本發(fā)明涉及智能自動化控制和物聯(lián)網(wǎng)通信領域，尤其是一種agv小車無線集控裝置和方法。

背景技術：

目前，因為agv無可替代的優(yōu)越性，促使著它在全球范圍內(nèi)不斷地發(fā)展。隨著計算機技術的發(fā)展，很好的降低了agv的成本，并使其得到更好的性能，迅速普及開來，開始進入智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、信息化的時代，形成了新的產(chǎn)業(yè)。當今agv要的發(fā)展方向是開發(fā)不需要固定線路的、并具有全方位運行能力的agv，以及提高其在超重負荷、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。

如何對大量車間的agv小車進行監(jiān)控，以及如何確保監(jiān)控手段高效、準確，是目前agv車輛監(jiān)控系統(tǒng)必須要解決的問題。傳統(tǒng)的agv小車多采用以單片機為核心的電路板作為控制系統(tǒng)，其系統(tǒng)編程設備繁瑣、程序算法和可靠性驗證困難、開發(fā)周期長。因此，當需要針對工業(yè)現(xiàn)場不斷變化的需求情況對小車相應功能進行完善和改變時，不便于更改，基本的更改都需涉及對硬件的修改。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種agv小車無線集控裝置和方法，在保證經(jīng)濟性合理的情況下，滿足無線監(jiān)測信號接收傳遞更準確，實現(xiàn)agv小車運行集中控制效果更加穩(wěn)定、可靠、安全。

一種agv小車無線集控裝置，包括wifi數(shù)據(jù)終端、數(shù)據(jù)集中器和集中控制中心，并分開裝置，所述wifi數(shù)據(jù)終端設置在agv小車上，通過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wifi通訊方式與所述集中控制中心連接。

進一步的，所述wifi數(shù)據(jù)終端包括arm9核心板，并通過usb從設備接口連接wifi無線控制板卡，所述wifi無線控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口和rs232串行通信接口，并通過所述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。

進一步的，所述數(shù)據(jù)集中器包括arm9核心板，并通過usb從設備接口連接wifi無線控制板卡，所述wifi無線控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口。

進一步的，所述集中控制中心包含imx6處理器，通過rs485串行接口連接pc機電腦實現(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rs232接口接入電源供電模塊、通過2x15排針的lvds0接口將lcd液晶顯示器接入并通過usb接口和電腦連接進行數(shù)據(jù)交換。

進一步的，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。

進一步的，所述imx6處理器采用5v的直流電壓供電。

一種agv小車無線集控方法，包括：

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

（2）通過電阻觸摸屏向plc下發(fā)路徑信息；

（3）plc通過rs232串口通信將路徑信息傳送至wifi無線控制板卡；

（4）wifi無線控制板卡請求數(shù)據(jù)集中器調(diào)用當前路徑信息的命令和模式以返還給wifi無線控制板卡；

（5）wifi無線控制板卡通過串口通訊將路徑信息送至plc進行agv小車驅(qū)動；

（6）agv小車沿給定的路徑信息運行；

（7）wifi數(shù)據(jù)終端的rfid刷卡模塊采集小車運動信息并上報至plc；

（8）plc將采集到的小車運動信息返回wifi無線控制模塊，wifi無線控制模塊實現(xiàn)對小車運動狀態(tài)的實時監(jiān)控。

通過改進wifi數(shù)據(jù)終端工作在分布式狀態(tài)，采用無線通訊網(wǎng)絡，通過無線訪問節(jié)點與agv小車上的wifi數(shù)據(jù)終端進行連接，確保通訊即穩(wěn)定又便捷。數(shù)據(jù)集中器根據(jù)上報的數(shù)據(jù)信息，實時收集agv小車運動位置信息，存儲與規(guī)劃相應的agv小車路線，并指揮各agv小車以最優(yōu)路徑行駛，以便整個系統(tǒng)達到最高的工作效率。集中控制中心作為有效數(shù)據(jù)監(jiān)測端，向管理員提供可視化的顯示界面，方便工人實時的監(jiān)測相應的agv小車運動狀態(tài)、缺料用料等信息。

