LGWL-GK01型智能港口物流交通實訓系統

一、系統簡介
LGWL-GK01型智能港口物流交通實訓系統以港口物流為背景，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輸為研究內容，構建的一套類似真實的現代化港口物流交通實訓系統，主要模擬周轉于倉庫與港口碼頭之間的貨物裝卸、運輸、盤點的流程，同時對港口周邊環境進行災害預警。

系統外觀圖

當有車輛進入港口，智能道閘識別車輛后會自動打開，并實時語音播報到達站目的地的信息。當智能車輛準確停放在裝卸貨指定地點時，可手動選擇要裝入車輛貨物的位置，然后自動進行裝卸貨過程。
當智能小車離開港口，智能港口出口道閘自動打開，并顯示在此港口停留的所花的費用，在點陣上實時的顯示出價格。
當智能小車離開港口后，會經過幾個指定的站點，*終到達倉庫，進入倉庫進行裝卸貨和貨柜的盤點工作。
一個裝卸貨流程完畢后，小車將進入執行下一次裝卸貨任務。
同時，實訓平臺上設置了一些自然災害的模擬，如橋面震動、森林火災、山體滑坡等交通意外，通過災害檢測傳感器的實時探測以及智能處理，實現港口環境預警系統。
二、系統構成
港口物流交通實訓系統覆蓋物聯網的傳感層、網絡鏈路層、網關、以及應用層。智能網關是整個系統的核心，是連接傳感層與應用層的橋梁。系統拓撲如圖所示：

系統框架圖

三、系統功能
1、智能車輛運輸系統
智能小車需要實現循跡、自動駕駛、無線通訊、避障、車輛運動控制、路況信息采集等功能。目前小車搭載的系統包括：電機控制系統，循跡系統，避障系統，Zigbee通訊系統，WIFI無線通訊系統， RFID系統，環境溫濕度采集系統。

2、集裝箱桁車裝卸貨系統
智能桁車裝卸貨系統，是港口物流系統的重要組成部分，主要由多自由度全方位電機構成，采用單片機控制運動軌跡。當小車到達裝卸貨指定地點時，通過無線向管理平臺發出命令，管理平臺接收到后，通過無線通信向桁車控制器發送裝卸貨指令，桁車控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，操作X/Y/Z軸電機運動，從而實現貨物的自動裝卸。貨物裝卸完成后，運輸車自動離開。
該桁車結構合理、剛性好，運行平穩、噪聲小，全自動程控運行，能夠穩定可靠地實現港口貨物的全方位抓取與放置。

3、機器臂裝卸貨系統
對于不規則貨物，可采用機器臂控制系統裝卸貨。六自由度機械臂的臂部由大臂、小臂組成，一般具有兩個自由度，即伸縮、回轉、俯仰或升降，采用單片機控制運動軌跡。當小車到達裝卸貨指定地點時，通過無線向管理平臺發出命令，管理平臺接收到后，通過無線通信向機器臂控制器發送裝卸貨指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，操作機器臂經過回轉、伸縮、升降、俯仰等幾組動作組合，實現貨物的自動裝卸。貨物裝卸完成后，運輸車自動離開。

4、智能集裝箱動態感知顯示系統
智能顯示系統作為港口貨物統計的一個重要環節，通過RFID技術，將統計當前港口總貨物數量，當控制器將港口貨物提放到小車上離開港口，信息機將自動將港口貨物的數量減少一個。

5、港口智能車輛出入ETC收費管理系統
出入港口道閘識別開啟系統（又稱智能車輛識別），利用車輛自動識別（Automatic Vehicle Identification簡稱AVI）技術、網絡技術完成車輛與監控中心之間的無線數據通訊，實現智能開啟道閘系統。使用該系統，車主只要在車窗上安裝感應卡并錄入信息，通過出入口時便不用人工開啟道閘，也無須停車，將自動識別車主身份從而開啟道閘。
智能道閘系統實用化比較多的一個系統，由于其無人化操作的優越性以及成本方面帶來的優勢，在模擬智能交通過程中一定要加入這個模塊。
同時當小車離開港口時，車輛離開信息將在LED點陣屏上顯示出來。

6、港口信息智能顯示與播報系統
智能播報功能系統，當小車行駛至港口上貨區域時，將進行語音播報當前車輛信息，并提示上貨提醒。

小車到達港口上貨處

7、港口環境災害預警系統
港口交通監控系統作為智能交通系統的一個組成部分，在保證城市交通安全、暢通方面發揮著巨大的作用。現代除了對于傳統的交通管理需要監控外，還需要對交通周邊的環境、斷橋、山洪、火災、山體滑坡、等信息進行監控。

