[0001] 本实用新型属于仓储管理技术领域，尤其涉及一种基于Zigbee的智能货架系统。

[0002] 无论是制造和物流行业的仓储管理，还是一个企业的仓库管理，其基本要求是要能准确获知物品在任何特定时间点的位置及数量，并能引导管理人员便捷的取用物品。而当前的仓储管理多采用人工方式并辅助以简单的表单统计，尤其对于中小型企业来说，仓库物品的取用往往需要经过“统计表单检索—仓库货架寻找”等繁琐流程，无法保证紧急物品的及时取用和采购。例如，某单位的机器设备常年运行，设备零件由于老化出现故障，为确保机器设备正常运行，需要马上从仓储中查找对应物料进行更换，传统靠人力在仓库中寻找配件的方式，应急能力弱，容易因找寻元器件或工具的时间过长而贻误维修时机。目前，虽然也存在利用无线射频技术开发的货架系统，但整个系统的能耗过大，仍存在较大的优化空间。实用新型内容

[0003] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于Zigbee的智能货架系统，可以近乎实时地获取物品的货架位置及现存数量，并且通过低功耗的模式设计，使得整个系统能够在没有外部干预的情况下运行数年。本实用新型的技术方案具体如下：

[0004] 一种基于Zigbee的智能货架系统，包括远端服务器、若干货架和若干配置有Zigbee终端的存放容器，所述货架上设置有Zigbee路由器和集成了Zigbee协调器的网关；所述网关用于和各货架上的Zigbee路由器以及各存放容器上的Zigbee终端共同组成Zigbee网络，还用于将Zigbee协调器连接到外部网络，以实现与远端服务器的通信连接；所述存放容器还包括其底部设置的重量传感器、外部设置的灯条和控制模块，所述Zigbee终端、重量传感器、灯条分别与控制模块电性连接；所述Zigbee终端用于通过网关接收来自于远端服务器的指令并将其传递到控制模块，还用于将重量传感器获取到的物品重量信息通过网关发送给远端服务器；所述控制模块用于根据接收到的指令启动重量传感器并点亮灯条，还用于在Zigbee终端发送物品重量信息后关闭重量传感器；所述灯条用于指示存放容器的位置，并配置有手动开关，所述手动开关用于在物品取用结束后关闭灯条；所述远端服务器包括通讯模块、显示模块、存储模块、计算模块和人机交互模块，远端服务器用于存储和更新货架上的物品存放信息，并用于用户取用物品时的物品检索和指令发送；所述计算模块用于根据通讯模块接收到的物品重量信息，推算物品数量。

[0005] 进一步地，所述货架上设置有控制模块和灯带，所述网关、灯带分别与控制模块电性连接，所述控制模块用于根据网关接收的来自于远端服务器的指令，点亮灯带以指示货架位置；所述灯带还配置有手动开关，用于在物品取用结束后关闭灯带。

[0006] 进一步地，所述灯条和灯带采用低功率发光二极管。

[0007] 进一步地，所述货架的隔板由射频吸收材料制成，用于确保射频信号随着距离增加而逐渐衰减，从而使Zigbee终端能够根据RSSI确定距离最近的Zigbee路由器。

[0008] 进一步地，所述远端服务器还包括定时模块，用于定时向各存放容器的Zigbee终端发送指令，以启动重量传感器获取物品重量信息反馈到远端服务器，从而及时更新物品数量信息。

[0009] 本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种基于Zigbee的智能货架系统，包括远端服务器、若干货架和大量配置有Zigbee终端的存放容器，通过采用低功耗的Zigbee技术和低功耗模式设计，本系统能够长时间稳定运行；并通过存放容器中重量传感器的设置，用户可以在远端服务器上随时获取存放物品的数量信息；此外，容器灯条和货架灯带的设置，为用户在仓库中锁定待取用物品带来了极大便利。附图说明

[0010] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

[0011] 图1是本实用新型一实施例提供的系统框架示意图；

[0012] 图2是本实用新型一实施例提供的存放容器的结构示意图；

[0013] 图3是本实用新型一实施例提供的货架结构示意图。

[0014] 其中，各附图标记表示为：1‑货架，2‑存放容器，3‑Zigbee路由器，4‑Zigbee终端，5‑重量传感器，6‑灯条，7‑网关，8‑灯带，9‑货架隔板。

[0015] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0016] 如图1所示，为本实用新型的一种系统框架示意图。本实用新型包括远端服务器、若干货架1和大量的存放容器2,。货架上设置有网关和Zigbee路由器3，用于放置存放容器2，存放容器2上配置有Zigbee终端4。

