托盘跟踪可视性执行摘要
一家一级第三方物流 (3PL) 供应商将年度托盘损失注销减少了 86 % 并减少了叉车行驶里程 27 % 每个托盘配备 Lansitec 蓝牙信标 作为一个自我修复的网格进行协作。外部“领导者”信标将内部信标的 ID 转发给 套接字同步 网关 和 宏 蓝牙网关,通过 LoRaWAN 回传压缩有效载荷。电池供电系统需要 无需运行以太网,也无需重新布线,七周即可收回成本。
托盘追踪的客户概况和挑战
客户运营着一个占地 40,000 平方米的常温仓库,每天周转约 8,000 个托盘。四层高的堆垛和金属薄膜收缩包装经常会阻挡直接的 BLE 信号,因此单标签解决方案会留下盲区;托盘错放每年会造成超过 2.8 万欧元的核销和工时成本。
Lansitec 托盘跟踪可视化解决方案
层 | 推荐设备 | 为什么它适合托盘跟踪和蓝牙网状网络 |
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信标/网格节点(在每个托盘上) | B005 蓝牙信标 – IP68、2 × CR2477(提前 0.5 秒时约为 5 年)、–20 … +4 dBm、可选 AoA 和温度传感器。 | • 足够坚固,可用于叉车和收缩包装,IP68 外壳确保即使在收缩包装内也无需维护• 大电池支持频繁的网状重传,双 CR2477(2000 mAh)使用寿命为 5 年• 如果仓库稍后添加网关侧 AoA 以实现区域级精度,则 AoA 升级已准备就绪 |
边缘/出口信标(每个托盘堆外面) | 相同 B005,配置为 “网格边界”节点 – 定期聚合来自内部信标的 ID 并将其转发出去。 | • 无需额外 SKU:只需不同的固件配置文件(中继器 + LoRaWAN 上行链路调度程序)• 150 米视线范围,可调节 -20 … +4 dBm TX,用于 RF 卫生 |
LoRaWAN + BLE 网状回程 | SocketSync 蓝牙网关 (插件)适用于密集货架通道; 宏蓝牙网关 适用于开放的高棚区域。两者均通过 LoRaWAN 转发 BLE 数据,并且仅需电源/电池供电。 | • “1 个网关 → 1.5 公里 LoRa” 消除了以太网运行• 时钟同步功能使网关可以发送通过网格级联的统一纪元,因此所有信标都在同一个 30 毫秒窗口中 TX,从而减少了 RF 冲突• AC 85–305 V + 300 mAh 备用电池(插座同步)• 38 000 mAh Li-SoCl₂,IP66,–45 … +85 °C;> 500 个信标/网关(宏)• LoRaWAN OTAA,一个 SF9 数据包中最多 15 个信标 ID |
云/WMS | 任何 LNS + 应用服务器(例如 ChirpStack + 您的 ERP/WMS) | • 接收托盘 ID、上次看到的网关、RSSI 和可选温度;发出“托盘丢失”或“错误区域”警报 |
蓝牙Mesh优势
内部信标在密集产品中跳跃距离小于0.5米,避免了25-30 dB的衰减,而这种衰减会干扰直接安装在过道上的接收器。即使暴露的引导节点受损,下一个完好的节点也会自动升级,因此托盘永远不会“熄灭”。
托盘级无线电架构
┌────────────────托盘高度 2 米 ────────────────┐
| B005 (网格边框) 顶角的“引线” |
| ↑ 网格 ADV 数据包的中继 |
| ┌──── 托盘内部 – 堆叠的纸箱 ────┐ |
| | • 3-5 个 B005“成员”信标,每层 1 个 | |
| └──────────────────────────────────────────────┘ |
└──────────────────────────────────────────────────────┘
- 当纸箱形成一个密集的 2-3 米立方体时,直接 BLE → 网关链路会衰减至 -90 dBm 或中断。
- 在 蓝牙网状网络,每个 B005 充当 中继;外部“领导者”保持朋友/中继角色。
- Mesh PDU 携带 2 字节公司 ID + 4 字节托盘 UID。
- 网关的周期性 时间更新 消息同步所有内部时钟(±100 µs),因此中继突发显示为一个紧密的数据包组,从而最大限度地减少了 LoRa 空中时间。
托盘跟踪的部署和调试工作流程
步 | 行动 | 工具 |
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1 | 将 B005 固定在托盘底座滑轨上,并每隔一层纸箱(工业魔术贴或扎带槽)固定。扫描二维码/NFC 扫描二维码,将 UID 绑定到 WMS 中的托盘 #。 | 智能手机应用程序 |
2 | 在编组车道上,“领队”信标被贴在了包裹的外面。应用程序会推送一个 领导者 配置文件(中继 = 开启、朋友 = 开启、TxPower = 0 dBm)。 | 通过 BLE 进行 OTA |
3 | 将 SocketSync 网关插入过道端插座;它们自动将 LoRaWAN 与 OTAA 连接起来并发布其 GPS/过道标签。 | Web 用户界面 |
4 | 仓库地图自动填充托盘图标;超过 X 分钟未报告的托盘以红色突出显示。 | WMS 仪表板 |
实施路线图
- 标记 - 三 B005 蓝牙信标 每个托盘均采用 Velcro 魔术贴固定(内层两层,外层一层)。二维码扫描将信标 UID 与 WMS 中的托盘 ID 绑定。
- 网关接入 – SocketSync 单元插入过道插座;宏单元覆盖无电源的高棚区。所有网关通过 LoRaWAN 同步时钟,并广播网状时间更新,使每个信标的校准误差在 ±100 µs 以内。
- 数据流 – 内部节点每 15 秒通告一次;领导者进行聚合、压缩和中继。 网关 转发列表,加上 RSSI 和可选温度。
- 仪表板 – WMS 会标记任何 5 分钟内未听到声音的托盘;拣货员可以通过最后看到的网关和信号强度来定位它。
总计推出:三天内推出 1800 个托盘;22 个网关实现全面覆盖。
测量结果(前 12 个月)
关键绩效指标 | 前 | 后 | Δ |
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平均搜索时间/错放托盘 | 14分钟 | 2分30秒 | –82 % |
年度托盘注销 | €28 000 | €4 000 | –86 % |
叉车行程 | 52公里/天 | 38公里/天 | –27 % |
信标电池更换 | 无 | 0 (预计4.8年) | – |
为什么是这种架构?
