摘 要

当今时代，自动化设备被广泛使用于各个行业，自动化仓储作业应运而生。但是，在自动化行业发展过程中，仓储安全问题屡屡出现。对仓储作业过程中所使用的设备进行监控并辅以视频监控，能够提升我国仓储行业自动化水平，对于减少安事故隐患，提高自动仓储作业效率以及货物周转率具有重要现实意义。

本文以某自动化仓库为基础，以对仓储作业所使用设备进行监控为目标，对自动化仓储作业入库、盘点和出库作业流程进行分析，并对仓储作业过程中所使用AGV、巷道堆垛机、辊子输送机设备的监控参数和监控方案进行分析与设计，借助Visual Studio软件平台并使用C#语言对监控系统进行开发，最后通过SQL Sever模拟数据源以及调用摄像头进行测试，验证了所开发的系统能够实现对各仓储设备进行监控并能实现视频监控的目的。

关键字：Visual Studio，C#，SQL Sever，监控，自动仓储作业

Abstract：

Nowadays, automation equipment is widely used in various industries, and automatic warehousing comes into being. However, in the process of the development of automation industry, storage security problems often appear. Monitoring the equipment used in the process of warehousing operation and supplemented by video monitoring can improve the level of automation in our national warehousing industry, which is of great practical significance for reducing safety hazards, improving the efficiency of automatic warehousing operation and the turnover rate of goods.

In this paper, on the basis of an automated warehouse, in order to monitor equipment used for warehouse operation as the goal, the automated warehouse storage, inventory and unloading process is analyzed, and used in the process of storage and operation of AGV, stacker machine, roller conveyor equipment, monitoring parameters and monitoring scheme analysis and design, with the help of a Visual Studio software platform and using c # language to develop monitoring system, finally through SQL Sever simulation data source and calling cameras to test, It is verified that the developed system can realize the purpose of monitoring each warehouse equipment and video monitoring.

Key Words：Visual Studio, C#, SQL Sever, monitoring, automatic warehouse operation

目录

摘要 I

Abstract： II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3 论文主要内容 3

第2章 自动仓储作业分析 5

2.1仓储作业简介 5

2.2过程状态分析 5

2.2.1 入库作业 5

2.2.2 出库作业 7

2.2.3 货物盘点 8

2.3 监控对象分析 8

2.3.1 AGV监测分析 8

2.3.2 辊子输送机堵塞检测分析 9

2.3.3 巷道堆垛机监测分析 10

2.4 本章小结 10

第3章 自动仓储作业监控系统设计 11

3.1 设计方案和措施 11

3.1.1 技术方案 11

3.1.2 技术措施 11

3.1.3 系统架构 12

3.2设备监测参数设计 12

3.3 硬件设计 13

3.3.1 传感器选型与布置 13

3.2.3 数据通信 14

3.4 软件设计 15

3.4.1 软件框架 15

3.4.2 传感器数据处理 16

3.4.3 视频图像数据处理 17

3.5 数据库设计 18

3.5.1 SQL Sever简介 18

3.5.2 仓储环境数据 18

3.5.3 辊子输送机数据 19

3.5.4 AGV数据 19

3.5.5 巷道堆垛机数据 19

3.6 本章小结 20

第4章 自动仓储作业监控系统开发与测试 21

4.1 系统开发工具简介 21

4.1.1 Microsoft Visual Studio简介 21

4.1.2 C#语言简介 21

4.2 系统开发 21

4.2.1 主界面 22

4.2.2 辊子输送机界面 23

4.2.3 AGV界面 24

4.2.4 巷道堆垛机界面 25

4.2.5 视频界面 26

4.2.6 数据库连接 27

4.3 系统测试 28

4.4 本章小结 31

第5章 经济性与环保性分析 32

5.1 经济性分析 32

5.2 环保性分析 32

第6章 总结与展望 33

6.1 总结 33

6.2 展望 33

参考文献 34

致谢 36

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1 研究背景

在经济全球化竞争越来越激励的情形下，物流被认为是国民发展的基础和命脉，企业对仓库安全和效率的要求也越来越高。自动化立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的出入库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已越来越受到企业的重视。与自动化立体仓库发展伴随而生的即为仓库内仓储作业监控系统的产生，任何生产企业、仓储企业都需要自动化立体仓库 ^[1]。

