LGWL-GK01型智能港口物流交通实训系统

一、系统简介
LGWL-GK01型智能港口物流交通实训系统以港口物流为背景，以货物出入港口的流程为核心，以港口货物的智能化装卸与交通运输为研究内容，构建的一套类似真实的现代化港口物流交通实训系统，主要模拟周转于仓库与港口码头之间的货物装卸、运输、盘点的流程，同时对港口周边环境进行灾害预警。

系统外观图

当有车辆进入港口，智能道闸识别车辆后会自动打开，并实时语音播报到达站目的地的信息。当智能车辆准确停放在装卸货指定地点时，可手动选择要装入车辆货物的位置，然后自动进行装卸货过程。
当智能小车离开港口，智能港口出口道闸自动打开，并显示在此港口停留的所花的费用，在点阵上实时的显示出价格。
当智能小车离开港口后，会经过几个指定的站点，*终到达仓库，进入仓库进行装卸货和货柜的盘点工作。
一个装卸货流程完毕后，小车将进入执行下一次装卸货任务。
同时，实训平台上设置了一些自然灾害的模拟，如桥面震动、森林火灾、山体滑坡等交通意外，通过灾害检测传感器的实时探测以及智能处理，实现港口环境预警系统。
二、系统构成
港口物流交通实训系统覆盖物联网的传感层、网络链路层、网关、以及应用层。智能网关是整个系统的核心，是连接传感层与应用层的桥梁。系统拓扑如图所示：

系统框架图

三、系统功能
1、智能车辆运输系统
智能小车需要实现循迹、自动驾驶、无线通讯、避障、车辆运动控制、路况信息采集等功能。目前小车搭载的系统包括：电机控制系统，循迹系统，避障系统，Zigbee通讯系统，WIFI无线通讯系统， RFID系统，环境温湿度采集系统。

2、集装箱桁车装卸货系统
智能桁车装卸货系统，是港口物流系统的重要组成部分，主要由多自由度全方位电机构成，采用单片机控制运动轨迹。当小车到达装卸货指定地点时，通过无线向管理平台发出命令，管理平台接收到后，通过无线通信向桁车控制器发送装卸货指令，桁车控制器接收到命令后，就按照指定的取货位置，操作X/Y/Z轴电机运动，从而实现货物的自动装卸。货物装卸完成后，运输车自动离开。
该桁车结构合理、刚性好，运行平稳、噪声小，全自动程控运行，能够稳定可靠地实现港口货物的全方位抓取与放置。

3、机器臂装卸货系统
对于不规则货物，可采用机器臂控制系统装卸货。六自由度机械臂的臂部由大臂、小臂组成，一般具有两个自由度，即伸缩、回转、俯仰或升降，采用单片机控制运动轨迹。当小车到达装卸货指定地点时，通过无线向管理平台发出命令，管理平台接收到后，通过无线通信向机器臂控制器发送装卸货指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取货位置，操作机器臂经过回转、伸缩、升降、俯仰等几组动作组合，实现货物的自动装卸。货物装卸完成后，运输车自动离开。

4、智能集装箱动态感知显示系统
智能显示系统作为港口货物统计的一个重要环节，通过RFID技术，将统计当前港口总货物数量，当控制器将港口货物提放到小车上离开港口，信息机将自动将港口货物的数量减少一个。

5、港口智能车辆出入ETC收费管理系统
出入港口道闸识别开启系统（又称智能车辆识别），利用车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification简称AVI）技术、网络技术完成车辆与监控中心之间的无线数据通讯，实现智能开启道闸系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并录入信息，通过出入口时便不用人工开启道闸，也无须停车，将自动识别车主身份从而开启道闸。
智能道闸系统实用化比较多的一个系统，由于其无人化操作的优越性以及成本方面带来的优势，在模拟智能交通过程中一定要加入这个模块。
同时当小车离开港口时，车辆离开信息将在LED点阵屏上显示出来。

6、港口信息智能显示与播报系统
智能播报功能系统，当小车行驶至港口上货区域时，将进行语音播报当前车辆信息，并提示上货提醒。

小车到达港口上货处

7、港口环境灾害预警系统
港口交通监控系统作为智能交通系统的一个组成部分，在保证城市交通安全、畅通方面发挥着巨大的作用。现代除了对于传统的交通管理需要监控外，还需要对交通周边的环境、断桥、山洪、火灾、山体滑坡、等信息进行监控。

