本發明涉及智能自動化控制和物聯網通信領域，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無可替代的優越性，促使著它在全球范圍內不斷地發展。隨著計算機技術的發展，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、數字化、網絡化、信息化的時代，形成了新的產業。當今agv要的發展方向是開發不需要固定線路的、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的發展具有廣闊前景。

如何對大量車間的agv小車進行監控，以及如何確保監控手段高效、準確，是目前agv車輛監控系統必須要解決的問題。傳統的agv小車多采用以單片機為核心的電路板作為控制系統，其系統編程設備繁瑣、程序算法和可靠性驗證困難、開發周期長。因此，當需要針對工業現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。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現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，在保證經濟性合理的情況下，滿足無線監測信號接收傳遞更準確，實現agv小車運行集中控制效果更加穩定、可靠、安全。

一種agv小車無線集控裝置，包括wifi數據終端、數據集中器和集中控制中心，并分開裝置，所述wifi數據終端設置在agv小車上，通過wifi通訊與所述數據集中器連接，所述數據集中器通過wifi通訊方式與所述集中控制中心連接。

進一步的，所述wifi數據終端包括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，所述數據集中器包括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機電腦實現通訊控制，芯片物理層與100m以太網接口相連，經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據交換。

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節器mp2307產生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）將數個wifi節點（多輛輛plc小車與wifi模塊統稱）與數據集中器置于同一局域網環境下，使每個節點和數據集中器都有不同的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據集中器調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小車驅動；

（6）agv小車沿給定的路徑信息運行；

（7）wifi數據終端的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無線控制模塊實現對小車運動狀態的實時監控。

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

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

附圖說明

圖1為本發明實施例中wifi數據終端的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中arm9核心板的示意圖；

圖3為本發明實施例中rs232串行通信接口的電路圖；

圖4為本發明實施例中ar9271無線網卡的電路圖；

圖5為本發明實施例中數據集中器的結構示意圖；

圖6為本發明實施例中集中控制中心的機構示意圖；

圖7為本發明實施例中降壓調節電路的電路圖。

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數據終端、數據集中器和集中控制中心，并分開裝置，所述wifi數據終端設置在agv小車上，通過wifi通訊與所述數據集中器連接，所述數據集中器通過wifi通訊方式與所述集中控制中心連接。

wifi數據終端包括arm9核心板，wifi數據終端接口如圖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，內部采用nandflash控制器，電源模塊輸出5v直流電壓到arm9核心板，經過dc-dc調節轉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，另外一路通過dc-dc電壓調節轉換輸出1.8v的信號電壓，滿足arm9核心板內核電壓需求，10/100mmac控制器模塊通過外接phy物理層網卡芯片連接到100m以太網接口。

arm9核心板能進行操作系統的運行，具有相當豐富的資源，將linux操作系統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協議，提供mii（mediaindependentinterface介質無關接口）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；內置專有的dma控制器，可提供dma（directmemoryaccess，直接內存存取）和pio（programminginput/outputmodel通過cpu執行i/o端口指令來進行數據的讀寫的數據交換模式）操作。在該arm9核心板中nandflash控制器作為一個接口功能模塊，提供了系統軟件到外部nandflash設備的數據通路，nandflash控制器支持一個或多個外部nand閃存，支持onfi2.x規范，并兼容onfi1.x規范，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議傳送到wifi無線控制板卡再通過相應的協議打包后發送給遠端的服務器系統。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嵌入式系統后建立相關的tcp/ip協議站，本實施例中wifi無線控制板采用ar9271無線網卡，如圖4所示，ar9271無線網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，保證穩定無縫隙的無線通訊連接。

wifi數據終端主要工作在分布式狀態，與數據集中器進行連接，將采集到的數據信息以相應的傳輸協議發送到數據集中器上進行數據分析，與此同時接收數據集中器發送的相應路線規劃控制指令，控制小車的行進路線，實現agv小車數據交互，完成小車的運動控制。

數據集中器，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以太網接口。當wifi數據終端通過100m以太網接口連接到數據集中器中時，數據集中器為其啟動一個客戶端節點，當客戶端服務器收到來自wifi數據終端的數據時，解析并處理數據，隨后將對應的數據發送給wifi數據終端。數據集中器中的arm9核心板裝載linux系統和sqlite數據庫，支持串口、網口、信息存儲、查詢等功能；采用wifi通信，工作于協調器模式；使用rs485通信模式與數據集中控制中心互聯。

數據集中器作為整套系統的核心，接收和發送控制信息到agv小車的wifi數據終端上，完成與agv小車的數據傳輸與交互，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數據終端的信息，并接收來自集中控制中心的相關指令，同時也將agv小車的工作狀態發送給集控控制中心，讓操作人員實時監測整個系統的工作狀態，不僅具有高速的處理能力，也具備穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等優點。

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，支持常用標準文件系統格式、linux用戶命令，支持串口、網口等功能；通過標準的rs485串行接口和數據集中器互聯；裝載sqlite數據庫，實現信息存儲、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控程序，支持lcd顯示。其中，imx6處理器包括數字開關量采用定制的6路io端口（根據需要定制），各端口分別用于通信端口rs485串行接口、modbus主機接口、10/100m以太網接口、wifi無線模塊、rs232接口（占用兩個端口用于調試）；外部存儲模塊采用sd卡/mmc卡；內存容量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運行狀態燈；vga顯示接口，其分辨率為1024*768@60hz。

集控控制中心作為有效數據監測端，向操作人員提供可視化的顯示界面，方便人工實時監測agv小車運動狀態，根據數據集中器上報的數據信息，實時的存儲與規劃相應的agv小車路線，以便整個系統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節器mp2307產生5v的直流電壓供電，降壓調節電路如圖7所示。單片同步降壓調節器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。一個可調節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節點，wifi節點發送的數據通過客戶端節點進行解析處理。

wifi節點通過網絡端口連接到數據集中器中，數據集中器為其啟動客戶端節點；

客戶端服務收到來自wifi節點的數據時，解析并處理數據，隨后將對應的數據發送給wifi節點；

wifi節點與數據集中器置于同一局域網環境下，每個節點和數據集中器配置不同的ip地址并且互相可以ping通；

小車放置指定跑道，數據集中器啟動運行連接網絡；

小車啟動，wifi模塊通電并接入廠區局域網內，板卡程序啟動準備接收來自plc小車發來的串口數據；

通過電阻觸摸屏向plc下發路徑信息；

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據集中器調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小車驅動；

agv小車沿給定的路徑信息運行；

wifi數據終端的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無線控制模塊實現對小車運動狀態的實時監控。