二十一世纪以来，立体仓库技术高速发展，被广泛应用于物流、医药、烟草、机械等领域。尽管立体仓库的发展前景广阔，我国与发达国家在技术上仍存在很大差距。由于大型仓库对设备的可靠性、工艺性有很高的要求，国内的企业往往选择由国外进口的设备。随着我国“一代一路”政策的不断推进，对于立体仓库的需求会越来越高，同时也对仓库的出入库能力提出了更高的要求。我国物流业受到落后的工业水平和一些经济因素的制约，发展起步较晚，但是为了减小与当今世界国际先进水平的差距，我们在着重开发具有高性能并拥有自主知识产权的立体仓库系统的同时，也需要设计开发仓储的监控系统，实现仓储作业全过程以及其中所使用的各自动化设备实时监控，有助于物流技术从自动化向智能化的跨越。

1.1.2 研究意义

仓储作业监控是针对整个仓储作业环节所使用到的各个设备进行实时化监控，是仓储企业为了及时查看并发现仓储出库作业、入库作业以及移库作业所使用的AGV自动导引小车、辊子输送机、巷道堆垛机的运行状况以及货架上货位利用情况，察觉自动化设备故障、货物输送堵塞等异常状况 ，提升仓储作业运行效率和仓库周转率即提供高效仓储的重要组成部分。研究对仓储作业过程中所使用的设备进行监控，能够提升国仓储行业自动化水平，对于减少安全事故隐患，提高自动仓储作业效率以及货物周转率具有重要现实意义。

（1）实时对仓储作业设备进行监测，了解设备的运行参数、运作情况和运行状态，便于工作人员及时在设备发生故障、货物运送堵塞时排除并疏通堵塞，保证自动仓储作业安全、顺利、高效的进行。

（2）对整个自动仓储作业过程中使用的设备进行监控，系统能够将设备在运行时的状态进行跟踪和记录并储存在企业数据库中，便于以后企业工作人员能够对设备参数进行分析，预估设备未来的运行状态趋势，依据当前设备状态对设备及时调整、更换和报废，降低整个仓储的设备运营成本。在企业采购仓储作业设备时，有历史数据可以参考，选择合适的设备，降低设备采购成本。

（3）在当今合作共赢的企业发展模式下，对整个自动仓储作业过程中使用的设备进行监控，仓储企业能够将采集到的历史设备运行状态的数据发送给设备供应商，让设备供应商分析历史运作数据，对一些落后于时代、不合当下时代的设备进行改造升级，对一些性能不平衡的设备进行优化。当然，根据采集的设备运行状态数据，设备供应商可以修订设备维修制度，深度开发设备的运行潜力^[2]。

（4）对仓储作业进行监控，既能实时了解仓储作业过程中各设备的状态，发现仓储作业过程中设备调度、布局的不足，对设备调度、布局进行优化，提升仓储的周转速度，保证了仓储系统的经济性；对仓储作业实时监控，又能实时了解并储存设备运行数据，有助于及时发现当前设备所存在的问题，并对设备进行及时更换和升级，能够降低能耗，避免许多安全事故的发生。

总而言之，进行自动仓储作业监控的目的就是确保整个仓储作业环节安全、高效的进行，消除仓储作业过程中的各种隐患，提升仓储作业的效益。在AGV、辊子输送机、巷道堆垛机等仓储作业设备发生故障或货物在输送带上发生堵塞时，企业能够及时发现并立即采取相关措施，及时疏通输送线，降低损失。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

经过阅读许多期刊、论文等资料，对于目前国内关于仓库方面监控的研究进度有了一些大致了解。

物联网技术的高速发展，带动仓储行业的监控系统也向着自动化、无线化和小型集成化的方向快速发展。西方发达国家在仓储监控系统方面的研究，起步要比我们早很多^[3]。早在上个世纪中叶，国外一些简单的环境监控系统就已经宣布问世。而后来慢慢到了九十年代中期，一些技术先进的西方发达国家（如美国、日本、德国）就已经将分布式仓储监控系统应用到很多大型企业工厂^[4]。

