一种AGV小车无线集控装置和方法与流程

本发明涉及智能自动化控制和物联网通信领域，尤其是一种agv小车无线集控装置和方法。

背景技术：

目前，因为agv无可替代的优越性，促使着它在全球范围内不断地发展。随着计算机技术的发展，很好的降低了agv的成本，并使其得到更好的性能，迅速普及开来，开始进入智能化、数字化、网络化、信息化的时代，形成了新的产业。当今agv要的发展方向是开发不需要固定线路的、并具有全方位运行能力的agv，以及提高其在超重负荷、高定位精确度等一些特殊要求下的工作能力，因此agv的发展具有广阔前景。

如何对大量车间的agv小车进行监控，以及如何确保监控手段高效、准确，是目前agv车辆监控系统必须要解决的问题。传统的agv小车多采用以单片机为核心的电路板作为控制系统，其系统编程设备繁琐、程序算法和可靠性验证困难、开发周期长。因此，当需要针对工业现场不断变化的需求情况对小车相应功能进行完善和改变时，不便于更改，基本的更改都需涉及对硬件的修改。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种agv小车无线集控装置和方法，在保证经济性合理的情况下，满足无线监测信号接收传递更准确，实现agv小车运行集中控制效果更加稳定、可靠、安全。

一种agv小车无线集控装置，包括wifi数据终端、数据集中器和集中控制中心，并分开装置，所述wifi数据终端设置在agv小车上，通过wifi通讯与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过wifi通讯方式与所述集中控制中心连接。

进一步的，所述wifi数据终端包括arm9核心板，并通过usb从设备接口连接wifi无线控制板卡，所述wifi无线控制板卡连接100m以太网接口和rs232串行通信接口，并通过所述rs232串行通信接口连接plc，所述plc连接rfid刷卡模块和电阻触摸屏。

进一步的，所述数据集中器包括arm9核心板，并通过usb从设备接口连接wifi无线控制板卡，所述wifi无线控制板卡连接100m以太网接口。

进一步的，所述集中控制中心包含imx6处理器，通过rs485串行接口连接pc机电脑实现通讯控制，芯片物理层与100m以太网接口相连，经jtag接口与debug模块相连，通过rs232接口接入电源供电模块、通过2x15排针的lvds0接口将lcd液晶显示器接入并通过usb接口和电脑连接进行数据交换。

进一步的，所述arm9处理器采用12v的电源适配器配合单片同步降压调节器mp2307产生5v的直流电压供电。

进一步的，所述imx6处理器采用5v的直流电压供电。

一种agv小车无线集控方法，包括：

（1）将数个wifi节点（多辆辆plc小车与wifi模块统称）与数据集中器置于同一局域网环境下，使每个节点和数据集中器都有不同的ip地址并且互相可以ping通；

（2）通过电阻触摸屏向plc下发路径信息；

（3）plc通过rs232串口通信将路径信息传送至wifi无线控制板卡；

（4）wifi无线控制板卡请求数据集中器调用当前路径信息的命令和模式以返还给wifi无线控制板卡；

（5）wifi无线控制板卡通过串口通讯将路径信息送至plc进行agv小车驱动；

（6）agv小车沿给定的路径信息运行；

（7）wifi数据终端的rfid刷卡模块采集小车运动信息并上报至plc；

（8）plc将采集到的小车运动信息返回wifi无线控制模块，wifi无线控制模块实现对小车运动状态的实时监控。

通过改进wifi数据终端工作在分布式状态，采用无线通讯网络，通过无线访问节点与agv小车上的wifi数据终端进行连接，确保通讯即稳定又便捷。数据集中器根据上报的数据信息，实时收集agv小车运动位置信息，存储与规划相应的agv小车路线，并指挥各agv小车以最优路径行驶，以便整个系统达到最高的工作效率。集中控制中心作为有效数据监测端，向管理员提供可视化的显示界面，方便工人实时的监测相应的agv小车运动状态、缺料用料等信息。