8、智能交通燈與路燈管理
小車除了在港口內部的道路系統之外，還配有港口外部的交通系統，體現了港口外智能交通的便捷。車輛智能識別紅綠燈狀態，通過Zigbee無線傳輸的方式，對當前狀態采取對應的措施，遵循交通規則“紅燈停綠燈行”的方式。紅綠燈通過無線的方式給網關發送對應的燈的狀態，小車判斷到燈的狀態后，執行停止和循跡的智能化操作。
系統根據光線傳感器采集的光亮度值自動控制路燈的打開和關閉。當光亮度值低于某一個閾值時，即打開路燈，當光亮度值高于某一個閾值時，關閉路燈，達到節能的目的。

9、AGV無人駕駛車輛
智能小車需要實現循跡、自動駕駛、無線通訊、避障、車輛運動控制、路況信息采集等功能。目前小車搭載的系統包括：電機控制系統，循跡系統，避障系統，WIFI通訊系統，WIFI無線通訊系統，攝像頭系統，RFID系統。

10、航空物流快運系統
航空物流，是現代物流中的重要組成部分，其提供的是安全、快捷、方便和優質的服務。空運以其迅捷、安全、準時的贏得了相當大的市場，大大縮短了交貨期，對于物流供應鏈加快資金周轉及循環起到了極大的促動作用。
系統采用四軸飛行器作為航空運輸的載體，它主要由碳纖維四軸機架、ArduPilotMega 飛行姿態控制器、GPS定位模塊、915M無線數據傳輸模塊、電壓電流傳感器、鋰電池電壓測量模塊、2.4G 無線控制器、2.4G 無線接收器、三相直流無刷電機、三相直流無刷電機調速器、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發資料。

遙控器與四軸飛行器

11、港口軌道交通系統
軌道交通系統主要由火車、軌道、以及軌道交通燈組件組成。由于鋁材有不會生銹，質量比鐵輕，外形好看等優點，所以火車采用鋁制。軌道設計因考慮到需要導電，所以全部采用銅制工字型銅材，可設計成直軌或半圓軌。

12、港口貨物數據庫管理軟件
當前數據庫信息的查詢與上傳，可及時顯示當前數據庫中的內容，上傳至云主機中去實時的跟新。
（1）數據庫更新表

（2）低頻卡數據庫信息

13、港口貨物出入庫管理軟件
智能顯示系統作為港口貨物統計的一個重要環節，通過RFID技術，將統計當前港口總貨物數量，當控制器將港口貨物提放到小車上離開港口，信息機將自動將港口貨物的數量減少一個；

貨物統計

當貨物被運送至卸貨區域時，小車信息機顯示并提示貨物安全運送至目的地，如果貨物長時間未送至卸貨區域時，將顯示提示信息。
四、配置清單

序號	項目名稱	數量
1	智能網關	1 臺
2	桁車裝卸機器	2 臺
3	桁車裝卸控制器	2 臺
4	六自由度機器臂	2 臺
5	六自由度機器臂控制器	2 個
6	RFID 超高頻讀寫器	2 臺
7	RFID 防干擾標簽	150
8	915M 多通道讀寫天線	5 個
9	港口物流集裝箱	150 個
10	港口大型貨輪	1 艘
11	紅綠燈控制系統	２個
12	交通燈控制器	1
13	智能道閘	4 個
14	道閘控制器	4 個
15	智能小車	2 臺
16	小車循跡標簽	50 張
17	智能倉庫模型	2 個
18	山體位移控制器	1 套
19	森林火災控制器	1 套
20	橋面震動控制器	1 套
21	智能顯示屏	2 套
22	智能語音播報控制器	2 套
23	港口物流交通系統模型	1 套
24	AGV 無人車	1 輛
25	四軸飛行器	1 臺
26	軌道交通火車	1 臺
27	火車軌道	1 個
28	智能桁車貨物裝卸軟件系統	1
29	智能機器臂貨物裝卸軟件系統	1
30	港口貨物自動盤點管理軟件	1
31	港口貨物出入庫管理軟件	1
32	港口 ETC 收費管理軟件	1
33	智能路障識別分析軟件	1
34	港口車輛調度管理軟件	1
35	AGV 無人駕駛車輛軟件	1
36	四軸飛行器飛行控制軟件	1

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LGWL-GK01型 智能港口物流交通實訓系統

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