[發明專利]一種基于云計算的包裹分揀機控制方法及系統

有效

• 申請號: 201610816096.8
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106391482B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 徐玲;范生淼;丁莉;孟欣東
• 申請（專利權）人: 上海郵政科學研究院
• 主分類號: B07C3/00
• 分類號: B07C3/00;G06K17/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

1.一種基于云計算的包裹分揀機控制系統，其特征在于，

該控制系統中的模塊分別部署在分揀機現場、云平臺或位于云平臺的管理監控中心，

云平臺包括數據庫模塊、供包軟件模塊服務端、單機監控模塊服務端、譯碼模塊和通訊模塊、分揀機集中監控模塊服務端、分揀機管理模塊服務端和云平臺管理模塊服務端，數據庫模塊包括至少一個分揀機數據庫模塊，

其中， 管理監控中心包括分揀機集中監控模塊服務端、分揀機管理模塊服務端和云平臺管理模塊服務端，

分揀機現場包括供包軟件模塊客戶端、分揀機管理模塊客戶端、單機監控模塊客戶端、供包控制模塊、主環控制模塊、條碼閱讀模塊、格口控制模塊和托盤控制模塊，

主環控制模塊由PLC、控制板、電機部件組成的智能模塊，用于分揀機主環啟停和勻速運轉控制，它與供包控制模塊、條碼閱讀模塊、譯碼模塊、托盤控制模塊、格口控制模塊和單機監控模塊客戶端實時通訊，接收包裹上機信息后通知條碼閱讀模塊識讀，識讀結果通過譯碼模塊得到包裹分配的物理格口，然后通知托盤控制模塊將包裹落入指定物理格口；

供包控制模塊為控制板、第一電機、傳動部件組成的智能供包控制系統，用于將所有符合規格要求的包裹平穩、準確地導入主環托盤；

供包軟件模塊是供包控制模塊的上位機，完成供包時的人機交互功能，并將用戶輸入的供包方式、包裹條碼、路向信息、物理格口信息通知供包控制模塊；

托盤控制模塊為控制板、第二電機、傳動部件組成的智能托盤控制系統，它根據主環控制模塊的命令完成托盤皮帶運轉，實現包裹從供包臺平穩導入和準確落入指定格口；

格口控制模塊為控制板、液晶面板、按鈕、光電、告警燈組成的智能控制模塊，用于格口控制及實現格口狀態人機交互，格口狀態實時發送主環控制模塊；

條碼閱讀模塊為OBR自動閱讀器裝置，用于包裹條碼、地址、品名自動識別，并將識別結果發送譯碼模塊；

譯碼模塊為云平臺虛擬系統中運行的譯碼程序，主要功能為完成包裹譯碼，即它接收主環控制模塊、條碼閱讀模塊的包裹條碼、路向信息，根據數據庫模塊中的基礎信息查詢包裹對應物理格口后，通知主環控制模塊，并將所需的有關包裹、設備信息存入數據庫模塊，供管理模塊或監控模塊使用；

通訊模塊為云平臺虛擬系統中運行的通訊程序，用于完成與用戶信息系統之間的數據交互，從用戶信息系統下載包裹的包括分揀方案和人員信息的基礎信息、包裹分揀信息數據，存入分揀機數據庫模塊，供譯碼模塊、管理模塊使用；將數據庫中譯碼模塊獲取的包裹落格信息、包括總包信息和總包中封發的散件信息的結袋封發信息上傳給用戶信息系統；

分揀機管理模塊服務端通過與數據庫模塊實時通訊，完成分揀機與數據庫中重要參數的配置與管理，通過用戶權限設置，設置用戶管理或監控單臺分揀機或全部分揀機，設置用戶管理或監控中部分或全部功能，分揀機管理模塊服務端支持全網分揀機，當分揀機管理模塊服務端連接客戶端數量多時，利用云的優勢，可擴展為帶負載均衡和集群的架構；

單機監控模塊通過與分揀機的主環控制模塊實時通訊，對單個分揀機的運行狀態進行實時監視和控制，并將所需保存的運維數據寫入數據庫，供集中監控模塊使用；

分揀機集中監控模塊的客戶端或者服務端，通過與數據庫模塊實時通訊，對全網范圍的分揀機運行狀態，進行統一的展現、告警與控制；

數據庫模塊為云平臺虛擬系統中運行的數據庫軟件，用于完成分揀機信息系統數據存儲與交互，在虛擬系統中為全網系統建立數據庫，存儲必要的全網設備管理、用戶權限管理數據；為單個分揀機建立獨立的數據庫、表或表空間，存儲該分揀機的基礎數據、分揀數據、設備狀態數據；