[0017] Zigbee网络架构基于协调器、路由器和终端设备布置，路由器通常提供一个“始终在线”的伞形网络，可以将网络扩展到很远的距离，这适用于庞大仓储系统中的多个货架间的级联，可在每个货架上都配备一个Zigbee路由器3。Zigbee网络的顶层是协调器，负责组建网状网络，一旦组网成功，协调器就是一个很好的门户，通过它可以提取流经或流向网络的数据。因此，每个货架上均设置有一个网关7，网关上集成有Zigbee协调器，用于初始化和建立Zigbee网络。同时网关用于将协调器连接到外部网络，实现货架系统与远端服务器间的数据传输。

[0018] Zigbee终端设置在存放容器上，如图2所示，每个容器底部都设置有重量传感器，用于获取容器中的物品重量，从而推断出物品存放数量以更新远端服务器上的相关信息。每个容器还设置有灯条6，在搜寻特定物品时，该灯条被激活以引导用户找到特定的容器。
同理，对于一个多货架的仓储系统，货架上也可配置类似的灯带8，用于引导用户找到特定容器所在的货架位置，如图3所示。灯条和灯带采用低功率发光二极管，为提高发光显著性，使用不同颜色的发光二极管。灯条和重量传感器由电池供电，因此需要具有能源意识，将其保持在低功耗模式下，只在取用物品时唤醒，以便通过重量传感器获知物品数量并通过灯条指示物品位置。

[0019] Zigbee具有网状网络架构，它本质上提供了网络的鲁棒性。此外，频率敏捷性意味着该技术可以切换通信频率，使其不容易受到干扰。它还有一种通用的“重试”机制，可以确保消息通过网络传递。

[0020] 协调器被集成到网关中，其作用是提供一个与外部网络的通信通道。协调器使用固定的PANID建立网络，路由器加入此预配置的PANID网络，为货架提供网络覆盖。系统初始化时或有新的存放容器加入货架时，容器上的Zigbee终端将在其通信范围内自动搜索信号最强的路由父设备，以建立连接进入网络。

[0021] 在一些实施例中，货架的隔板9由射频吸收材料制成，用于确保射频信号随着距离增加而逐渐衰减，从而使Zigbee终端能够根据RSSI(接收信号强度)确定距离最近的路由父设备。

[0022] 存放容器2上设置有控制模块，Zigbee终端4、重量传感器5和灯条6分别与其连接，当用户在远端服务器查找特定物品并确定取用时，货架1上装有该特定物品的容器将通过Zigbee终端4接收远端服务器发送的指令，控制模块根据指令唤醒重量传感器5并点亮灯条6，控制模块将重量传感器获取到的重量信息通过Zigbee终端发送到远端服务器，以便于远端服务器根据物品单重推算物品的现有数量。

[0023] 在一些实施例中，为确保远端服务器上物品数量信息的准确性与及时性，同时兼顾系统功耗，将由远端服务器定时发送指令到各存放容器的Zigbee终端，从而唤醒重量传感器获取重量信息并反馈到远端服务器，从而及时更新物品数量信息。

[0024] 远端服务器用于存储和更新智能货架上的物品存放信息，包括物品名称、存放位置、物品数量等，还用于取用物品时的物品检索和指令发送，以唤醒存放容器上的灯条和/或货架上的灯带，指示物品位置，便于用户找寻。同时，结合大数据分析技术，远端服务器能够展现整个智能货架系统的物品存放分布信息，为新物品的存放位置提供建议，并能根据物品数量的变化反映物品的整体使用情况，从而为物品的采购补充提供合理化建议。相匹配的，远端服务器包括存储、显示、计算等模块，以及用于实现人机交互功能的键盘、鼠标等外部设备。

[0025] 综上，本实用新型提供了一种基于Zigbee的智能货架系统，该系统采用了低功耗的Zigbee技术，包括远端服务器、若干货架和大量配置有Zigbee终端的存放容器；货架上配置有集成了Zigbee协调器的网关和Zigbee路由器，用于和存放容器上的Zigbee终端组网通信；存放容器用于容纳物品并放置到货架上，并可通过位于存放容器底部的重量传感器获取物品重量信息，从而将物品重量信息通过Zigbee网络反馈到远端服务器，以更新维护服务器上的物品信息。终端设备大部分时间处于休眠状态，并定期醒来进行重量测量和数据传输，这样可确保供电电池能够长时间维持系统的稳定运行。

[0026] 最后应说明的是：尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。