目前，美国的环境监控系统处于世界领先水平，自从20世纪80年代开始就已经着手进行研发，其中该系统已经被82%的民用仓库（如蔬果仓、粮仓、烟仓、药仓等）安装，97%的大型军用仓库也已经投入使用该系统，推动了军队仓库现代化管理水平的提升^[5]。美国研发的环境监控系统，主要功能是利用人机交互界面来进行参数的设置，通过使用各种传感器等采集数据，绘制出监控参数的实时曲线图，能够显示出仓库内部的相关设备和环境信息。监控系统的结构模块包括计算机显示模块、传感器等数据采集模块、参数设置模块等，将这些模块汇总在一起形成一个完整的监控系统^[6]。

俄罗斯对于仓库监控系统的应用也起步发展的较早，对于仓库系统环境、设备等的设计、建造、布局、使用情况也很重视，其中在仓库环境监控方面拥有很高的水平。在军工方面投资大量的人力和财力，进行仓库环境、输送、材料物资存储等进行仔细研究与开发，提高了整个仓储系统的运营效率。在上个世纪80年代中期，日本仓储企业开始投入使用实时仓储监控系统，对仓库内的一些环境要素（如温度、光照和湿度等）、设备运行情况进行监控，提升仓库的管理运营效率^[7]。

1.2.2国内研究现状

在国内，仓储行业监控系统的研发起步的时间与国外相比相对较晚，在上个世纪90年代中后期才开始研究开发仓库监控系统，功能都比较单一，大多数控制模块都是以微型处理器为核心的 ^[8]。

北京物资学院的徐燕、刘军等人2017年在期刊上发表了《仓储设备振动及温湿度实时监测系统的设计》，在该论文中主要针对仓储设备由于故障导致的振动异常、温度过高现象，设计振动及温湿度进行开发实时监测系统。实验结果表明，系统能够对振动、温湿度进行实时监测，监测范围能够满足常见仓储设备早期故障的监测需求。然而仓储行业经过多年来飞速发展，自动化乃至全自动化仓储慢慢诞生，仅仅只是研究振动和温湿度监测对于整个仓储作业系统来说是不够的^[9]。

2016年，上海东华大学的王一斌发表了名为《基于Web的仓储作业监控与管理系统关键技术研究》的学位论文，论文主要介绍了整个仓储作业的管理控制和监控两个方面，在监控方面详细介绍了基于Web的通讯手段以及接口设计，对于可视化显示界面也有相应设计。然而该系统对于自动化仓储设备以及流水线方面的监控还有待完善，仅仅只是Web窗口显示，缺乏视频方面的直观监控^[10]。

2015年，北京物资学院的吴英豪等人发表了《基于WSN的仓储设备监控系统研究》，该论文分析了监控仓储设备的必要性，简要搭建了WSN的监控应用系统架构。然而对于具体监控系统以及展示平台，还需另作研究设计^[2]。

2015年，浙江大学的赵少骏发表了《基于无线传感器网络的仓储监控系统设计》，该系统主要利用Zigbee技术组建无线传感器网络进行仓储设备、环境等数据采集，详细介绍了传感器的布置以及数据通信方式的设计，并且主要监控对象为仓库环境情况，为后面整个仓储监控系统的完善搭建了良好的平台^[11]。

1.3 论文主要内容

本次毕业设计主要针对自动仓储作业监控系统设计，对整个仓储作业过程中所使用的AGV、输送机等设备的运行状态进行实时监控并采用摄像头进行视频监控。整个系统主要分为两个方面，一方面通过传感器采集数据以及调用自动化设备上的状态数据，通过使用无线网络节点传送至计算机接口，使用Visual Studio软件将数据处理并通过界面展示；另一方面通过摄像头采集图像数据并实时传送给计算机，计算机界面进行实时视频监控。

在本次系统开发时，由于无法具体实时自动化仓库运转的监控，故而在数据源方面，使用SQL Sever软件设计多个表单来进行数据采集模拟，Visual Studio软件通过调用数据库来进行监控演示，更换数据库内数据，系统显示界面跟随变动，达到监控系统的实时性。

论文具体组织如下：

第一章：绪论。本文首先介绍了本次自动仓储作业监控系统设计与开发的研究背景和研究意义，分析了仓储行业监控系统在国内外的研究发展现状，论述了监控系统的设计方案和措施，然后列出了论文的结构安排。

