本發(fā)明涉及智能自動(dòng)化控制和物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，尤其是一種agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控裝置和方法。

背景技術(shù)：

目前，因?yàn)閍gv無(wú)可替代的優(yōu)越性，促使著它在全球范圍內(nèi)不斷地發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，很好的降低了agv的成本，并使其得到更好的性能，迅速普及開(kāi)來(lái)，開(kāi)始進(jìn)入智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的時(shí)代，形成了新的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)今agv要的發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)不需要固定線(xiàn)路的、并具有全方位運(yùn)行能力的agv，以及提高其在超重負(fù)荷、高定位精確度等一些特殊要求下的工作能力，因此agv的發(fā)展具有廣闊前景。

如何對(duì)大量車(chē)間的agv小車(chē)進(jìn)行監(jiān)控，以及如何確保監(jiān)控手段高效、準(zhǔn)確，是目前agv車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)的agv小車(chē)多采用以單片機(jī)為核心的電路板作為控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)編程設(shè)備繁瑣、程序算法和可靠性驗(yàn)證困難、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。因此，當(dāng)需要針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不斷變化的需求情況對(duì)小車(chē)相應(yīng)功能進(jìn)行完善和改變時(shí)，不便于更改，基本的更改都需涉及對(duì)硬件的修改。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控裝置和方法，在保證經(jīng)濟(jì)性合理的情況下，滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)接收傳遞更準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)agv小車(chē)運(yùn)行集中控制效果更加穩(wěn)定、可靠、安全。

一種agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控裝置，包括wifi數(shù)據(jù)終端、數(shù)據(jù)集中器和集中控制中心，并分開(kāi)裝置，所述wifi數(shù)據(jù)終端設(shè)置在agv小車(chē)上，通過(guò)wifi通訊與所述數(shù)據(jù)集中器連接，所述數(shù)據(jù)集中器通過(guò)wifi通訊方式與所述集中控制中心連接。

進(jìn)一步的，所述wifi數(shù)據(jù)終端包括arm9核心板，并通過(guò)usb從設(shè)備接口連接wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡，所述wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口和rs232串行通信接口，并通過(guò)所述rs232串行通信接口連接plc，所述plc連接rfid刷卡模塊和電阻觸摸屏。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)集中器包括arm9核心板，并通過(guò)usb從設(shè)備接口連接wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡，所述wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口。

進(jìn)一步的，所述集中控制中心包含imx6處理器，通過(guò)rs485串行接口連接pc機(jī)電腦實(shí)現(xiàn)通訊控制，芯片物理層與100m以太網(wǎng)接口相連，經(jīng)jtag接口與debug模塊相連，通過(guò)rs232接口接入電源供電模塊、通過(guò)2x15排針的lvds0接口將lcd液晶顯示器接入并通過(guò)usb接口和電腦連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

進(jìn)一步的，所述arm9處理器采用12v的電源適配器配合單片同步降壓調(diào)節(jié)器mp2307產(chǎn)生5v的直流電壓供電。

進(jìn)一步的，所述imx6處理器采用5v的直流電壓供電。

一種agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控方法，包括：

（1）將數(shù)個(gè)wifi節(jié)點(diǎn)（多輛輛plc小車(chē)與wifi模塊統(tǒng)稱(chēng)）與數(shù)據(jù)集中器置于同一局域網(wǎng)環(huán)境下，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)集中器都有不同的ip地址并且互相可以ping通；

（2）通過(guò)電阻觸摸屏向plc下發(fā)路徑信息；

（3）plc通過(guò)rs232串口通信將路徑信息傳送至wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡；

（4）wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡請(qǐng)求數(shù)據(jù)集中器調(diào)用當(dāng)前路徑信息的命令和模式以返還給wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡；

（5）wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡通過(guò)串口通訊將路徑信息送至plc進(jìn)行agv小車(chē)驅(qū)動(dòng)；

（6）agv小車(chē)沿給定的路徑信息運(yùn)行；

（7）wifi數(shù)據(jù)終端的rfid刷卡模塊采集小車(chē)運(yùn)動(dòng)信息并上報(bào)至plc；

（8）plc將采集到的小車(chē)運(yùn)動(dòng)信息返回wifi無(wú)線(xiàn)控制模塊，wifi無(wú)線(xiàn)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

