基于RMG的货物定位系统的研究与开发

论文摘要

钢铁物流以“钢铁”为对象,以“物流”为运作,以“信息”为核心,其中资金流、信息流、物流相互促进、相互融合。本文采用无线传感器网络、RFID、移动终端等传感及身份识别技术,设计开发钢铁货场货物定位跟踪系统,为货物的信息采集和查找提供了一个灵活可靠的支持平台。从国内物流行业信息化应用现状来看,直接针对室外堆场大宗物资如钢铁及其起重作业设备的信息化监管是一个空白领域,相关业务仍然靠人工操作完成,现有的信息化方案无法解决这一难题,也是相关企业信息化应用的瓶颈。本论文结合某公司的数字化货场项目展开研究,设计了一种基于龙门吊定位的货物自动定位系统。课题的创新和突破就在于,用低成本的技术方案,解决了室外堆场、物资、起重设备的自动化管理问题,变被动式管理为主动监管,不仅提高了生产效率,也为安全生产提供了更有效的保障；同时也为无线传感器网络、RFID等新兴物联网技术在钢铁物流行业中的应用进行了探索,为将来的普及和推广奠定了基础。本文全面分析了国内外有关龙门起重机定位技术的研究及应用现状,通过现场调研,弄清楚钢铁货场的现状,并且根据公司实际情况做了需求分析,理清楚系统流程和设计思路,着手分析货物定位跟踪子系统,在此基础上设计系统总体结构,并对方案进行可行性论证。为了进一步提高GPS定位精度和系统的可靠性,采用了三种典型的滤波算法。其中带约束的Kalman滤波算法是以龙门吊轨道的直线方程作为定位滤波的约束条件,建立系统模型,并推导约束条件下的Kalman滤波方程。最后取实验数据进行验证、对比分析,结果表明带约束的Kalman滤波算法对提高GPS定位精度效果比较明显,达到了定位要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与课题来源
• 1.2 本课题研究的意义和目的
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 GPS定位原理
• 1.5 本文研究的内容与结构
• 第2章 系统需求分析
• 2.1 钢铁货场简介
• 2.2 货物信息管理系统概述
• 2.2.1 货物信息管理系统定义
• 2.2.2 货物信息管理系统的任务
• 2.3 调研分析
• 2.3.1 货物信息管理现状
• 2.3.2 剪板加工车间现状
• 2.4 作业流程分析
• 2.4.1 进货作业
• 2.4.2 出货作业
• 2.5 需求分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 系统总体方案设计
• 3.1 系统总体构架设计思路
• 3.2 货物定位跟踪系统流程
• 3.3 解决方案可行性分析
• 3.3.1 坐标体系定义
• 3.3.2 系统结构方案设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 龙门吊定位关键技术
• 4.1 轨道式龙门吊及其特性
• 4.2 差分GPS定位
• 4.3 硬件设计
• 4.3.1 主控PC及位置传感器
• 4.3.2 通信方案
• 4.3.3 实物展示
• 4.4 软件设计
• 4.4.1 数据帧定义
• 4.4.2 显示界面设计
• 4.5 抗干扰技术
• 4.5.1 信号干扰源及种类
• 4.5.2 抗干扰措施
• 4.6 本章小结
• 第5章 GPS实验数据处理及分析
• 5.1 系统数据流程
• 5.2 滤波算法提高定位精度
• 5.2.1 滑动平均值滤波法
• 5.2.2 一般Kalman滤波
• 5.2.3 带约束的Kalman滤波
• 5.3 实验对比分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参研项目