CN107194441B - 一种连续检测和搜寻料口位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续检测和搜寻料口位置的方法，包括如下步骤：步骤一，在料口设置料口标识器，料口标识器上安装有多个射频标签；步骤二，选用一个分体式位置采集器，将分体式位置采集器设置在料车上；步骤三，通过外部远程在上位机或通过本地连接位置采集器内设置允许相对误差值；步骤四，利用位置采集器读取料口标识器上多个射频标签的ID和RSSI值。本发明的连续检测和搜寻料口位置的方法，通过步骤一、步骤二、步骤三和步骤四的设置，可以有效的在料口上安装标签，同时利用料车上的位置采集器就可以很好的检测到标签，确定料口的位置，如此便能够利用射频技术来实现料车的定位下料了。

Description

一种连续检测和搜寻料口位置的方法

技术领域

本发明涉及一种搜寻方法，更具体的说是涉及一种连续检测和搜寻料口位置的方法。

背景技术

冶金、焦化、矿山和水泥等重工行业散装物料的上料卸料厂房，灰尘大，干扰大，相对简陋环境恶劣。要实现绝对位置的位移检测，目前常用的几种非接触位移检测技术不能胜任。如基于反射或对射原理的激光位移检测、超声波位移检测和接近开关位移检测对介质要求高。粗加工料车运行左右偏摆容差比较大，再者上料卸料轨道检测长度100多米甚至几百米，磁尺位移检测检测不适合上料卸卸料小车的位移检测。

格雷母线位移检测能实现毫米级误差的连续定位，但格雷母线位移检测需要在轨道铺装同长度的格雷母线电缆，投入成本高，安装成本高，为保证检测精度，格雷母线电缆不允许有接头，后期维护成本也高，粗加工位移检测料口区间位置允许误差10厘米，料口一般允许误差2—3厘米要求，精度有一些浪费。

目前RFID射频位移检测，每个料口以及区间单独绑定ID号，没有关联，前期成本和维护成本低，有着很高的技术优势。但是射频读取距离范围不好控制，如果标签安装间隔距离太小，导致一次读取多个标签，不能实现ID号与绝对位置的对应，如果标签安装间隔距离太大，导致不能连续位移检测出现盲区，射频技术识别精度低不能满足粗加工卸料、吊装等厘米级的生产精度要求。

目前利用单个或多读写器读取标签的技术，根据RSSI值的算法判断目标标签的三维或某一维数据，这种技术也受射频技术读取范围大RSSI值漂移制约，读写器天线与标签距离越大，环境的干扰性越大，RSSI值偏差也越大，不能满足轨道位移厘米级“点”的识别。这种技术也存在时效同步性的问题，数据采集后需要传输至异地处理，多台读写设备数据采集不同步，是一种事后数据判断区域的技术，无法用于连接PLC控制轨道运行。

受此以上几个劣势限制，一直制约RFID射频技术在轨道位移检测的推广使用。

目前冶金、焦化、矿山和水泥等重工行业的散装料上料卸料***急需实现料口的正节点位置厘米级精确检测，其他的区间位置分米级位移检测，恶劣环境运行稳定、安装简单、前期后期成本低的能连续检测和搜寻区间位置和正节点位置的位移检测技术。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种成本低，运行稳定且能够很好的实现料口定位的用于连续检测和搜寻料口区间位置和正节点位置的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种连续检测和搜寻料口位置的方法，包括如下步骤：

步骤一，在料口设置料口标识器，料口标识器上安装有多个射频标签，每个射频标签EPCID由射频标签位置类别和料口号组成，用EPCID“11NN”表示左区间射频标签ID，“10NN”表示中正节点射频标签ID，“12NN”和“14NN”分别表示节点左右辅助点射频标签ID，“13NN”表示右区间射频标签ID，其中，NN表示料口号；

步骤二，选用一个分体式位置采集器，将分体式位置采集器设置在料车上，并通过无线连接网间连接器，网间连接器通过DP网桥与运行控制的PLC连接，实现位置采集器与料车PLC连接，分体式位置采集器的RFID天线正对料口标识器；

步骤三，通过外部远程在上位机或通过本地连接位置采集器内设置允许相对误差值及各种工作参数；

步骤四，位置采集器读取料口标识器上多个射频标签的ID号和RSSI值，分别派生出左区间ID、中区间ID、右区间ID、正节点ID4个位置ID和6个异常ID，PLC内分别将将左右区间ID、中区间ID和正节点ID分别作为减速和停止信号控制料车运行。