通過(guò)改進(jìn)wifi數(shù)據(jù)終端工作在分布式狀態(tài)，采用無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)節(jié)點(diǎn)與agv小車(chē)上的wifi數(shù)據(jù)終端進(jìn)行連接，確保通訊即穩(wěn)定又便捷。數(shù)據(jù)集中器根據(jù)上報(bào)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)收集agv小車(chē)運(yùn)動(dòng)位置信息，存儲(chǔ)與規(guī)劃相應(yīng)的agv小車(chē)路線(xiàn)，并指揮各agv小車(chē)以最優(yōu)路徑行駛，以便整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最高的工作效率。集中控制中心作為有效數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)端，向管理員提供可視化的顯示界面，方便工人實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)相應(yīng)的agv小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、缺料用料等信息。

本發(fā)明的agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控裝置，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的集中控制方式，具備智能化控制廠(chǎng)區(qū)小車(chē)的功能，能夠高效、準(zhǔn)確的對(duì)大量agv小車(chē)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)相應(yīng)的agv小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及小車(chē)運(yùn)動(dòng)位置信息，存儲(chǔ)與規(guī)劃相應(yīng)的agv小車(chē)路線(xiàn)，并指揮各小車(chē)以最優(yōu)路徑行駛，以使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最高的工作效率，具有更高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中wifi數(shù)據(jù)終端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中arm9核心板的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中rs232串行通信接口的電路圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中ar9271無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的電路圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)據(jù)集中器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中集中控制中心的機(jī)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中降壓調(diào)節(jié)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

一種agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控裝置，包括wifi數(shù)據(jù)終端、數(shù)據(jù)集中器和集中控制中心，并分開(kāi)裝置，所述wifi數(shù)據(jù)終端設(shè)置在agv小車(chē)上，通過(guò)wifi通訊與所述數(shù)據(jù)集中器連接，所述數(shù)據(jù)集中器通過(guò)wifi通訊方式與所述集中控制中心連接。

wifi數(shù)據(jù)終端包括arm9核心板，wifi數(shù)據(jù)終端接口如圖1所示，arm9核心板結(jié)構(gòu)如圖2所示，arm9核心板通過(guò)usb從設(shè)備接口連接wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡，所述wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口和rs232串行通信接口，并通過(guò)所述rs232串行通信接口連接plc，如圖3所示，所述plc連接rfid刷卡模塊和電阻觸摸屏。arm9核心板如圖4所示，采用sm9260芯片，其處理器是asm926ejs，內(nèi)部采用nandflash控制器，電源模塊輸出5v直流電壓到arm9核心板，經(jīng)過(guò)dc-dc調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出兩個(gè)信號(hào)電壓，一路輸出3.3v電壓給arm9核心板的電源管理系統(tǒng)，另外一路通過(guò)dc-dc電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出1.8v的信號(hào)電壓，滿(mǎn)足arm9核心板內(nèi)核電壓需求，10/100mmac控制器模塊通過(guò)外接phy物理層網(wǎng)卡芯片連接到100m以太網(wǎng)接口。

arm9核心板能進(jìn)行操作系統(tǒng)的運(yùn)行，具有相當(dāng)豐富的資源，將linux操作系統(tǒng)通過(guò)交叉編譯移植到arm9核心板上，達(dá)到所需的控制要求。arm9核心板其具有如下特性：兼容ieee-802.3-2002協(xié)議，提供mii（mediaindependentinterface介質(zhì)無(wú)關(guān)接口）和rmii（reducedmediaindependentinterface簡(jiǎn)化媒體獨(dú)立接口）兩種接口，采用rmii接口時(shí)可輸出50m基準(zhǔn)時(shí)鐘；支持10m/100mbit兩種速率；內(nèi)置專(zhuān)有的dma控制器，可提供dma（directmemoryaccess，直接內(nèi)存存?。┖蚿io（programminginput/outputmodel通過(guò)cpu執(zhí)行i/o端口指令來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)交換模式）操作。在該arm9核心板中nandflash控制器作為一個(gè)接口功能模塊，提供了系統(tǒng)軟件到外部nandflash設(shè)備的數(shù)據(jù)通路，nandflash控制器支持一個(gè)或多個(gè)外部nand閃存，支持onfi2.x規(guī)范，并兼容onfi1.x規(guī)范，nandflash有128m存儲(chǔ)容量，最大可擴(kuò)展至16g。

