行网关、Web服务器、移动终端几个子系统系统的实现，通过实验验证，该智能仓库系统的设计方案基本合理，能够实现对仓库的基本智能化管理，可供参考以实现系统的产品化。
　　4结束语
　　本文提出的智能仓库系统以物联网为核心，结合新一代管理手段，使用传感器、ZigBee、Web应用、移动开发等技术，提供实时监控、综合管理仓库信息的功能，为制造仓库提供了有效的智能管理平台。
　　参考文献
　　[1] 李君华，刘仕杰.基于情景分析的智能仓库设计研究[J].包装工程，2016，37（24）：51-56.
　　[2] 龚薇华，王晨光，俞欢军.基于MVC模式和.NET的公司内部管理信息系统设计[J].计算机工程与设计，2007（09）.
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