云平臺管理模塊提供對整個云平臺系統和基礎設施的統一管理，按需配置云平臺的計算資源共享池，并對基礎設施資源、操作系統資源、中間件資源、應用服務進行全方位監控；

主環控制模塊與供包控制模塊、主環控制模塊與格口控制模塊通過CAN網路或RS485方式通訊；供包控制模塊與供包軟件模塊客戶端通過串口方式通訊；主環控制模塊與托盤控制模塊通過紅外或漏纜通訊；主環控制模塊、條碼閱讀模塊、供包軟件模塊、譯碼模塊、通訊模塊、分揀機管理模塊客戶端、單機監控模塊客戶端、集中監控模塊客戶端、數據庫模塊和云平臺管理模塊通過網絡方式相連，主環控制模塊、條碼閱讀模塊與譯碼模塊通過socket方式通訊，譯碼模塊、通訊模塊、供包軟件模塊、分揀機管理模塊客戶端、單機監控模塊客戶端之間通過數據庫模塊交互，主環控制模塊與分揀機監控模塊服務端通過OPC或其它組態接口通訊。

2.一種基于云計算的包裹分揀機控制方法，其特征在于，基于如權利要求1所述的包裹分揀機控制系統，該系統的工作步驟包括：

步驟A1、信息下載，

云平臺的通訊模塊實時從用戶信息系統下載包括分揀方案和人員信息的分揀基礎信息、包裹分揀信息數據，存入分揀機數據庫模塊，供后續分揀使用；

步驟A2、供包預處理，

步驟A2.1、分揀開始前，用戶在現場的終端上調用云平臺的管理模塊軟件執行頻次操作；譯碼模塊收到頻次操作命令后，通知現場的主環控制模塊本頻次開始；主環控制模塊完成初始化后，向云平臺的譯碼模塊反饋開始頻次成功，允許供包；

步驟A2.2、供包前，用戶在現場供包臺的終端上調用云平臺的供包控制模塊，設置供包方式，通知供包控制模塊按用戶設定方式運行；

步驟A2.3、在手動模式供包時，用戶在現場的供包臺終端上輸入包裹條碼、郵政編碼、格口碼、寄達局名信息后，云平臺的供包控制模塊通過分揀機數據庫模塊查找包裹對應路向信息；

步驟A2.4、在手動模式供包時，云平臺的供包控制模塊將包裹條碼和計算出的路向信息通知現場的供包控制模塊；

步驟A3、供包上機，

現場的供包控制模塊與主環控制模塊、主環控制模塊與托盤控制模塊之間實時通訊，將包裹自動導入主環上空托盤，并將供包模式為手動的包裹信息發送給主環控制模塊；

步驟A4、條碼閱讀，

對于供包模式為自動的包裹，現場的主環控制模塊通知條碼閱讀模塊自動識別包裹面單，并將條碼識別結果發送云平臺上的譯碼模塊；

步驟A5、格口變化，

用戶在現場通過格口按鈕、光電或監控模塊界面改變格口狀態，現場的格口控制模塊完成正常、鎖格、禁用、滿格格口狀態轉換，并將格口狀態實時通過主環控制模塊通知云平臺上的譯碼模塊；

步驟A6、包裹譯碼，

云平臺上的譯碼模塊根據現場主環控制模塊發送的格口狀態、手動模式供包的包裹信息或現場條碼閱讀模塊發送的自動模式供包的包裹信息，查詢分揀機數據庫模塊信息，結合實時格口狀態，計算出包裹有效的物理格口碼，并將物理格口碼通知現場的主環控制模塊；

步驟A7、包裹落格，

現場的主環控制模塊通知托盤控制模塊將包裹落入指定物理格口后，通知云平臺上的譯碼模塊，譯碼模塊向分揀機數據庫模塊中寫入相關包裹與設備信息；

步驟A8、結袋操作，

用戶需要結袋時，操作現場的格口按鈕，現場的格口控制模塊完成格口狀態轉換，并將結袋命令通過主環控制模塊通知云平臺上的譯碼模塊；

步驟A9、結袋封發，

收到現場的主環控制模塊結袋命令后，云平臺上的譯碼模塊將結袋封發的總包信息和總包中的散件信息寫入分揀機數據庫模塊；

步驟A10、信息上傳，

云平臺上的通訊模塊實時將生產中的包裹落格信息、結袋封發的總包信息和總包中的散件信息上傳給用戶信息系統；

步驟A11、系統管理，

在分揀前后及分揀全過程中，有權限的用戶在分揀機現場、管理監控中心或其它能夠接入云平臺的地點調用云平臺上的管理模塊，完成單臺或全網分揀機的配置與管理任務；

步驟A12、單機監控，

在分揀前后及分揀全過程中，有權限的用戶在分揀機現場、管理監控中心或其它能夠接入云平臺的地點調用云平臺上的單機監控模塊，完成單臺分揀機的監控任務；

步驟A13、集中監控，

在分揀前后及分揀全過程中，有權限的用戶在分揀機現場、管理監控中心或其它能夠接入云平臺的地點調用云平臺上的集中監控模塊，完成全網分揀機的監控任務。