arm9核心板與wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡采用rs232通信接口相連，plc將rfid刷卡模塊信息通過(guò)相應(yīng)的通信協(xié)議傳送到wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡再通過(guò)相應(yīng)的協(xié)議打包后發(fā)送給遠(yuǎn)端的服務(wù)器系統(tǒng)。wifi無(wú)線(xiàn)模塊通過(guò)usb從設(shè)備接口與arm9核心板相連，arm9核心板通過(guò)加載linux嵌入式系統(tǒng)后建立相關(guān)的tcp/ip協(xié)議站，本實(shí)施例中wifi無(wú)線(xiàn)控制板采用ar9271無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，如圖4所示，ar9271無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡具有四路引腳輸入，分別用于提供5v電源輸入、公共端和連接usb從設(shè)備接口。ar9271無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡符合ieee802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，最高可達(dá)到150mbps傳輸率；支持無(wú)線(xiàn)漫游技術(shù)，保證穩(wěn)定無(wú)縫隙的無(wú)線(xiàn)通訊連接。

wifi數(shù)據(jù)終端主要工作在分布式狀態(tài)，與數(shù)據(jù)集中器進(jìn)行連接，將采集到的數(shù)據(jù)信息以相應(yīng)的傳輸協(xié)議發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，與此同時(shí)接收數(shù)據(jù)集中器發(fā)送的相應(yīng)路線(xiàn)規(guī)劃控制指令，控制小車(chē)的行進(jìn)路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)agv小車(chē)數(shù)據(jù)交互，完成小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制。

數(shù)據(jù)集中器，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括arm9核心板，arm9核心板通過(guò)usb從設(shè)備接口連接wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡，所述wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口。當(dāng)wifi數(shù)據(jù)終端通過(guò)100m以太網(wǎng)接口連接到數(shù)據(jù)集中器中時(shí)，數(shù)據(jù)集中器為其啟動(dòng)一個(gè)客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)，當(dāng)客戶(hù)端服務(wù)器收到來(lái)自wifi數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)時(shí)，解析并處理數(shù)據(jù)，隨后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給wifi數(shù)據(jù)終端。數(shù)據(jù)集中器中的arm9核心板裝載linux系統(tǒng)和sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)，支持串口、網(wǎng)口、信息存儲(chǔ)、查詢(xún)等功能；采用wifi通信，工作于協(xié)調(diào)器模式；使用rs485通信模式與數(shù)據(jù)集中控制中心互聯(lián)。

數(shù)據(jù)集中器作為整套系統(tǒng)的核心，接收和發(fā)送控制信息到agv小車(chē)的wifi數(shù)據(jù)終端上，完成與agv小車(chē)的數(shù)據(jù)傳輸與交互，控制小車(chē)運(yùn)行在指定的路徑，存儲(chǔ)、管理及分析來(lái)自各個(gè)agv小車(chē)的wifi數(shù)據(jù)終端的信息，并接收來(lái)自集中控制中心的相關(guān)指令，同時(shí)也將agv小車(chē)的工作狀態(tài)發(fā)送給集控控制中心，讓操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，不僅具有高速的處理能力，也具備穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等優(yōu)點(diǎn)。

