物联网自动化物流设备的设计和应用分析

物联网自动化物流设备的设计和应用分析

宋瑜倩 曹晨蕾

青岛理工大学 山东省临沂市 273400

摘要：经过十多年的电商发展，我国的电商规模已经相对可观，而庞大的电商产业促使了物流产业的升级改造，信息技术的更新迭代造就了先进的自动化物流设备的产生，这些物流设备在货物分拣、仓储配送以及货物管理等方面提供了极大的便利，使物流服务的工作效率得到显著提高，减少了物流服务的人工成本，从而减少了物流服务费用。

关键词：物联网；自动化；物流设备

引言：通过信息技术、物联网技术的支持，以及在有效整合物流设备的基础下，现代物流服务实现了封闭化、自动化的作业过程。物联网是能够进行“物物相连”的一种自动化信息服务基础，这种技术造就了更加准确高效的物流服务。基于物联网技术而产生的自动化物流设备，实现了设备之间的信息交换，通过计算机的控制能够进行物流的验收、存储、分拣、输送、管理过程的自动化作业。

一、物联网技术以及物流设备

（一）物联网技术

物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，通过各种通讯网络实现互联互通、应用大集成，在内网、专网、互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控的自动化、智能化操作以及指挥调度与管理，实现对万物的“管、控、营”一体化。现如今物联网技术已经服务于工业系统、数控系统、智能设施、智能管理等多个领域。传感器技术以及嵌入式系统技术是物联网技术中最主要的关键性技术。在传感器作用下才能将收集的信息从模拟信号转换为数字信号，相当于人的感官系统。嵌入式系统技术能够将收集的信息进行人工智能处理，将复杂的问题和数据进行分类处理，相当于人的大脑。典型的物联网体系结构有三层，自上而下为感知层、网络层和应用层。

（二）物流设备

物流设备形式与功能随着新型技术的使用变得越发丰富。主要集中在以下两个方面：从货物整理而言，主要有货物输送机、堆垛机、叉车、升降机等。货物输送机顾名思义是进行货物出库和入库的，堆垛机用于货物的摆放，叉车可以实现对大量货物的集中运输，升降机用于将货物送到货架的不同高度。就货物分拣而言，主要有皮带传输机、供件机、提升机、轨道输送机等，皮带传输机用来进行货物的传输，供件机用来保证及时供给货物，提升机用来提高货物传输的高度以实现货物分线路管理，轨道输送机通过输送滚筒能将大小货物送达指定地点。

二、物联网背景下自动化物流设备系统设计

（一）总体结构

自动化物流设备系统根据物流服务内容和物流设备的组成可以进行四个层级的划分，分别是设备执行层、设备控制层、软件操作层以及业务处理层。传感器和驱动器所组成的控制物流终端设备是物流设备系统的执行层，主要有货物堆垛设备、分拣设备、传输设备、扫描设备以及电子标签设备等；中心物流设备是物流设备系统的控制层，主要设备有PLC控制、变频器设备、单片机等；自动化立体库整理子系统、自动化分拣子系统、自动化输送子系统和自动化管理子系统是物流设备系统的软件操作层，能够对所有设备实现自动化操作。最后是ERP业务系统，作为物流设备系统的业务处理层能够实现对货物信息进行有效管理。

（二）自动化管理子系统

自动化管理子系统能够实现货物的接收与调度、监控物流设备工作状态以及处理订单的功能，通过物流编码、货物条形码以及设备编号来进行相关操作，实现物流工作的准确高效。自动化管理子系统实现了对物流中心的全面接管，能够实现自动化的入库处理、库内处理、出库处理，以及基础资料和系统的管理工作。

（三）自动化输送子系统

自动化输送子系统能够实现货物的自动化运输，将分拣过的货物输送到制定的存储区域，另外还能实现货物的出库和入库输送，提高了输送效率。自动化输送子系统控制的输送机覆盖了入库通道、各类存储区和出库通道，自动化输送子系统主要有四项功能：完善货物信息、运行监控、安全保护、自检诊断。在运输货物时扫描货物的条形码进行输送通道分配；对输送货物的状态进行实时监控，及时发现错误；在出现系统故障时能够自动开启安全措施；对系统故障的错误信息进行诊断和记录。

（四）自动化分拣子系统

自动化分拣子系统能够实现对货物进行种类、储位、地址的分类，其通过对分拣机、供件机、分流机的控制，利用货物的条形码将货物分配到不同的储存通道中。货物的条形码是此系统对货物进行分类管理的信息来源，自动化分拣子系统通过条码中蕴含的信息来分别货物的种类，实现对货物的高效分拣。自动化分拣子系统的整体工作流程如下：首先，货物进入分拣系统后，系统会先判断货物是否在皮带机上，如货物在准确位置则皮带机会自动运行。其次，条码扫描器会对货物的条形码进行扫描，将条形码中的信息反馈到系统中进行分析处理，然后做出对货物的分类判断。最后，货物将在分流机的运行下被输送到指定通道，存储在指定区域。

（五）自动化立体库整理子系统

自动化立体库存整理子系统具有对物流中心货物自动化操作的功能，此系统在对仓库空间进行布局的基础下，通过控制站操控物流设备，完成对货物的自动化管理。自动化立体库整理子系统包括物流设备管理和仓库管理两个模块，其中对物理设备的管理包括输送机控制和堆垛机控制，对仓库的管理包括入库管理以及出库管理。

三、物联网背景下自动化物流设备系统应用

自动化管理子系统是对物流中心工作过程进行统一管理的应用系统，可以实现货物与设备的配合得当，流程化、合理化地向各种物流设备进行工作内容的科学分配，通过物流设备之间的相互配合完成对货物入库、分拣、输送、存储以及出库的自动化工作。通过二十四小时的不间断监控来保障物流设备的运行状态，对于物流设备的整体性和协调性起到了保障作用。

将PLC控制器、变频器设备、单片机等与计算机系统相连接，并对设备进行编号，物流中心机械化设备能够实现对设备的软件控制。同时应用互联网技术，通过传感网络、互联网、移动网络等系统规划物流中心的空间结构。通过计算机系统信息化服务对象，利用激光扫描的方式使物流设备与货物之间构建出信息传输的通道，实现整个物流工作的自动化管理。

当然，在实际过程中需要对物流设备进行相应的升级或改造，可以为物流设备安装自动化驱动器和传感器，将每一个物流设备看做独立且具有系统性的单元。设置多个信息传输节点，以此方便和上位机的信息交换。在货物抵达物流中心时，按照入库、传输、分拣的流程使用扫描器进行货物种类的判断，再通过分拣机进行货物的分拣并完成货物的相应位置储存。当需要货物出库时，根据发送地的不同将货物派发到制定出口，完成出库工作。

四、结语

综上所述，文章通过对物联网自动化物流设备的设计与应用进行分析，着眼于物流工作的整体流程，通过在物流设备系统的设备执行层、设备控制层、软件操作层以及业务处理层中应用物联网技术，来实现物理设备对货物的输送、分拣、整理与管理，实现物流设备的自动化工作。自动化物流设备系统能够形成完整的服务网络，能够有序衔接物流工序，最终完成物流任务。在人工智能技术不断更新的趋势下，自动化和智能化将会是未来物流产业的发展趋势，基于物联网技术支撑的物流设备自动化作业将会愈发地准确、高效。

参考文献

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