一种基于uCOS的AGV控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于uCOS的AGV控制系统，包括中央处理单元、通信模块、显示面板模块、电机控制模块、轨道检测模块、RFID地标识别模块、自检报警模块、避障模块和电量检测模块，中央处理单元用于运行uCOS操作系统、通过消息列队和信号量来协调与同步的任务包括：发送消息任务和接收消息任务、导航行走任务、RFID接收任务、蜂鸣器任务、避障任务、以及电源管理任务，其中，导航行走任务用于根据接收到的接收消息任务、避障任务和RFID接收任务提供的消息来控制电机控制模块。根据本发明，协调与同步的任务少，任务之间协调和同步关系合理、明晰，有利于后期功能的拓展。
【专利说明】
一种基于uCOS的AGV控制系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种基于uCOS的AGV控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，AGV控制系统(AutomatedGuided Vehicle，自动导引运输车)都使用运行着一个主程序的裸机程序，此种架构的AGV控制程序结构复杂，实时性不强，稳定性差，后期开发新的功能也比较困难，往往重要重新开发，这就导致重复开发，降低了开发效率，不但延长了产品开发周期而且增加了开发成本。
[0003]uCOS操作系统(Micro Control Operat1n System)是经过严格测试的可以用于航天器的实时操作系统，具有稳定性强、安全性能高、实时性好、易于后期功能扩展的特点，对于后期功能拓展，只是增加相应功能的任务，这样开发周期短，软件系统重用性高，同时缩短产品上市的周期，大幅度减少研发成本。
[0004]在实施基于uCOS的AGV控制系统的过程中，本发明人发现:现有的AGV控制系统任务过多，造成任务执行时间出现漂移，而且任务关系杂乱，不利于后期功能拓展。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于uCOS的AGV控制系统，以解决在现有的AGV控制系统的基础上应用uCOS操作系统的问题。
[0006]为此，本发明提供了一种基于uCOS的AGV控制系统，包括中央处理单元，与中央处理单元电连接的通信模块、显示面板模块、电机控制模块、轨道检测模块、RFID地标识别模块、自检报警模块、避障模块和电量检测模块，中央处理单元用于运行uCOS操作系统、通过消息列队和信号量来协调与同步的任务包括:对应于通信模块和显示面板模块的发送消息任务和接收消息任务、对应于电机控制模块和导引检测模块的导航行走任务、对应于RFID地标识别模块的RFID接收任务、对应于自检报警模块的蜂鸣器任务、对应于避障模块的避障任务、以及对应于电量检测模块的电源管理任务，其中，导航行走任务用于根据接收到的接收消息任务、避障任务和RFID接收任务提供的消息来控制电机控制模块，发送消息任务用于将避障任务、RFID接收任务和电源管理任务提供的消息外发，蜂鸣器任务用于根据避障任务提供消息进行报警。
[0007]进一步地，上述导航行走任务用于根据接收消息任务提供的消息对AGV小车进行启动和/或速度调节，并且根据避障任务和RFID接收任务提供的信息使AGV小车停止行走。
[0008]进一步地，上述消息外发任务用将避障任务提供的障碍物事件、RFID接收任务提供的地标编号、以及电源管理任务提供的电量信息外发。
[0009]进一步地，上述导引检测模块为磁轨检测模块。
[0010]进一步地，上述避障模块为红外避障模块。
[0011]进一步地，上述中央处理单元为型号为STM32微处理器。
[0012]进一步地，上述uCOS操作系统为uCOS—II或uCOS—II I操作系统。
[0013]进一步地，上述通信模块为5G通信模块。
[0014]根据本发明的基于uCOS的AGV控制系统，对现有技术的AGV控制系统进行任务合并，合并后仅有七个任务，减少每个任务所占用的时间片，并且任务之间协调和同步关系合理、明晰，有利于后期功能的拓展。
【附图说明】
[0015]图1是根据本发明的基于uCOS的AGV控制系统的硬件架构图；
[0016]图2是根据本发明的基于uCOSAGV控制系统的任务划分图；以及
[0017]图3是根据本发明的基于uCOSAGV控制系统的任务处理关系示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明将uCOS操作系统应用于AGV控制系统，使得AGV控制系统也具有uCOS操作系统的稳定性强、安全性高、实时性好、便于后期功能拓展的优点。
[0019]在实施过程中，本发明人发现:现有的AGV控制系统的任务过多，造成任务执行时间出现漂移，为解决该问题，对任务进行合并、减少每个任务所占用的时间片。
[0020]根据本发明的一优选实施例，对现有的AGV控制系统进行划分，包括中央处理模块，还包括与之电连接的以下硬件模块:通信模块、显示面板模块、电机控制模块、磁轨检测模块、RFID识别模块、报警模块、红外避障模块、以及电量测量模块。
[0021]中央处理单元用于运行uCOS操作系统，根据消息列和信号量来协同和同步的任务包括:发送消息任务、接收消息任务、导航行走任务、RFID接收任务、蜂鸣器任务、避障任务、电源管理任务。
[0022]其中，发送消息任务与通信模块和显示面板模块关联，接收信息任务也与通信模块和显示面板模块关联，发送消息任务一方面将发送的消息在显示面板模块上显示，另一方面通过通信模块外发。接收信息任务一方面将接收的消息在显示面板上显示，另一方面提供通信模块外发。
