[发明专利]基于UWB的车间物料配送控制与管理平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种物流配送技术，尤其是一种同时对移动设备和PC客户端提供人机交互支持的生产车间小车物流配送技术，具体地说是一种高封装、自主化的，能够实现车间物料配送智能控制，自动化管理数据与面向多用户群体不同功能需求的基于UWB的车间物料配送控制与管理平台。

背景技术

目前，计算机数字技术与网络技术在车间生产过程中得到广泛应用。易于编写的软件平台、实时高速的数据传输和强大的计算能力为控制、管理的自动化、智能化提供了强大的技术和硬件保障。在此基础上通过对相关紧耦合功能的集成、封装，建立控制平台能够进一步提升开发性和实用性。

为了能够更加真实的展示车间布局，显示实时运行情况，通常需要使用诸如Unity3D、Unigine等大型3D引擎支持以渲染画面。此类引擎拥有强大的3D动画能力，但入门不易，往往需要投入大量的人力；与此同时，物料配送的控制与管理需要专业的知识和相应的人力资源投入。

控制平台与智能小车是一组紧耦合配对：小车需要依赖控制平台完成一系列的运动，同时提交运行状态进行实时监测；控制平台需要了解小车运行过程中的各种物理、软件特性，及时准确的提取其状态数据、下发控制命令，实现软、硬件之间的高度配合。涉及嵌入式的硬件平台开发调试、控制协议编写相对繁琐，同时也需要相关知识的支持。

企业资源管理系统（ERP）、制造执行系统（MES）、产品数据管理（PDM）系统和计算机辅助工艺过程系统（CAPP）在制造车间中得到越来越多的应用。在使用过程中，它们需要原始数据，平台可通过第三方接口，将采集数据传送至对应的接入系统

UWB定位作为室内无线定位的一种解决方案，可应用于多种定位环境，追踪监视人员和设备，具有低成本、抗多径干扰、穿透能力强的优势，所以可以应用于静止或者移动物体以及人的定位跟踪，能提供十分精确的定位精度。在国外，该系统已经在多个行业中得到了广泛应用。在英国的Sellafield核电站，使用有源标签（Ubtags）配合测量辐射强度的辐射度量计，可以实时的将人员位置和辐射强度传输至系统后台，极大方便了管理者对现场人员安全的监控。宝马汽车生产线上使用该系统实时感知工人的操作以及当前流程，同时监控整个操作过程，大大减少了人为操作失误带来的损失。

有鉴于此，在车间物料配送过程中，建立一个控制和管理平台来提高配送效率，减少出错率至关重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有的车间配送尚无对应的软件或平台，发明一种集成智能小车通讯控制、实时定位、数据存储、用户操作管理，易于开发和集成的基于UWB的车间物料配送控制与管理平台。

本发明的技术方案是：

一种基于UWB的车间物料配送控制与管理平台，它包括智能后台控制模块与自动化管理模块，其特征在于：所述的智能后台控制模块包括核心路由1、通讯服务模块2、实时定位模块3；核心路由1提供封装的跨模块调用接口，完成数据源与目标组间的数据路由，简化数据交叉传送复杂性；通讯服务模块2封装通讯协议与数据交换功能，实现平台与小车双向通信，并将平台控制数据和小车运行状态监测数据发送至核心路由1，通过其转发将数据发送至数据库服务模块5与客户端服务模块6；实时定位模块3引擎将定位数据发送至核心路由1，通过其转发将位置信息发送至通讯服务模块2、数据库服务模块5与客户端服务模块6；所述的自动化管理模块包括网页服务模块4、数据库服务模块5和客户端服务模块6；网页服务模块4实现PC端、移动端的界面化的人机交互，提供数据分析、图表生成支持；数据库服务模块5提供定位数据、小车控制数据及小车运行状态监测数据的保存，并对网页服务模块4提供数据处理支持；客户端服务模块6实现PC端下的用户接入，提供全局状态实时显示、配送控制和平台管理。

所述的核心路由1一方面用于将各个功能单元确立明确的责任边界，提供跨模块的一对一或一对多的调用接口，防止某个模块在使用过程中跨模块直接使用一个或多个其它模块资源；另一方面将接收到的请求分析、分解，提交至相应模块执行，并汇总结果返回至请求对象；由于存在是否需要等待请求结果的区别，因此需要根据情况使用多线程技术；建立数据订阅机制，数据源模块将产生或捕捉到的数据按照订阅情况分发至订阅模块。