本發(fā)明的agv小車無線集控裝置，相對于現(xiàn)有技術中的集中控制方式，具備智能化控制廠區(qū)小車的功能，能夠高效、準確的對大量agv小車進行監(jiān)控，實時的監(jiān)測相應的agv小車運動狀態(tài)及小車運動位置信息，存儲與規(guī)劃相應的agv小車路線，并指揮各小車以最優(yōu)路徑行駛，以使整個系統(tǒng)達到最高的工作效率，具有更高的經(jīng)濟性、可靠性以及實用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中wifi數(shù)據(jù)終端的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中arm9核心板的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中rs232串行通信接口的電路圖；

圖4為本發(fā)明實施例中ar9271無線網(wǎng)卡的電路圖；

圖5為本發(fā)明實施例中數(shù)據(jù)集中器的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中集中控制中心的機構示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例中降壓調(diào)節(jié)電路的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

一種agv小車無線集控裝置，包括wifi數(shù)據(jù)終端、數(shù)據(jù)集中器和集中控制中心，并分開裝置，所述wifi數(shù)據(jù)終端設置在agv小車上，通過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核心板結構如圖2所示，arm9核心板通過usb從設備接口連接wifi無線控制板卡，所述wifi無線控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口和rs232串行通信接口，并通過所述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dc-dc調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出兩個信號電壓，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dc-dc電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換輸出1.8v的信號電壓，滿足arm9核心板內(nèi)核電壓需求，10/100mmac控制器模塊通過外接phy物理層網(wǎng)卡芯片連接到100m以太網(wǎng)接口。

arm9核心板能進行操作系統(tǒng)的運行，具有相當豐富的資源，將linux操作系統(tǒng)通過交叉編譯移植到arm9核心板上，達到所需的控制要求。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)無關接口）和rmii（reducedmediaindependentinterface簡化媒體獨立接口）兩種接口，采用rmii接口時可輸出50m基準時鐘；支持10m/100mbit兩種速率；內(nèi)置專有的dma控制器，可提供dma（directmemoryaccess，直接內(nèi)存存?。┖蚿io（programminginput/outputmodel通過cpu執(zhí)行i/o端口指令來進行數(shù)據(jù)的讀寫的數(shù)據(jù)交換模式）操作。在該arm9核心板中nandflash控制器作為一個接口功能模塊，提供了系統(tǒng)軟件到外部nandflash設備的數(shù)據(jù)通路，nandflash控制器支持一個或多個外部nand閃存，支持onfi2.x規(guī)范，并兼容onfi1.x規(guī)范，nandflash有128m存儲容量，最大可擴展至16g。

arm9核心板與wifi無線控制板卡采用rs232通信接口相連，plc將rfid刷卡模塊信息通過相應的通信協(xié)議傳送到wifi無線控制板卡再通過相應的協(xié)議打包后發(fā)送給遠端的服務器系統(tǒng)。wifi無線模塊通過usb從設備接口與arm9核心板相連，arm9核心板通過加載linux嵌入式系統(tǒng)后建立相關的tcp/ip協(xié)議站，本實施例中wifi無線控制板采用ar9271無線網(wǎng)卡，如圖4所示，ar9271無線網(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從設備接口。ar9271無線網(wǎng)卡符合ieee802.11b/g/n標準，最高可達到150mbps傳輸率；支持無線漫游技術，保證穩(wěn)定無縫隙的無線通訊連接。

wifi數(shù)據(jù)終端主要工作在分布式狀態(tài)，與數(shù)據(jù)集中器進行連接，將采集到的數(shù)據(jù)信息以相應的傳輸協(xié)議發(fā)送到數(shù)據(jù)集中器上進行數(shù)據(jù)分析，與此同時接收數(shù)據(jù)集中器發(fā)送的相應路線規(guī)劃控制指令，控制小車的行進路線，實現(xiàn)agv小車數(shù)據(jù)交互，完成小車的運動控制。