[0023]导航行走任务用于管理电机控制模块和磁轨检测模块、RFID接收任务用于管理RFID识别模块，蜂鸣器任务用于管理报警模块，避障任务用于管理红外避障模块，以及电源管理任务用于管理电量检测模块。
[0024]本发明通过消息队列与信号量协调和同步各种任务如下:导航行走任务同时接收避障任务提供的停止行走的信息、接收消息任务提供的是否启动/速度调节的信息、以及RFID接收任务提供的停止行走的信息;避障任务分别向蜂鸣器任务提供报警信息、向导航行走任务提供停止行走信息、以及向发送消息任务提供障碍物事件信息；发送消息任务同时接收避障任务提供的障碍物事件信息、RFID接收任务提供的地标编号信息、以及电源管理任务提供的电量信息。
[0025]根据本发明的AVG控制系统，一个典型的任务协调和同步过程如下:
[0026]接收消息任务在接收到外部提供的消息后，提供给导航行走任务，AGV执行导航行走任务，在导航行走任务执行过程中，避障任务和RFID接收任务同步执行，若收到避障任务或RFID接收任务提供的停止行走信息，AGV执行停止导航行走任务;发送消息任务在接收到避障任务、RFID接收任务、电源管理任务的信息中的任一个时发送给AGV的外部控制器。
[0027]本发明的优选实施例采用磁导引的方式，相应地，上述导引检测模块为磁轨检测模块。在其他实施例中可采用惯性导引或激光导引的方式。
[0028]优选地，上述避障模块为红外避障模块。还可采用其他常规的避让方式。
[0029]优选地，上述中央处理单元为型号为STM32微处理器，该处理器由意法半导体(STMicroelectronics)公司提供，可通过市购获得。
[0030]优选地，上述uCOS操作系统为uCOS—II或uCOS—I II操作系统。可以理解，其他版本的uCOS操作系统也可采用于本发明。
[0031]优选地，上述通信模块为5G通信模块。可以理解，其他类型的例如4G通信模块，3G通信模块也可应用于本发明。
[0032]在一实施例中，通信模块、显示面板模块、电机控制模块、磁轨检测模块、RFID识别模块、报警模块、红外避障模块、以及电量测量模块分别由处理器构成，在其他实施例中，多个模块可共用一个处理器，部分模块可由中央处理器来实现。
[0033]需要指出的是，AGV小车上的一些器件，例如手动急停开关不受uCOS控制，例如，可以理解，本发明中受控的模块和任务均是从整个系统中挑选出来的，本发明的AGV控制系统也存在不受uCOS控制而适合其他方式控制的器件，当然这些器件并不妨碍uCOS操作系统的控制。
[0034]根据本发明的AGV控制系统，采用以上任务合并措施后，减少了每个任务所占用的时间片，解决了任务过多造成任务执行时间出现漂移的问题。同时任务之间协调和同步关系合理、明晰，有利于后期功能的拓展。
[0035]本发明的有益效果是:稳定性强、安全性能高、实时性好、系统扩展容易，可以缩短产品上市的周期，大幅度减少研发成本。
[0036]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于uCOS的AGV控制系统，包括中央处理单元，其特征在于，还包括与所述中央处理单元电连接的通信模块、显示面板模块、电机控制模块、导引检测模块、RFID地标识别模块、自检报警模块、避障模块和电量检测模块， 所述中央处理单元用于运行uCOS操作系统、通过消息列队和信号量来协调与同步的任务包括:对应于所述通信模块和显示面板模块的发送消息任务和接收消息任务、对应于所述电机控制模块和所述轨道检测模块的导航行走任务、对应于所述RFID地标识别模块的RFID接收任务、对应于所述自检报警模块的蜂鸣器任务、对应于所述避障模块的避障任务、以及对应于电量检测模块的电源管理任务， 其中，所述导航行走任务用于根据接收到的所述接收消息任务、避障任务和RFID接收任务提供的消息来控制所述电机控制模块，所述发送消息任务用于将所述避障任务、RFID接收任务和电源管理任务提供的消息外发，所述蜂鸣器任务用于根据避障任务提供消息进行报警。2.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述导航行走任务用于根据所述接收消息任务提供的消息对AGV小车进行启动和/或速度调节，并且根据所述避障任务和所述RFID接收任务提供的信息使AGV小车停止行走。3.根据权利要求2所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述消息外发任务用将所述避障任务提供的障碍物事件、所述RFID接收任务提供的地标编号、以及电源管理任务提供的电量信息外发。4.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述导引检测模块为磁轨检测模块。5.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述避障模块为红外避障t吴块。6.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述中央处理单元为型号为STM32微处理器。7.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述uCOS操作系统为uCOS—II操作系统。8.根据权利要求1所述的基于uCOS的AGV控制系统，其特征在于，所述通信模块为5G通信模块。
【文档编号】G05D1/02GK105892466SQ201610292827
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月2日
【发明人】李红, 储正阳, 王昆仑, 潘尧
【申请人】合肥学院