LGWL-GK01型智能港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
LGWL-GK01型智能港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)以港口物流為背景，以貨物出入港口的流程為核心，以港口貨物的智能化裝卸與交通運(yùn)輸為研究?jī)?nèi)容，構(gòu)建的一套類(lèi)似真實(shí)的現(xiàn)代化港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，主要模擬周轉(zhuǎn)于倉(cāng)庫(kù)與港口碼頭之間的貨物裝卸、運(yùn)輸、盤(pán)點(diǎn)的流程，同時(shí)對(duì)港口周邊環(huán)境進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警。

港口交通物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)輸實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

系統(tǒng)外觀圖

當(dāng)有車(chē)輛進(jìn)入港口，智能道閘識(shí)別車(chē)輛后會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，并實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)到達(dá)站目的地的信息。當(dāng)智能車(chē)輛準(zhǔn)確停放在裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，可手動(dòng)選擇要裝入車(chē)輛貨物的位置，然后自動(dòng)進(jìn)行裝卸貨過(guò)程。
當(dāng)智能小車(chē)離開(kāi)港口，智能港口出口道閘自動(dòng)打開(kāi)，并顯示在此港口停留的所花的費(fèi)用，在點(diǎn)陣上實(shí)時(shí)的顯示出價(jià)格。
當(dāng)智能小車(chē)離開(kāi)港口后，會(huì)經(jīng)過(guò)幾個(gè)指定的站點(diǎn)，*終到達(dá)倉(cāng)庫(kù)，進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行裝卸貨和貨柜的盤(pán)點(diǎn)工作。
一個(gè)裝卸貨流程完畢后，小車(chē)將進(jìn)入執(zhí)行下一次裝卸貨任務(wù)。
同時(shí)，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上設(shè)置了一些自然災(zāi)害的模擬，如橋面震動(dòng)、森林火災(zāi)、山體滑坡等交通意外，通過(guò)災(zāi)害檢測(cè)傳感器的實(shí)時(shí)探測(cè)以及智能處理，實(shí)現(xiàn)港口環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)覆蓋物聯(lián)網(wǎng)的傳感層、網(wǎng)絡(luò)鏈路層、網(wǎng)關(guān)、以及應(yīng)用層。智能網(wǎng)關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，是連接傳感層與應(yīng)用層的橋梁。系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D所示：

系統(tǒng)框架圖

三、系統(tǒng)功能
1、智能車(chē)輛運(yùn)輸系統(tǒng)
智能小車(chē)需要實(shí)現(xiàn)循跡、自動(dòng)駕駛、無(wú)線通訊、避障、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制、路況信息采集等功能。目前小車(chē)搭載的系統(tǒng)包括：電機(jī)控制系統(tǒng)，循跡系統(tǒng)，避障系統(tǒng)，Zigbee通訊系統(tǒng)，WIFI無(wú)線通訊系統(tǒng)， RFID系統(tǒng)，環(huán)境溫濕度采集系統(tǒng)。

2、集裝箱桁車(chē)裝卸貨系統(tǒng)
智能桁車(chē)裝卸貨系統(tǒng)，是港口物流系統(tǒng)的重要組成部分，主要由多自由度全方位電機(jī)構(gòu)成，采用單片機(jī)控制運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)小車(chē)到達(dá)裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，通過(guò)無(wú)線向管理平臺(tái)發(fā)出命令，管理平臺(tái)接收到后，通過(guò)無(wú)線通信向桁車(chē)控制器發(fā)送裝卸貨指令，桁車(chē)控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，操作X/Y/Z軸電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)裝卸。貨物裝卸完成后，運(yùn)輸車(chē)自動(dòng)離開(kāi)。
該桁車(chē)結(jié)構(gòu)合理、剛性好，運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小，全自動(dòng)程控運(yùn)行，能夠穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)港口貨物的全方位抓取與放置。

3、機(jī)器臂裝卸貨系統(tǒng)
對(duì)于不規(guī)則貨物，可采用機(jī)器臂控制系統(tǒng)裝卸貨。六自由度機(jī)械臂的臂部由大臂、小臂組成，一般具有兩個(gè)自由度，即伸縮、回轉(zhuǎn)、俯仰或升降，采用單片機(jī)控制運(yùn)動(dòng)軌跡。當(dāng)小車(chē)到達(dá)裝卸貨指定地點(diǎn)時(shí)，通過(guò)無(wú)線向管理平臺(tái)發(fā)出命令，管理平臺(tái)接收到后，通過(guò)無(wú)線通信向機(jī)器臂控制器發(fā)送裝卸貨指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，操作機(jī)器臂經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)、伸縮、升降、俯仰等幾組動(dòng)作組合，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)裝卸。貨物裝卸完成后，運(yùn)輸車(chē)自動(dòng)離開(kāi)。