本发明的agv小车无线集控装置，相对于现有技术中的集中控制方式，具备智能化控制厂区小车的功能，能够高效、准确的对大量agv小车进行监控，实时的监测相应的agv小车运动状态及小车运动位置信息，存储与规划相应的agv小车路线，并指挥各小车以最优路径行驶，以使整个系统达到最高的工作效率，具有更高的经济性、可靠性以及实用性。

附图说明

图1为本发明实施例中wifi数据终端的结构示意图；

图2为本发明实施例中arm9核心板的示意图；

图3为本发明实施例中rs232串行通信接口的电路图；

图4为本发明实施例中ar9271无线网卡的电路图；

图5为本发明实施例中数据集中器的结构示意图；

图6为本发明实施例中集中控制中心的机构示意图；

图7为本发明实施例中降压调节电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种agv小车无线集控装置，包括wifi数据终端、数据集中器和集中控制中心，并分开装置，所述wifi数据终端设置在agv小车上，通过wifi通讯与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过wifi通讯方式与所述集中控制中心连接。

wifi数据终端包括arm9核心板，wifi数据终端接口如图1所示，arm9核心板结构如图2所示，arm9核心板通过usb从设备接口连接wifi无线控制板卡，所述wifi无线控制板卡连接100m以太网接口和rs232串行通信接口，并通过所述rs232串行通信接口连接plc，如图3所示，所述plc连接rfid刷卡模块和电阻触摸屏。arm9核心板如图4所示，采用sm9260芯片，其处理器是asm926ejs，内部采用nandflash控制器，电源模块输出5v直流电压到arm9核心板，经过dc-dc调节转换输出两个信号电压，一路输出3.3v电压给arm9核心板的电源管理系统，另外一路通过dc-dc电压调节转换输出1.8v的信号电压，满足arm9核心板内核电压需求，10/100mmac控制器模块通过外接phy物理层网卡芯片连接到100m以太网接口。

arm9核心板能进行操作系统的运行，具有相当丰富的资源，将linux操作系统通过交叉编译移植到arm9核心板上，达到所需的控制要求。arm9核心板其具有如下特性：兼容ieee-802.3-2002协议，提供mii（mediaindependentinterface介质无关接口）和rmii（reducedmediaindependentinterface简化媒体独立接口）两种接口，采用rmii接口时可输出50m基准时钟；支持10m/100mbit两种速率；内置专有的dma控制器，可提供dma（directmemoryaccess，直接内存存取）和pio（programminginput/outputmodel通过cpu执行i/o端口指令来进行数据的读写的数据交换模式）操作。在该arm9核心板中nandflash控制器作为一个接口功能模块，提供了系统软件到外部nandflash设备的数据通路，nandflash控制器支持一个或多个外部nand闪存，支持onfi2.x规范，并兼容onfi1.x规范，nandflash有128m存储容量，最大可扩展至16g。

arm9核心板与wifi无线控制板卡采用rs232通信接口相连，plc将rfid刷卡模块信息通过相应的通信协议传送到wifi无线控制板卡再通过相应的协议打包后发送给远端的服务器系统。wifi无线模块通过usb从设备接口与arm9核心板相连，arm9核心板通过加载linux嵌入式系统后建立相关的tcp/ip协议站，本实施例中wifi无线控制板采用ar9271无线网卡，如图4所示，ar9271无线网卡具有四路引脚输入，分别用于提供5v电源输入、公共端和连接usb从设备接口。ar9271无线网卡符合ieee802.11b/g/n标准，最高可达到150mbps传输率；支持无线漫游技术，保证稳定无缝隙的无线通讯连接。

wifi数据终端主要工作在分布式状态，与数据集中器进行连接，将采集到的数据信息以相应的传输协议发送到数据集中器上进行数据分析，与此同时接收数据集中器发送的相应路线规划控制指令，控制小车的行进路线，实现agv小车数据交互，完成小车的运动控制。

