随着中(zhōng)國(guó)制造2025計(jì)劃(huà)的推進(jìn)，工廠(chǎng)自(zì)動(dòng)化(huà)程度(dù)進(jìn)一(yī)步提(tí)高(gāo)，智能(néng)制造逐渐實(shí)現(xiàn)。由(yóu)此(cǐ)带(dài)来(lái)了(le)对(duì)智慧倉儲的需求。無人(rén)化(huà)是(shì)智慧工廠(chǎng)發(fà)展(zhǎn)的趨勢所(suǒ)在(zài)，用機(jī)器人(rén)替代(dài)人(rén)力進(jìn)行倉儲管(guǎn)理(lǐ)会(huì)進(jìn)一(yī)步提(tí)高(gāo)制造的效率。于是(shì)，AGV小車機(jī)器人(rén)應(yìng)運而(ér)生(shēng)並(bìng)受到(dào)廣泛關(guān)注。本(běn)文(wén)将從以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)个(gè)方(fāng)面(miàn)簡單介紹AGV小車的組成(chéng)並(bìng)重(zhòng)點(diǎn)講解(jiě)其(qí)實(shí)現(xiàn)通(tòng)訊的基本(běn)技術(shù)。

一(yī). AGV介紹

1. AGV硬(yìng)件組成(chéng)：AGV的硬(yìng)件組成(chéng)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)部(bù)分。

(1) 動(dòng)力系(xì)統：車载(zài)電(diàn)源、驅動(dòng)裝(zhuāng)置（伺服(fú)電(diàn)機(jī)、驅動(dòng)器、車輪、制動(dòng)裝(zhuāng)置、控制卡(kǎ)）

(2) 傳感(gǎn)系(xì)統（包(bāo)含安(ān)全(quán)系(xì)統、定(dìng)位(wèi)導航系(xì)統）：各(gè)种傳感(gǎn)器、數據(jù)采集裝(zhuāng)置（采集卡(kǎ)）

(3) 通(tòng)信(xìn)系(xì)統：工業無線(xiàn)客戶端（無線(xiàn)网(wǎng)卡(kǎ)）

(4) 控制系(xì)統：转向(xiàng)裝(zhuāng)置、車载(zài)計(jì)算機(jī)

(5) 車體(tǐ)支架：AGV的車體(tǐ)主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括了(le)機(jī)械結構，並(bìng)预留部(bù)分空(kōng)間(jiān)用于電(diàn)气(qì)控制

(6) 其(qí)他(tā)裝(zhuāng)置：另(lìng)外(wài)還(huán)包(bāo)含人(rén)機(jī)界面(miàn)、操作(zuò)面(miàn)闆、控制面(miàn)闆等輔助裝(zhuāng)置

2. AGV導航方(fāng)式

(1) 磁感(gǎn)應(yìng)導航：通(tòng)过(guò)在(zài)行進(jìn)路(lù)線(xiàn)上(shàng)埋線(xiàn)等方(fāng)式形成(chéng)磁场(chǎng)，AGV上(shàng)的電(diàn)磁傳感(gǎn)器再根(gēn)據(jù)電(diàn)磁 感(gǎn)應(yìng)原理(lǐ)，檢測接收(shōu)到(dào)的電(diàn)磁信(xìn)号(hào)強(qiáng)度(dù)差异(yì)，從而(ér)控制車體(tǐ)行進(jìn)路(lù)線(xiàn)。特點(diǎn)是(shì)經(jīng)濟實(shí)惠，安(ān)裝(zhuāng)便利，但是(shì)靈活性(xìng)較差。

(2) 慣性(xìng)導航：通(tòng)过(guò)在(zài)AGV上(shàng)安(ān)裝(zhuāng)慣性(xìng)陀螺儀，在(zài)行駛地(dì)面(miàn)上(shàng)安(ān)裝(zhuāng)定(dìng)位(wèi)块(kuài)，AGV可通(tòng)过(guò)对(duì)陀螺儀偏差信(xìn)号(hào)的計(jì)算及(jí)地(dì)面(miàn)定(dìng)位(wèi)信(xìn)号(hào)的采集来(lái)确定(dìng)自(zì)身(shēn)的位(wèi)置和(hé)方(fāng)向(xiàng)，以(yǐ)實(shí)現(xiàn)導引。特點(diǎn)是(shì)定(dìng)位(wèi)準确性(xìng)較高(gāo)，靈活性(xìng)強(qiáng)，但陀螺儀受到(dào)地(dì)面(miàn)条(tiáo)件和(hé)振動(dòng)影響較大(dà)，維護成(chéng)本(běn)較高(gāo)。

(3) 激光(guāng)導航：通(tòng)过(guò)車體(tǐ)上(shàng)的激光(guāng)雷(léi)达(dá)感(gǎn)知周圍环(huán)境信(xìn)息並(bìng)建立模型，估計(jì)自(zì)身(shēn)位(wèi)置。特點(diǎn)是(shì)定(dìng)位(wèi)精度(dù)高(gāo)，但價格較高(gāo)、控制複雜且(qiě)易受到(dào)干擾。