作为本发明的进一步改进：所述步骤一中还包括再次写EPCID步骤，步骤包括如下：

步骤一，依次将5个标签的射频标签ID进行重新编写，将5个标签ID分别对应写成“11NN”、“12NN”、“10NN”、“14NN”和“13NN”。

作为本发明的进一步改进：所述步骤二中的分体式位置采集器内还具有RFID天线，其中，RFID天线与料口标识器、区间标识器处于同一水平线，所述位置采集器内具有通讯模块，该通讯模块无线通讯连接有网间连接器，通过网间连接器与外部上位机以及PLC机通信，实现数据交换。

作为本发明的进一步改进：所述步骤四中的读取射频标签步骤具有左区间位置、右区间位置、中区间位置和正节点位置检测和搜寻步骤，所述正节点位置检测和搜寻步骤包括：

(1)、当设备从左边接近或处于该料口左区间位置时，位置采集器能读到1个至5个射频标签的ID号和RSSI值，这时射频标签RSSI值呈现左高右低的特征，位置采集器上报“11NN”ID；当设备接近或处于该料口右区间位置时，射频标签RSSI值呈现左低右高的特征，位置采集器上报“13NN”ID，控制***可以将区间位置ID作为减速的信号；

(2)、当设备处于该料口中区间位置无限接近正节点位置时，节点射频标签的RSSI值最大，当左右对称的中区间射频标签RSSI值差的绝对值大于设置允许相对误差值时，上报“12NN”ID，当小于等于设置允许相对误差值差时，上报“10NN”ID，控制***将多个连续的中区间位置ID或正节点ID作为停止的信号；

(3)、当设备停止在料口位置，如果正对料口或处在允许的偏差范围内时，位置采集器会连续读取5个射频标签的数据，这时正节点射频10NN标签RSSI值最大，左右区间12NN、14NN射频标签、左右区间11NN、13NN射频标签的RSSI值差小于或等于设置的相对误差值，位置采集器上报“10NN”ID，将正节点ID作为检验校对的信号；其中，2个相邻较近的料口，通过RSSI值的比较，选择相对较近的料口ID上报；

(4)、在间距较大的料口间布置EPCID号“15NN”的位置标识器，当读取到这个位置标识器时，将这个“15NN”的位置标识器上报“12NN”ID号，表示区间ID，当未读取到这个位置标识器时，上报3000，表示***正常。

本发明的有益效果，通过步骤一的设置，就可以在料口上设置料口标识器，并且对这些标签进行写EPCID，同时在间距较大的料口间相应位置上位置标识器，并对位置标识器进行EPCID撰写，为后面的位置采集器的读取和算法的计算提供基础，通过步骤二的设置，就可以将位置采集器固定到料车上，随着料车同步移动，如此实现位置采集器对料口标识器的读取，而通过步骤三的设置，可以实现位置采集器允许误差值和各种工作参数的设置，使得位置采集器能够根据现场的精度要求和工作效率检测和搜寻料口位置，而通过步骤四的设置，就可以将左区间ID、中区间ID、右区间ID和正节点ID实现向料车运行控制的PLC发送数据，进而实现料车能够很好的寻找到料口的位置并进行停车，这样就能够很好的利用多个标签的算法实现对料口位置的精确搜寻，相比于现有技术中的格雷母线，其成本大大降低，而相比于光感等其他实施方式，抗干扰能力更强，能够很好的运用于冶金、水泥和石化等环境恶劣的散装料上料卸料***。

附图说明

图1为本发明的方法在搜寻料口各标签位置关系的示意图；

图2为搜寻料口位置时各标签RSSI值趋势关系的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至2所示，本实施例的一种连续检测和搜寻料口位置的方法，包括如下步骤：

步骤一，在料口设置料口标识器，料口标识器上安装有多个射频标签，每个射频标签EPCID由射频标签位置类别和料口号组成，用EPCID“11NN”表示左区间射频标签ID，“10NN”表示中正节点射频标签ID，“12NN”和“14NN”分别表示节点左右辅助点射频标签ID，“13NN”表示右区间射频标签ID，其中，NN表示料口号；

步骤二，选用一个分体式位置采集器，将分体式位置采集器设置在料车上，并通过无线连接网间连接器，网间连接器通过DP网桥与运行控制的PLC连接，实现位置采集器与料车PLC连接，分体式位置采集器的RFID天线正对料口标识器；