草图显示了几个 “成员” B005 信标埋入货物内部,一个“领导者”信标固定在托盘的外表面上。 这听起来可能有些多余,但它解决了三个实际问题 单身的 外部标签加上一些过道安装的继电器则不能。
无线电物理学:堆叠的货物会吸收大量 BLE 能量
密集的货物(纸张、液体、金属薄膜)会使 2.4 GHz 信号衰减 25-30 dB。*当托盘高度为四层或用箔纸包裹时,位于远端的标签可能会被每个过道或天花板入口遮挡。通过让 每个内层都有一个低功耗“跳跃”,数据包只需穿过负载 0.3 到 0.5 米,就能再次遇到干净的空气。然后,外部“引导”会转发数据包。由于 B005 的接收灵敏度为 -96 dBm,即使是两到三跳短距离也能轻松保持在噪声水平之上。
可靠性和安全裕度
叉车叉子、拉伸膜切割器或货架撞击都可能剪断暴露的信标灯。如果 单身的 标签丢失,托盘将变得不可见。在外面放置一个信标(以获得最佳射频效果) 内部有两个以上(用于冗余) 意味着即使领导者受损,ID 仍会报告;下一个完整的信标会自动提升自己为网格中的领导者。
清洁电池经济
一个 B005 蓝牙信标 使用两节 CR2477 电池,在 0 dBm / 0.5 秒的广告频率下,大约可以使用五年。以如今纽扣电池的价格计算,额外购买 1 至 1.50 欧元的锂电池,即可获得多年的免搜索时间和报废成本,而普通仓库每丢失一个托盘,平均要花费数十欧元。
为什么仅在过道安装“接力杆”是不够的
话题 | 每个托盘仅需一个标签 + 过道中继 | 一个领导者+内部网格节点(推荐) |
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深筹码内的覆盖范围 | 依赖侧向射频路径;容易被阻挡 | 保证:短跳逃脱每一层 |
资产身份 | 如果外标签被撕掉,托盘ID就会丢失 | 任何幸存的信标仍然可以公布其 ID |
粒度 | 行中继见 “某物” 现在;无法分辨 哪个 8 个托盘中有一个丢失 | 每个托盘都有自己的 UID,因此 WMS 可以精确定位 |
传感器数据(温度/冲击) | 测量过道空气,而不是产品核心 | 内部信标测量货物所见的条件 |
安装成本 | 更少的托盘标签,但额外的动力继电器硬件和接线 | 每托盘 +2–3 个信标;无需额外的电源接线 |
网状带宽不是瓶颈
SocketSync 网关最多可以接收 SF9 的单个 LoRaWAN 数据包中有 15 个信标 ID。网关的时间同步使所有内部信标能够在相同的 30 毫秒窗口内进行传输,因此来自“埋藏”节点的额外流量几乎不占用 LoRa 空中时间。
底线
价值 300 多欧元的托盘上有三个信标(硬件价格约 10 欧元),可将搜索时间缩短 80 % 以上,并将年度损失减少 85 % 以上。 增加记录运输过程中核心温度或冲击的能力,ROI 在第一次更换电池之前就能到达。
所以,是的——你 可以 尝试单个外部信标加上行中继,但在实践中,混合介质射频阴影和现实世界的滥用使额外的内部节点成为始终可见的托盘最简单、最便宜的保险。
业务影响和客户关键要点
和 投资回报率 × 6.2 在第一年,仅用了七周的时间就实现了收支平衡,客户现在计划将网状架构扩展到出站阶段,实现实时拖车负载验证和数字保管证明。
- 网格节拍衰减 堆叠的含水量高的货物(饮料、纸张)会使低功耗蓝牙 (BLE) 信号衰减 25-30 dB。堆内中继器可在不提高发射功率的情况下恢复清晰的射频路径。
- 时钟同步 = 可预测的通道使用情况 – 同步信标在同一时间段内爆发,因此一个 LoRaWAN数据包 最多可携带 15 个托盘 ID(符合 SF9 工作周期限制)。内置多网关同步功能可防止数据包冲突,并允许 IT 团队无需重新调整即可添加网关。
- 电池经济性 – B005 中的两个 CR2477(< 3 欧元)在五年内摊销,每托盘天增加 < 0.0002 欧元。
- 可扩展 – 单个宏网关支持 > 500 个信标,因此 10 k 个托盘仓库只需要分布在 LoRa 室内小区上的 ~20 个网关。
- 坚固耐用且工业化 – IP68 信标可经受冲洗;IP66 宏网关的运行温度范围为 –45 °C 至 +85 °C。
- 面向未来 – B005 上的可选 AoA 和温度感应可在业务准备就绪时实现亚米级定位或冷链监控。
自从安装了 Lansitec 网后,我们再也没有丢失过一个托盘。叉车司机减少了寻找货物的时间,从而有更多的时间搬运库存。 — 3PL 仓库物流经理。