建设背景与目标
人车混行风险
送样需穿行厂区复杂作业区，人车混行、夜间作业存在安全风险。
人工效率受限
人工单次往返约 10 分钟，转运依赖人工，过程难以全程追溯。
全天候运行需求
生产连续运行，需要 7×24 小时不间断的样品转运保障。
≤ 5 分钟
单次送样转运时长
原人工往返约 10 分钟
2.5 kg
单次最大有效载重
满足多批次样品运输
7×24 h
无人值守连续运行
循环作业不间断
IP65
机库与物流柜防护等级
适配户外作业场景
系统总体架构
系统由硬件设备、软件平台两部分组成，以“送样任务”为驱动，按“送样柜提交任务—调度系统排程—无人机取货运输—机库置格交接—返航停放充电”的闭环方式运行。
硬件设备
- 中心物流机库
- 送样物流柜
- 送样无人机（1 主 1 备）
- 中控操作台
- 物流箱与液体样瓶
软件平台
- 调度管理系统（私有化部署）
- 柜屏安卓端送样应用
- 业主对应业务系统 RESTful 接口、WebSocket 状态回传
全流程闭环作业
单次送样任务形成“取货—运输—置格—返航充电”完整闭环，循环往复实现连续送样。人员只需完成放样与一键送样，后续环节全部由系统自动完成。
- 01
放样
人脸识别或刷卡开门，将封装好的样品装入物流箱并放入料位。
- 02
一键送样
按压机械送样按钮提交；按钮不可用时经柜屏应用应急提交。
- 03
任务入队
调度系统按优先级动态排队，选用可用无人机执行。
- 04
无人机出航
电量与气象条件达标后从中心物流机库起飞，RTK 定位导航。
- 05
柜口取货
夹具抓取物流箱两侧挂耳并锁止，确认牢固后起飞。
- 06
固定航线运输
沿预设 RTK 航点固定航线飞往化验室，全程实时监控。
- 07
机库置格
将物流箱放入料位暂存区，自动感知来料位状态。
- 08
交接确认
置格状态回传检化验系统，实验室人员凭权限取件。
- 09
返航停放充电
返回起降坪停放并自动无线充电，电量 20% 充至 80% 不超过 30 分钟。
- 10
循环等待
充电完成进入待命状态，等待下一次送样任务。
送样操作双通道
送样柜设置机械送样按钮与柜屏安卓端送样应用两条通道，互为冗余，任一通道故障不影响送样作业。
机械送样按钮
直接硬接线接入柜体电气控制系统，独立于触控屏运行；配翻盖防护罩与长按确认，集成三色状态指示灯。
柜屏安卓端送样应用
部署于柜体触控屏，以“送样”按钮为核心，联动人脸识别与身份卡，展示任务与柜体状态，超限时阻止提交。
核心设备与主要参数
成套装置可按厂区实际点位与样品结构组合配置。
| 序号 | 设备名称 | 数量 | 单位 | 主要技术参数 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 中心物流机库 | 1 | 台 | 6 料位暂存、自动无线充电、恒温机库、气象站、IP65 |
| 2 | 送样物流柜 | 多台 | 台 | 机械一键送样、自动上货、称重校验、IP65 |
| 3 | 送样无人机 | 2 | 台 | 1 主 1 备，有效载重 2.5kg，RTK 定位、多向避障雷达 |
| 4 | 调度管理系统 | 1 | 套 | 私有化部署，任务调度、航线管理、设备管控、异常处理 |
| 5 | 中控操作台 | 2 | 台 | 27 英寸显示器、国产操作系统，满足信创要求 |
| 6 | 物流箱与样瓶 | 若干 | — | 固体 / 液体物流箱与液体样瓶，可循环使用 |
调度管理系统
任务调度引擎
基于实时任务量的动态队列算法，结合样品优先级、送样点分布与无人机电量自动优化执行顺序，支持任务重排与紧急任务插队。
航线规划与管理
航点基于 RTK 坐标标定并协助完成政府备案；日常航线固定不变，必要时由管理员实时调整，以应对临时障碍物与点位变化。
设备管控与监控
远程管理无人机、中心物流机库与送样物流柜，支持状态查询、参数设置与故障诊断，集成全景监控查看飞行与装卸过程。
后台运维
提供设备管理、任务日志、告警中心与数据分析，管理人员据此掌握设备运行数据与任务执行情况。
权限管理
分级操作权限，仅授权人员可开启物流柜与机库料位，所有开门与操作行为均可追溯。
多任务与循环机制
多个送样点可同时提交任务，系统按“先到先服务 + 优先级 + 电量均衡”排程；主用机繁忙或电量不足时自动切换备用机执行。
与检斤检化验系统对接
开发标准 RESTful 接口与 WebSocket 回调机制，与现有检斤检化验系统接口匹配，接口服务部署于私有化服务器，数据加密传输、权限受控。
任务触发
送样柜提交样品编号、样品类型、送样点、重量等信息建档。
状态回传
起飞、取货、运输、到达等关键节点状态实时同步至检化验系统。
交接确认
置格完成后回传交接信息，检化验系统确认接收，形成数据闭环。
安全与异常处理机制
三级智能异常处理
链路异常
通信中断或信号丢失时自动触发重连，重试 3 次失败后无人机自动返航至最近备降点。
设备故障
无人机动力或导航系统故障时自动启动就近迫降程序，并同步向调度室发送告警信息。
失联故障
无人机完全失联时启动定位追踪，运维人员可依据内置定位模块查找设备位置并及时介入。
运行防护措施
称重超限防护
柜内称重模块自动校验，重量超过设定阈值即报警并阻止送样，从源头防止超载运输风险。
气象条件联动
机库气象站实时监测风速与雨量，超标时自动暂停飞行任务，条件恢复后再执行。
权限控制与追溯
放样、取货、运输、置格、取件各环节均记录操作人、时间与状态，流转过程可追溯。
通道冗余与切换
机械按钮与柜屏应用互为备份，任一通道故障不影响送样作业，修复后自动恢复双通道。
项目实施
现场勘察与方案设计
明确装置供货范围与要求，结合现场实际完成设计方案，完善设备清单的单位与数量。
安装与调试
完成设备安装与调试，包括单机调试、系统联调、航线标定与政府备案，交付控制系统源代码与安装辅材。
试运行与验收
按单机试运行、空负荷试运行、带负荷试运行顺序推进，试运行结束后出具试运行报告。
维护保障与培训
质保与技术服务
质保期自验收合格之日起 1 年，设备与系统均在范围内。期内出现质量问题或故障，2 小时内答复、8 小时内给出解决方案，需现场处理的 48 小时内到场。质保期满后提供长期技术服务，更换配件只收成本费。
备件与耗材保障
螺旋桨、电池、降落伞等易损件采用可自主更换结构，按说明书即可完成更换，无需返厂；物流箱与液体样瓶为可循环使用设计并持续供应。
培训
免费提供设备操作、调度管理与日常维护培训（现场或远程），涵盖设备原理与结构、操作流程与软件使用、简易故障判别、安全防护常识与易损件更换。