[發明專利]物流環境下產品的多種運動參數測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201410476491.7
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104215278B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 方科;王暢田;王志偉;盧立志
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02;H04L29/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 陳燕嫻,李斌

技術領域

本發明涉及物流運輸的率研究領域，特別涉及一種物流環境下產品的多種運動參數測量裝置及測量方法。

背景技術

物流產業提高了生產階段各環節之間以及從生產場所到消費場所之間整個過程的物質資料的流動速度和效率。物流技術的進步，降低了產品在流通過程中的成本，提高了經濟效益和社會效益。因此，物流工程和管理這門技術，被喻為“第三利潤源”。

目前，我國物流領域由于信息化程度低，物流可靠性、安全性差，貨運安全問題越來越突出。特別是重要產品和危險品對運輸環境條件要求高，特別是振動環境對產品的影響，如產品的加速度、角速度、姿態，環境的氣壓、磁場、溫度等，對物流環境下產品的安全性、可靠性、信息化等提出了新的要求。因此，建立一套用于物流環境下產品的多運動參數智能測量裝置，實現對其在運輸過程中的實時監測和安全狀態評估，具有十分重要的意義和價值。

發明內容

本發明針對現有物流監控中對產品的運動參數監測的不足，提供一種物流環境下產品的多種運動參數測量裝置。

本發明的另一目的在于，提供一種物流環境下產品的多種運動參數測量裝置的測量方法。

為了達到上述第一目的，本發明采用以下技術方案：

物流環境下產品的多種運動參數測量裝置，包括主體裝置和同步授時裝置；所述主體裝置包括微處理器，以及均與微處理器連接的感應單元、實時時鐘單元、數據存儲單元、電源管理單元、復位單元、無線射頻收發接口和同步授時接口；所述主體裝置通過同步授時接口與同步授時裝置連接；裝置使用前，同步授時裝置對裝置主體部分的實時時鐘單元進行時間同步，微處理器通過感應單元測量各種運動參數和磁場方向，通過姿態融合算法，得到產品實時姿態；通過數據存儲單元把產品的運動參數、物流環境氣壓值、磁場方向、溫度和測量的當前時刻存儲起來，電源管理單元給主體裝置供電，無線射頻收發模塊提供無線擴展接口。

優選的，所述感應單元包括三軸加速度采樣電路、三軸磁場方向采樣電路、氣壓采樣電路以及三軸角速度采樣電路，所述三軸加速度采樣電路、三軸磁場方向采樣電路、氣壓采樣電路以及三軸角速度采樣電路均與微處理器連接。

優選的，所述感應單元通過I²C通信協議與微處理器進行通信。

優選的，所述電源管理單元是由電壓轉換電路、穩壓電路組成，電源管理單元一端連接可移動可充電電源，另一端連接所述的主體裝置，為主體裝置提供能源。

優選的，所述無線射頻收發接口包括2.4G射頻單片機。

優選的，還包括用于向外傳輸運動參數并將越限報警信號傳輸給其他設備的RFID接口電路。

為了達到上述另一目的，本發明采用以下技術方案：

一種物流環境下產品的多種運動參數測量裝置的測量方法，包括下述步驟：

1)同步授時裝置獲取北斗衛星導航系統的時間信息，當獲取時間正常時，通過發光二極管常亮顯示；

2)主體裝置通過同步授時接口與同步授時裝置相連，接收當前的時間信息，并寫入到實時時鐘單元，此時實時時鐘單元可以自主完成計時功能，可以斷開主體裝置與同步授時裝置的連接；

3)主體裝置內的微處理器按照設定的速度采集感應單元內三軸加速度、三軸角速度和三軸磁場方向的數據，通過姿態融合算法，得到產品實時姿態，同時還可以測量物流環境氣壓值、溫度；并將上述數據連同當前時刻寫入數據存儲單元；

4)主體裝置內的微處理器對每秒內測量的數據進行處理，得到各類別測量數據的最大值、最小值、平均值、有效值；并通過無線射頻收發接口發送這些數據。

優選的，步驟(3)中，通過姿態融合算法，得到產品實時姿態的步驟為：

(3-1)對I²C接口電路、傳感器單元進行初始化，初始化陀螺儀偏差w1、w2、w3；四元數q0、q1、q2、q3；

(3-2)讀取三軸加速度ax、ay、az，三軸陀螺儀gx、gy、gz，三軸磁力計mx、my、mz的當前值；