第二章：自动仓储作业分析。对自动化仓储作业进行简要介绍，分析总结了仓储作业的不连续性、不均衡性、广泛性和复杂性等几个特点；继而根据简介对仓储作业的入库、盘点和出库三个阶段进行作业过程分析，根据仓储作业基本流程，分析了在仓储作业过程中所使用设备的状态，并着重分析了辊子输送机堵塞的检测方法。

第三章：系统设计。本章开始，针对自动仓储作业的过程并参考文献资料，列出了本次系统开发的设计方案和措施，接着设计列出了系统对自动仓储作业所使用的自动化设备监控参数，并从硬件、软件和数据库三个方面对系统进行设计。

第四章：系统开发与测试。经过前面三章介绍的准备工作，本章将进行监控系统的开发和测试。第一节简要介绍了系统的开发工具，接下来详细介绍了如何为使用Visual Studio软件平台搭配C#进行系统开发，最后使用上一章设计的数据库模拟数据源进行测试，并将输出结果以及调用摄像头进行视频监控的结果进行展示。

第五章：经济性与环保性分析。本章主要为在系统开发与测试完成之后对系统从经济性与环保性两个方面进行分析。

第六章：总结与展望。本章对整个仓储作业监控系统设计与开发过程中的工作进行总结，也揭示了本次设计过程中的不足，并在今后的工作中进行改进。

第2章 自动仓储作业分析

2.1仓储作业简介

仓储是指在从原材料生产至用户整个供应链中，由于企业订单预定或经过市场预测而使原材料、产品等暂时存放，提升产品价值或用于应急情况的物流活动。它是集中反映供应链中货物情况的综合场所，将生产、运输和销售三个部分连接起来，促进产品生产，提升物资周转效率，并能对产品进行升值 ^[12]。如图2.1所示，为整个仓储作业布局图。

图2.1 仓储作业布局图

自动仓储作业主要依托于自动化立体仓库，在计算机系统的总体命令下，利用AGV导引小车、辊子输送机、巷道堆垛机、机械手、立体货架等自动化设备有序配合作业，完成整个自动化仓库从接收订单安排货物入库开始，到货物分拣出库的过程^[13]。

通过查阅资料，对自动仓储作业的特点有如下总结：

（1）仓储作业的作业量具有不均衡性。自动化立体仓库每次进行仓储作业主要是根据客户的入库保存订单和出库订单信息来进行操作，由于每次订单上货物量的不同造成每次仓储作业的作业量均不相同，因此具有不均衡性。

（2）仓储作业具有不连续性。整个仓储作业分为入库作业、保存盘点和出库作业三个阶段，仓储的主要功能是物品暂时存放，因此对于同一批货物，三个阶段的作业在时间上具有不连续性。

（3）仓储作业的作业对象复杂。自动化立体仓库所接受存储的货物根据客户需要不尽相同，仓储作业系统所接收订单上货物种类也多种多样，因此操作对象复杂。

（4）仓储作业具有广泛性。由于自动化立体仓库货架上货位规格一定，任何货物在进行仓储作业之前都会进行装箱打包、放置于固有规格的托盘上，因此只要货物规格满足仓储设备的要求，均能进行仓储作业。

2.2过程状态分析

为确保整个仓储作业安全、高效的进行，在自动化仓储作业过程中，就需要对所使用的设备以及仓储作业环境进行实时监控，了解各个环节设备运行状态。对自动仓储作业过程进行分析，明确所需要监控的对象，便于在后面软件开发过程中进行针对性设计。

根据翻阅许多资料，仓储作业是指从商品入库到商品发送出库的整个仓储作业活动，主要包括入库、货物盘点和出库三个环节^[14]。因此，对自动仓储作业过程状态进行分析，主要就是分析仓储出入库作业以及盘点过程中所使用辊子输送机、AGV、巷道堆垛机、分拣机等自动化设备的运行状态。

2.2.1 入库作业

在仓储作业入库流程中，入库环节主要有：制定入库计划→清点收货→进行货物验收→货物签收→装载入库。任何货物在进行入库作业时，主要使用的设备有AGV自动导引小车、辊子输送机和巷道堆垛机。而所使用3种设备在自动仓储作业中有运行、故障和闲置三种设备运行状态、AGV自动导引小车和巷道堆垛机的位置与速度状态、辊子输送机是否堵塞等几种过程状态。具体入库操作流程图如图2.2所示^[15]。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：