4、智能集裝箱動(dòng)態(tài)感知顯示系統(tǒng)
智能顯示系統(tǒng)作為港口貨物統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)RFID技術(shù)，將統(tǒng)計(jì)當(dāng)前港口總貨物數(shù)量，當(dāng)控制器將港口貨物提放到小車(chē)上離開(kāi)港口，信息機(jī)將自動(dòng)將港口貨物的數(shù)量減少一個(gè)。

5、港口智能車(chē)輛出入ETC收費(fèi)管理系統(tǒng)
出入港口道閘識(shí)別開(kāi)啟系統(tǒng)（又稱(chēng)智能車(chē)輛識(shí)別），利用車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別（Automatic Vehicle Identification簡(jiǎn)稱(chēng)AVI）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成車(chē)輛與監(jiān)控中心之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)啟道閘系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)，車(chē)主只要在車(chē)窗上安裝感應(yīng)卡并錄入信息，通過(guò)出入口時(shí)便不用人工開(kāi)啟道閘，也無(wú)須停車(chē)，將自動(dòng)識(shí)別車(chē)主身份從而開(kāi)啟道閘。
智能道閘系統(tǒng)實(shí)用化比較多的一個(gè)系統(tǒng)，由于其無(wú)人化操作的優(yōu)越性以及成本方面帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，在模擬智能交通過(guò)程中一定要加入這個(gè)模塊。
同時(shí)當(dāng)小車(chē)離開(kāi)港口時(shí)，車(chē)輛離開(kāi)信息將在LED點(diǎn)陣屏上顯示出來(lái)。

6、港口信息智能顯示與播報(bào)系統(tǒng)
智能播報(bào)功能系統(tǒng)，當(dāng)小車(chē)行駛至港口上貨區(qū)域時(shí)，將進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前車(chē)輛信息，并提示上貨提醒。

小車(chē)到達(dá)港口上貨處

7、港口環(huán)境災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)
港口交通監(jiān)控系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，在保證城市交通安全、暢通方面發(fā)揮著巨大的作用。現(xiàn)代除了對(duì)于傳統(tǒng)的交通管理需要監(jiān)控外，還需要對(duì)交通周邊的環(huán)境、斷橋、山洪、火災(zāi)、山體滑坡、等信息進(jìn)行監(jiān)控。

8、智能交通燈與路燈管理
小車(chē)除了在港口內(nèi)部的道路系統(tǒng)之外，還配有港口外部的交通系統(tǒng)，體現(xiàn)了港口外智能交通的便捷。車(chē)輛智能識(shí)別紅綠燈狀態(tài)，通過(guò)Zigbee無(wú)線傳輸?shù)姆绞剑瑢?duì)當(dāng)前狀態(tài)采取對(duì)應(yīng)的措施，遵循交通規(guī)則“紅燈停綠燈行”的方式。紅綠燈通過(guò)無(wú)線的方式給網(wǎng)關(guān)發(fā)送對(duì)應(yīng)的燈的狀態(tài)，小車(chē)判斷到燈的狀態(tài)后，執(zhí)行停止和循跡的智能化操作。
系統(tǒng)根據(jù)光線傳感器采集的光亮度值自動(dòng)控制路燈的打開(kāi)和關(guān)閉。當(dāng)光亮度值低于某一個(gè)閾值時(shí)，即打開(kāi)路燈，當(dāng)光亮度值高于某一個(gè)閾值時(shí)，關(guān)閉路燈，達(dá)到節(jié)能的目的。

9、AGV無(wú)人駕駛車(chē)輛
智能小車(chē)需要實(shí)現(xiàn)循跡、自動(dòng)駕駛、無(wú)線通訊、避障、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制、路況信息采集等功能。目前小車(chē)搭載的系統(tǒng)包括：電機(jī)控制系統(tǒng)，循跡系統(tǒng)，避障系統(tǒng)，WIFI通訊系統(tǒng)，WIFI無(wú)線通訊系統(tǒng)，攝像頭系統(tǒng)，RFID系統(tǒng)。