8、智能交通灯与路灯管理
小车除了在港口内部的道路系统之外，还配有港口外部的交通系统，体现了港口外智能交通的便捷。车辆智能识别红绿灯状态，通过Zigbee无线传输的方式，对当前状态采取对应的措施，遵循交通规则“红灯停绿灯行”的方式。红绿灯通过无线的方式给网关发送对应的灯的状态，小车判断到灯的状态后，执行停止和循迹的智能化操作。
系统根据光线传感器采集的光亮度值自动控制路灯的打开和关闭。当光亮度值低于某一个阈值时，即打开路灯，当光亮度值高于某一个阈值时，关闭路灯，达到节能的目的。

9、AGV无人驾驶车辆
智能小车需要实现循迹、自动驾驶、无线通讯、避障、车辆运动控制、路况信息采集等功能。目前小车搭载的系统包括：电机控制系统，循迹系统，避障系统，WIFI通讯系统，WIFI无线通讯系统，摄像头系统，RFID系统。

10、航空物流快运系统
航空物流，是现代物流中的重要组成部分，其提供的是安全、快捷、方便和优质的服务。空运以其迅捷、安全、准时的赢得了相当大的市场，大大缩短了交货期，对于物流供应链加快资金周转及循环起到了极大的促动作用。
系统采用四轴飞行器作为航空运输的载体，它主要由碳纤维四轴机架、ArduPilotMega 飞行姿态控制器、GPS定位模块、915M无线数据传输模块、电压电流传感器、锂电池电压测量模块、2.4G 无线控制器、2.4G 无线接收器、三相直流无刷电机、三相直流无刷电机调速器、碳纤维1045正反桨、11.1V 3S锂电池组、电池组平衡充电器等组成，提供全面的四轴飞行器开发资料。

遥控器与四轴飞行器

11、港口轨道交通系统
轨道交通系统主要由火车、轨道、以及轨道交通灯组件组成。由于铝材有不会生锈，质量比铁轻，外形好看等优点，所以火车采用铝制。轨道设计因考虑到需要导电，所以全部采用铜制工字型铜材，可设计成直轨或半圆轨。

12、港口货物数据库管理软件
当前数据库信息的查询与上传，可及时显示当前数据库中的内容，上传至云主机中去实时的跟新。
（1）数据库更新表

（2）低频卡数据库信息

13、港口货物出入库管理软件
智能显示系统作为港口货物统计的一个重要环节，通过RFID技术，将统计当前港口总货物数量，当控制器将港口货物提放到小车上离开港口，信息机将自动将港口货物的数量减少一个；

货物统计

当货物被运送至卸货区域时，小车信息机显示并提示货物安全运送至目的地，如果货物长时间未送至卸货区域时，将显示提示信息。
四、配置清单

序号	项目名称	数量
1	智能网关	1 台
2	桁车装卸机器	2 台
3	桁车装卸控制器	2 台
4	六自由度机器臂	2 台
5	六自由度机器臂控制器	2 个
6	RFID 超高频读写器	2 台
7	RFID 防干扰标签	150
8	915M 多通道读写天线	5 个
9	港口物流集装箱	150 个
10	港口大型货轮	1 艘
11	红绿灯控制系统	２个
12	交通灯控制器	1
13	智能道闸	4 个
14	道闸控制器	4 个
15	智能小车	2 台
16	小车循迹标签	50 张
17	智能仓库模型	2 个
18	山体位移控制器	1 套
19	森林火灾控制器	1 套
20	桥面震动控制器	1 套
21	智能显示屏	2 套
22	智能语音播报控制器	2 套
23	港口物流交通系统模型	1 套
24	AGV 无人车	1 辆
25	四轴飞行器	1 台
26	轨道交通火车	1 台
27	火车轨道	1 个
28	智能桁车货物装卸软件系统	1
29	智能机器臂货物装卸软件系统	1
30	港口货物自动盘点管理软件	1
31	港口货物出入库管理软件	1
32	港口 ETC 收费管理软件	1
33	智能路障识别分析软件	1
34	港口车辆调度管理软件	1
35	AGV 无人驾驶车辆软件	1
36	四轴飞行器飞行控制软件	1

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