數(shù)據(jù)集中器，其結構如圖5所示，包括arm9核心板，arm9核心板通過usb從設備接口連接wifi無線控制板卡，所述wifi無線控制板卡連接100m以太網(wǎng)接口。當wifi數(shù)據(jù)終端通過100m以太網(wǎng)接口連接到數(shù)據(jù)集中器中時，數(shù)據(jù)集中器為其啟動一個客戶端節(jié)點，當客戶端服務器收到來自wifi數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)時，解析并處理數(shù)據(jù)，隨后將對應的數(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，支持串口、網(wǎng)口、信息存儲、查詢等功能；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小車的wifi數(shù)據(jù)終端上，完成與agv小車的數(shù)據(jù)傳輸與交互，控制小車運行在指定的路徑，存儲、管理及分析來自各個agv小車的wifi數(shù)據(jù)終端的信息，并接收來自集中控制中心的相關指令，同時也將agv小車的工作狀態(tài)發(fā)送給集控控制中心，讓操作人員實時監(jiān)測整個系統(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、可擴展性、可管理性等優(yōu)點。

集中控制中心，其結構如圖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)，支持常用標準文件系統(tǒng)格式、linux用戶命令，支持串口、網(wǎng)口等功能；通過標準的rs485串行接口和數(shù)據(jù)集中器互聯(lián)；裝載sqlite數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息存儲、查詢等功能；配置標準嵌入式qt庫，能運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)字開關量采用定制的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主機接口、10/100m以太網(wǎng)接口、wifi無線模塊、rs232接口（占用兩個端口用于調(diào)試）；外部存儲模塊采用sd卡/mmc卡；內(nèi)存容量128mb/64mb(可擴展至512mb)；nandflash容量128mb（可擴展至16gb）；指示燈2路，分別為電源燈和系統(tǒng)運行狀態(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)測端，向操作人員提供可視化的顯示界面，方便人工實時監(jiān)測agv小車運動狀態(tài)，根據(jù)數(shù)據(jù)集中器上報的數(shù)據(jù)信息，實時的存儲與規(guī)劃相應的agv小車路線，以便整個系統(tǒng)達到最高的工作效率。

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，當負載電流工作頻率減少至110khz340k，負載率為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)響應以及逐周期電流限制主要有電流控制模式供給。一個可調(diào)節(jié)的軟啟動可防止在打開和關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小車無線集控方法，每一個客戶端服務對應著一個在線的wifi節(jié)點，wifi節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)通過客戶端節(jié)點進行解析處理。

wifi節(jié)點通過網(wǎng)絡端口連接到數(shù)據(jù)集中器中，數(shù)據(jù)集中器為其啟動客戶端節(jié)點；

客戶端服務收到來自wifi節(jié)點的數(shù)據(jù)時，解析并處理數(shù)據(jù)，隨后將對應的數(shù)據(jù)發(fā)送給wifi節(jié)點；

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

小車放置指定跑道，數(shù)據(jù)集中器啟動運行連接網(wǎng)絡；

小車啟動，wifi模塊通電并接入廠區(qū)局域網(wǎng)內(nèi)，板卡程序啟動準備接收來自plc小車發(fā)來的串口數(shù)據(jù)；

通過電阻觸摸屏向plc下發(fā)路徑信息；

plc通過rs232串口通信將路徑信息傳送至wifi無線控制板卡；

wifi無線控制板卡請求數(shù)據(jù)集中器調(diào)用當前路徑信息的命令和模式以返還給wifi無線控制板卡；

wifi無線控制板卡通過串口通訊將路徑信息送至plc進行agv小車驅(qū)動；

agv小車沿給定的路徑信息運行；

wifi數(shù)據(jù)終端的rfid刷卡模塊采集小車運動信息并上報至plc；

plc將采集到的小車運動信息返回wifi無線控制模塊，wifi無線控制模塊實現(xiàn)對小車運動狀態(tài)的實時監(jiān)控。