10、航空物流快運(yùn)系統(tǒng)
航空物流，是現(xiàn)代物流中的重要組成部分，其提供的是安全、快捷、方便和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。空運(yùn)以其迅捷、安全、準(zhǔn)時(shí)的贏得了相當(dāng)大的市場(chǎng)，大大縮短了交貨期，對(duì)于物流供應(yīng)鏈加快資金周轉(zhuǎn)及循環(huán)起到了極大的促動(dòng)作用。
系統(tǒng)采用四軸飛行器作為航空運(yùn)輸?shù)妮d體，它主要由碳纖維四軸機(jī)架、ArduPilotMega 飛行姿態(tài)控制器、GPS定位模塊、915M無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、電壓電流傳感器、鋰電池電壓測(cè)量模塊、2.4G 無(wú)線控制器、2.4G 無(wú)線接收器、三相直流無(wú)刷電機(jī)、三相直流無(wú)刷電機(jī)調(diào)速器、碳纖維1045正反槳、11.1V 3S鋰電池組、電池組平衡充電器等組成，提供全面的四軸飛行器開(kāi)發(fā)資料。

遙控器與四軸飛行器

11、港口軌道交通系統(tǒng)
軌道交通系統(tǒng)主要由火車(chē)、軌道、以及軌道交通燈組件組成。由于鋁材有不會(huì)生銹，質(zhì)量比鐵輕，外形好看等優(yōu)點(diǎn)，所以火車(chē)采用鋁制。軌道設(shè)計(jì)因考慮到需要導(dǎo)電，所以全部采用銅制工字型銅材，可設(shè)計(jì)成直軌或半圓軌。

12、港口貨物數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件
當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)信息的查詢(xún)與上傳，可及時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容，上傳至云主機(jī)中去實(shí)時(shí)的跟新。
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)更新表

（2）低頻卡數(shù)據(jù)庫(kù)信息

13、港口貨物出入庫(kù)管理軟件
智能顯示系統(tǒng)作為港口貨物統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)RFID技術(shù)，將統(tǒng)計(jì)當(dāng)前港口總貨物數(shù)量，當(dāng)控制器將港口貨物提放到小車(chē)上離開(kāi)港口，信息機(jī)將自動(dòng)將港口貨物的數(shù)量減少一個(gè)；

貨物統(tǒng)計(jì)

當(dāng)貨物被運(yùn)送至卸貨區(qū)域時(shí)，小車(chē)信息機(jī)顯示并提示貨物安全運(yùn)送至目的地，如果貨物長(zhǎng)時(shí)間未送至卸貨區(qū)域時(shí)，將顯示提示信息。
四、配置清單

序號(hào)	項(xiàng)目名稱(chēng)	數(shù)量
1	智能網(wǎng)關(guān)	1 臺(tái)
2	桁車(chē)裝卸機(jī)器	2 臺(tái)
3	桁車(chē)裝卸控制器	2 臺(tái)
4	六自由度機(jī)器臂	2 臺(tái)
5	六自由度機(jī)器臂控制器	2 個(gè)
6	RFID 超高頻讀寫(xiě)器	2 臺(tái)
7	RFID 防干擾標(biāo)簽	150
8	915M 多通道讀寫(xiě)天線	5 個(gè)
9	港口物流集裝箱	150 個(gè)
10	港口大型貨輪	1 艘
11	紅綠燈控制系統(tǒng)	２個(gè)
12	交通燈控制器	1
13	智能道閘	4 個(gè)
14	道閘控制器	4 個(gè)
15	智能小車(chē)	2 臺(tái)
16	小車(chē)循跡標(biāo)簽	50 張
17	智能倉(cāng)庫(kù)模型	2 個(gè)
18	山體位移控制器	1 套
19	森林火災(zāi)控制器	1 套
20	橋面震動(dòng)控制器	1 套
21	智能顯示屏	2 套
22	智能語(yǔ)音播報(bào)控制器	2 套
23	港口物流交通系統(tǒng)模型	1 套
24	AGV 無(wú)人車(chē)	1 輛
25	四軸飛行器	1 臺(tái)
26	軌道交通火車(chē)	1 臺(tái)
27	火車(chē)軌道	1 個(gè)
28	智能桁車(chē)貨物裝卸軟件系統(tǒng)	1
29	智能機(jī)器臂貨物裝卸軟件系統(tǒng)	1
30	港口貨物自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)管理軟件	1
31	港口貨物出入庫(kù)管理軟件	1
32	港口 ETC 收費(fèi)管理軟件	1
33	智能路障識(shí)別分析軟件	1
34	港口車(chē)輛調(diào)度管理軟件	1
35	AGV 無(wú)人駕駛車(chē)輛軟件	1
36	四軸飛行器飛行控制軟件	1

LGWL-GK01型 智能港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

LGWL-GK01型智能港口物流交通實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)