步骤三，通过外部远程在上位机或通过本地连接位置采集器内设置允许相对误差值及各种工作参数；

步骤四，位置采集器读取料口标识器上多个射频标签的ID号和RSSI值，分别派生出左区间ID、中区间ID、右区间ID、正节点ID4个位置ID和5个异常ID，PLC内分别将将左右区间ID、中区间ID和正节点ID分别作为减速和停止信号控制料车运行，在使用本实施例的方法进行料口识别的过程中，首先通过步骤一将标签设置好，其中设置好标签以后，同时在较大距离的料口间安装区间标签，实现连续定位的需求，区间标签ID写成“15NN”，便于算法处理，然后通过步骤二将位置采集器设置好，之后通过步骤三确定相对误差，最后通过步骤四的算法的设置，可以实现利用位置采集器采集到标签的ID号的方式，将料车能够很好的停到料口的位置上了，其中本实施例中使用的位置采集器即为具有RFID读取功能的读写器，而通过算法得出左区间ID、中区间ID、右区间ID和正节点ID，可以实现初步定位然后到精准定位的过程，如此实现了利用RFID来提供料车的料口查找功能。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤一中还包括再次写EPCID步骤，步骤包括如下：

步骤一，依次分别将5个射频标签EPCID对应写成“11NN”、“12NN”、“10NN”、“14NN”和“13NN”，将区间标识器EPCID写成“15NN”，通过上述写EPCID的方式，可以实现一次性就对5个标签的ID号进行同步编写，这样在后期某个料口标签器损坏的时候，只需要将这个料口标签器进行置换，然后利用上述步骤一一一次性对五个标签进行重新编写，如此便对实际标签的ID没有严格的限定，这样可以大大降低客户的维护成本，同时可以有效的将节点标签和区间标签有效的区别开来。

作为改进的一种具体实施方式，所述步骤二中的分体式位置采集器还连接有

RFID天线，其中，RFID天线与料口标识器、区间标识器正对并保持一定的距离，所述位置采集器内具有通讯模块，该通讯模块无线通讯实现与网间连接器连接，通过网间连接器与外部上位机以及PLC机通讯，实现数据交换，采用同一水平线的方式，位置采集器内的RFID天线与标签之间的距离最为合适，可以保证在料车前进的过程中，位置采集器能够准确有效的读取到标签的ID号和RSSI值。

作为改进的一种具体实施方式，所述所述步骤四中的读取射频标签步骤具有左区间位置、右区间位置、中区间位置和正节点位置检测和搜寻步骤，所述正节点位置检测和搜寻步骤包括：

(1)、当设备从左边接近或处于该料口左区间位置时，位置采集器能读到1个至5个射频标签的ID号和RSSI值，这时射频标签RSSI值呈现左高右低的特征，位置采集器上报“11NN”ID；当设备接近或处于该料口右区间位置时，射频标签RSSI值呈现左低右高的特征，位置采集器上报“13NN”ID，控制***可以将区间位置ID作为减速的信号，实现一个设备预检测到正节点位置，进行前期减速，避免设备到点之后无法马上停止导致的设备停放在料口对应位置上的问题；(2)、当设备处于该料口中区间位置无限接近正节点位置时，节点射频标签的RSSI值最大，当左右对称的中区间射频标签RSSI值差的绝对值大于设置允许相对误差值时，上报“12NN”ID，当小于等于设置允许相对误差值差时，上报“10NN”ID，控制***将多个连续的中区间位置ID或正节点ID作为停止的信号，如此便可以将已经开始预减速的设备进行进一步停止，保证设备能够准确的停到节点位置；

(3)、当设备停止在料口位置，如果正对料口或处在允许的偏差范围内时，位置采集器会连续读取5个射频标签的数据，这时正节点射频10NN标签RSSI值最大，左右区间12NN、14NN射频标签、左右区间11NN、13NN射频标签的RSSI值差小于或等于设置的相对误差值，位置采集器上报“10NN”ID，将正节点ID作为检验校对的信号；其中，2个相邻较近的料口，通过RSSI值的比较，选择相对较近的料口ID上报，如此便可对停止以后的设备的位置进行一个复核，为设备移动到下个位置的料口作为一个准确基础参照，使得设备移动到下个位置的料口更为准确；