数据集中器，其结构如图5所示，包括arm9核心板，arm9核心板通过usb从设备接口连接wifi无线控制板卡，所述wifi无线控制板卡连接100m以太网接口。当wifi数据终端通过100m以太网接口连接到数据集中器中时，数据集中器为其启动一个客户端节点，当客户端服务器收到来自wifi数据终端的数据时，解析并处理数据，随后将对应的数据发送给wifi数据终端。数据集中器中的arm9核心板装载linux系统和sqlite数据库，支持串口、网口、信息存储、查询等功能；采用wifi通信，工作于协调器模式；使用rs485通信模式与数据集中控制中心互联。

数据集中器作为整套系统的核心，接收和发送控制信息到agv小车的wifi数据终端上，完成与agv小车的数据传输与交互，控制小车运行在指定的路径，存储、管理及分析来自各个agv小车的wifi数据终端的信息，并接收来自集中控制中心的相关指令，同时也将agv小车的工作状态发送给集控控制中心，让操作人员实时监测整个系统的工作状态，不仅具有高速的处理能力，也具备稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等优点。

集中控制中心，其结构如图6所示，包含imx6处理器、rs232接口、rs485串行接口、100m以太网接口、debug接口模块、电源供电模块、lcd液晶显示器和usb从设备接口。集控控制中心的imx6处理器装置linux系统，支持常用标准文件系统格式、linux用户命令，支持串口、网口等功能；通过标准的rs485串行接口和数据集中器互联；装载sqlite数据库，实现信息存储、查询等功能；配置标准嵌入式qt库，能运行嵌入式可视化集控监控程序，支持lcd显示。其中，imx6处理器包括数字开关量采用定制的6路io端口（根据需要定制），各端口分别用于通信端口rs485串行接口、modbus主机接口、10/100m以太网接口、wifi无线模块、rs232接口（占用两个端口用于调试）；外部存储模块采用sd卡/mmc卡；内存容量128mb/64mb(可扩展至512mb)；nandflash容量128mb（可扩展至16gb）；指示灯2路，分别为电源灯和系统运行状态灯；vga显示接口，其分辨率为1024*768@60hz。

集控控制中心作为有效数据监测端，向操作人员提供可视化的显示界面，方便人工实时监测agv小车运动状态，根据数据集中器上报的数据信息，实时的存储与规划相应的agv小车路线，以便整个系统达到最高的工作效率。

arm9核心板采用12v的电源适配器配合单片同步降压调节器mp2307产生5v的直流电压供电，降压调节电路如图7所示。单片同步降压调节器mp2307采用8引脚soic封装，工作电流为3a，当负载电流工作频率减少至110khz340k，负载率为0%～90%，输入电压范围为4.75v-23v，输出电压范围为0.925v-20v，快速瞬态响应以及逐周期电流限制主要有电流控制模式供给。一个可调节的软启动可防止在打开和关闭模式下的浪涌电流，电源电流低于1ua。imx6处理器采用5v的直流电压供电。

所述agv小车无线集控方法，每一个客户端服务对应着一个在线的wifi节点，wifi节点发送的数据通过客户端节点进行解析处理。

wifi节点通过网络端口连接到数据集中器中，数据集中器为其启动客户端节点；

客户端服务收到来自wifi节点的数据时，解析并处理数据，随后将对应的数据发送给wifi节点；

wifi节点与数据集中器置于同一局域网环境下，每个节点和数据集中器配置不同的ip地址并且互相可以ping通；

小车放置指定跑道，数据集中器启动运行连接网络；

小车启动，wifi模块通电并接入厂区局域网内，板卡程序启动准备接收来自plc小车发来的串口数据；

通过电阻触摸屏向plc下发路径信息；

plc通过rs232串口通信将路径信息传送至wifi无线控制板卡；

wifi无线控制板卡请求数据集中器调用当前路径信息的命令和模式以返还给wifi无线控制板卡；

wifi无线控制板卡通过串口通讯将路径信息送至plc进行agv小车驱动；

agv小车沿给定的路径信息运行；

wifi数据终端的rfid刷卡模块采集小车运动信息并上报至plc；

plc将采集到的小车运动信息返回wifi无线控制模块，wifi无线控制模块实现对小车运动状态的实时监控。