集中控制中心，其結(jié)構(gòu)如圖6所示，包含imx6處理器、rs232接口、rs485串行接口、100m以太網(wǎng)接口、debug接口模塊、電源供電模塊、lcd液晶顯示器和usb從設(shè)備接口。集控控制中心的imx6處理器裝置linux系統(tǒng)，支持常用標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)格式、linux用戶(hù)命令，支持串口、網(wǎng)口等功能；通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的rs485串行接口和數(shù)據(jù)集中器互聯(lián)；裝載sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)、查詢(xún)等功能；配置標(biāo)準(zhǔn)嵌入式qt庫(kù)，能運(yùn)行嵌入式可視化集控監(jiān)控程序，支持lcd顯示。其中，imx6處理器包括數(shù)字開(kāi)關(guān)量采用定制的6路io端口（根據(jù)需要定制），各端口分別用于通信端口rs485串行接口、modbus主機(jī)接口、10/100m以太網(wǎng)接口、wifi無(wú)線(xiàn)模塊、rs232接口（占用兩個(gè)端口用于調(diào)試）；外部存儲(chǔ)模塊采用sd卡/mmc卡；內(nèi)存容量128mb/64mb(可擴(kuò)展至512mb)；nandflash容量128mb（可擴(kuò)展至16gb）；指示燈2路，分別為電源燈和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)燈；vga顯示接口，其分辨率為1024*768@60hz。

集控控制中心作為有效數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)端，向操作人員提供可視化的顯示界面，方便人工實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)agv小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)數(shù)據(jù)集中器上報(bào)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)與規(guī)劃相應(yīng)的agv小車(chē)路線(xiàn)，以便整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最高的工作效率。

arm9核心板采用12v的電源適配器配合單片同步降壓調(diào)節(jié)器mp2307產(chǎn)生5v的直流電壓供電，降壓調(diào)節(jié)電路如圖7所示。單片同步降壓調(diào)節(jié)器mp2307采用8引腳soic封裝，工作電流為3a，當(dāng)負(fù)載電流工作頻率減少至110khz340k，負(fù)載率為0%～90%，輸入電壓范圍為4.75v-23v，輸出電壓范圍為0.925v-20v，快速瞬態(tài)響應(yīng)以及逐周期電流限制主要有電流控制模式供給。一個(gè)可調(diào)節(jié)的軟啟動(dòng)可防止在打開(kāi)和關(guān)閉模式下的浪涌電流，電源電流低于1ua。imx6處理器采用5v的直流電壓供電。

所述agv小車(chē)無(wú)線(xiàn)集控方法，每一個(gè)客戶(hù)端服務(wù)對(duì)應(yīng)著一個(gè)在線(xiàn)的wifi節(jié)點(diǎn)，wifi節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行解析處理。

wifi節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)端口連接到數(shù)據(jù)集中器中，數(shù)據(jù)集中器為其啟動(dòng)客戶(hù)端節(jié)點(diǎn)；

客戶(hù)端服務(wù)收到來(lái)自wifi節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí)，解析并處理數(shù)據(jù)，隨后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給wifi節(jié)點(diǎn)；

wifi節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)集中器置于同一局域網(wǎng)環(huán)境下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)集中器配置不同的ip地址并且互相可以ping通；

小車(chē)放置指定跑道，數(shù)據(jù)集中器啟動(dòng)運(yùn)行連接網(wǎng)絡(luò)；

小車(chē)啟動(dòng)，wifi模塊通電并接入廠(chǎng)區(qū)局域網(wǎng)內(nèi)，板卡程序啟動(dòng)準(zhǔn)備接收來(lái)自plc小車(chē)發(fā)來(lái)的串口數(shù)據(jù)；

通過(guò)電阻觸摸屏向plc下發(fā)路徑信息；

plc通過(guò)rs232串口通信將路徑信息傳送至wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡；

wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡請(qǐng)求數(shù)據(jù)集中器調(diào)用當(dāng)前路徑信息的命令和模式以返還給wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡；

wifi無(wú)線(xiàn)控制板卡通過(guò)串口通訊將路徑信息送至plc進(jìn)行agv小車(chē)驅(qū)動(dòng)；

agv小車(chē)沿給定的路徑信息運(yùn)行；

wifi數(shù)據(jù)終端的rfid刷卡模塊采集小車(chē)運(yùn)動(dòng)信息并上報(bào)至plc；

plc將采集到的小車(chē)運(yùn)動(dòng)信息返回wifi無(wú)線(xiàn)控制模塊，wifi無(wú)線(xiàn)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。