(4)、在间距较大的料口间布置EPCID号“15NN”的位置标识器，当读取到这个位置标识器时，将这个“15NN”的位置标识器上报“12NN”ID号，表示区间ID，当未读取到这个位置标识器时，上报3000，表示***正常，以上3种状态很好的表示了在料车运行的过程中与标签之间所处的所有状态，这样通过上述步骤(1)、(2)、(3)的设置，可以对料车运行的过程中每个状态进行有效处理，使得料车能够更好的查找到料口的位置，并且精准下料了，可以进一步实现采集料口位置的效果，同时通过步骤(4)的设置，可以有效的在连个间距较大的料口间布置一个位置标识器，在采集的过程中读取到了就表示为区间ID号，若是未读取到就上报3000数值，表示***正常，如此便很好的实现了在间距较大的料口间也能够实现位置采集的效果。

综上所述，本发明通过步骤一、步骤二、步骤三和步骤四的设置，可以实现利用RFID标签和位置采集器通过算法配合工作的方式来实现料车寻找到料口的位置并且精确下料了，相比于现有技术采用格雷母线的方式，成本大大降低，而相比于采用红外、超声波以及光感的方式，其抗干扰能力更强，更能够适用于炼钢厂这种主要从事粗加工的企业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种连续检测和搜寻料口位置的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，在料口设置料口标识器，料口标识器上安装有多个射频标签，每个射频标签EPCID由射频标签位置类别和料口号组成，用EPCID“11NN”表示左区间射频标签ID，“10NN”表示中正节点射频标签ID，“12NN”和“14NN”分别表示正节点左右辅助点射频标签ID，“13NN”表示右区间射频标签ID，其中，NN表示料口号；

步骤二，选用一个分体式位置采集器，将分体式位置采集器设置在料车上，并通过无线连接网间连接器，网间连接器通过DP网桥与运行控制的PLC连接，实现位置采集器与料车PLC连接，分体式位置采集器的RFID天线正对料口标识器；

步骤三，通过外部远程在上位机或通过本地连接位置采集器内设置允许相对误差值及各种工作参数；

步骤四，位置采集器读取料口标识器上多个射频标签的ID号和RSSI值，分别派生出左区间ID、中区间ID、右区间ID、正节点ID4个位置ID和6个异常ID，PLC内分别将将左右区间ID、中区间ID和正节点ID分别作为减速和停止信号控制料车运行；

所述步骤一中还包括再次写EPCID步骤，步骤包括如下：

步骤一，依次将5个标签的射频标签ID进行重新编写，将5个标签ID分别对应写成“11NN”、“12NN”、“10NN”、“14NN”和“13NN”；

所述步骤四中的读取射频标签步骤具有左区间位置、右区间位置、中区间位置和正节点位置检测和搜寻步骤，所述正节点位置检测和搜寻步骤包括：

(1)、当设备从左边接近或处于料口左区间位置时，位置采集器能读到1个至5个射频标签的ID号和RSSI值，这时射频标签RSSI值呈现左高右低的特征，位置采集器上报“11NN”ID；当设备接近或处于料口右区间位置时，射频标签RSSI值呈现左低右高的特征，位置采集器上报“13NN”ID，控制***可以将区间位置ID作为减速的信号；

(2)、当设备处于料口中区间位置无限接近正节点位置时，正节点射频标签的RSSI值最大，当左右对称的中区间射频标签RSSI值差的绝对值大于设置允许相对误差值时，上报“12NN”ID，当小于等于设置允许相对误差值差时，上报“10NN”ID，控制***将多个连续的中区间位置ID或正节点ID作为停止的信号；

(3)、当设备停止在料口位置，如果正对料口或处在允许的偏差范围内时，位置采集器会连续读取5个射频标签的数据，这时正节点射频10NN标签RSSI值最大，左右区间12NN、14NN射频标签、左右区间11NN、13NN射频标签的RSSI值差小于或等于设置的相对误差值，位置采集器上报“10NN”ID，将正节点ID作为检验校对的信号；其中，2个相邻较近的料口，通过RSSI值的比较，选择相对较近的料口ID上报；

(4)、在间距较大的料口间布置EPCID号“15NN”的位置标识器，当读取到这个位置标识器时，将这个“15NN”的位置标识器上报“12NN”ID号，表示区间ID，当未读取到这个位置标识器时，上报3000，表示***正常。

2.根据权利要求1所述的连续检测和搜寻料口位置的方法，其特征在于：所述步骤二中的分体式位置采集器内还具有RFID天线，其中，RFID天线与料口标识器、区间标识器处于同一水平线，所述位置采集器内具有通讯模块，该通讯模块无线通讯连接有网间连接器，通过网间连接器与外部上位机以及PLC机通信，实现数据交换。

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