(4) 視覺導航：利用摄像機(jī)獲取的图(tú)像信(xìn)息解(jiě)析得到(dào)自(zì)己的位(wèi)置信(xìn)息，具體(tǐ)應(yìng)用有(yǒu)标(biāo)签(qiān)定(dìng)位(wèi)法(fǎ)和(hé)視覺SLAM。特點(diǎn)是(shì)信(xìn)息量(liàng)大(dà)，成(chéng)本(běn)低(dī)和(hé)柔性(xìng)高(gāo)，但是(shì)对(duì)环(huán)境适應(yìng)性(xìng)較差。

3. AGV定(dìng)位(wèi)技術(shù)

(1) WIFI技術(shù)：目前較为(wèi)常用，但由(yóu)于收(shōu)發(fà)器功率較小，覆蓋範圍有(yǒu)限，且(qiě)易受到(dào)其(qí)他(tā)信(xìn)号(hào)干擾，從而(ér)影響其(qí)精度(dù)，只(zhī)适用小範圍內(nèi)的室(shì)內(nèi)定(dìng)位(wèi)。

(2) 超聲波(bō)技術(shù)：具有(yǒu)定(dìng)位(wèi)精度(dù)較高(gāo)，結構相对(duì)簡單的优點(diǎn)，但容易受非(fēi)視距傳播和(hé)多(duō)径效應(yìng)影響，而(ér)且(qiě)需要(yào)对(duì)底层(céng)硬(yìng)件設施投入(rù)更(gèng)高(gāo)的成(chéng)本(běn)。

(3) RFID（視頻識别）技術(shù)：通(tòng)过(guò)双(shuāng)向(xiàng)通(tòng)信(xìn)的非(fēi)接触式射頻方(fāng)式交换數據(jù)，從而(ér)达(dá)到(dào)定(dìng)位(wèi)和(hé)識别的目的。RFID電(diàn)子标(biāo)签(qiān)具有(yǒu)可以(yǐ)重(zhòng)複使用、體(tǐ)積小、壽命长(cháng)、容量(liàng)大(dà)等特點(diǎn)。

4. 路(lù)径規劃(huà)技術(shù)

(1) 人(rén)工智能(néng)規劃(huà)

(2) 傳統路(lù)径規劃(huà)

二(èr). 無線(xiàn)网(wǎng)絡通(tòng)信(xìn)

由(yóu)于控制室(shì)需要(yào)了(le)解(jiě)、分析和(hé)控制各(gè)AGV小車的位(wèi)置和(hé)運行狀态等信(xìn)息，所(suǒ)以(yǐ)AGV小車需要(yào)與(yǔ)控制室(shì)進(jìn)行通(tòng)信(xìn)。因(yīn)为(wèi)傳統有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡需要(yào)規劃(huà)和(hé)布(bù)線(xiàn)，且(qiě)网(wǎng)絡中(zhōng)各(gè)节(jié)點(diǎn)不(bù)可移動(dòng)，其(qí)在(zài)某些(xiē)场(chǎng)合的應(yìng)用会(huì)受到(dào)布(bù)線(xiàn)的限制，例如(rú)AGV移動(dòng)機(jī)器人(rén)场(chǎng)景。由(yóu)此(cǐ)，無線(xiàn)局(jú)域网(wǎng)（WLAN）應(yìng)運而(ér)生(shēng)，很好(hǎo)的解(jiě)決了(le)有(yǒu)線(xiàn)布(bù)网(wǎng)所(suǒ)带(dài)来(lái)的諸多(duō)弊端。它(tā)是(shì)計(jì)算機(jī)网(wǎng)絡與(yǔ)無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)相結合的産物(wù)，为(wèi)通(tòng)信(xìn)的移動(dòng)化(huà)、个(gè)性(xìng)化(huà)和(hé)多(duō)媒體(tǐ)應(yìng)用提(tí)供了(le)可能(néng)。其(qí)中(zhōng)，3G、WLAN、藍(lán)牙(yá)、Wi MAX、ZigBee等都是(shì)目前應(yìng)用較为(wèi)廣泛的無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)。下(xià)面(miàn)以(yǐ)WLAN为(wèi)例進(jìn)行簡單介紹，这(zhè)也(yě)是(shì)工業自(zì)動(dòng)化(huà)領域應(yìng)用較多(duō)的無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)技術(shù)。

1. WLAN組网(wǎng)部(bù)件及(jí)原理(lǐ)介紹

在(zài)介紹WLAN組网(wǎng)部(bù)件之(zhī)前，我(wǒ)们(men)先(xiān)理(lǐ)解(jiě)一(yī)下(xià)無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)所(suǒ)實(shí)現(xiàn)的功能(néng)。打(dǎ)个(gè)比方(fāng)，我(wǒ)们(men)的終(zhōng)极(jí)目的是(shì)为(wèi)了(le)将自(zì)己的終(zhōng)端接入(rù)互聯网(wǎng)，而(ér)我(wǒ)们(men)都知道(dào)骨(gǔ)干网(wǎng)絡一(yī)般都是(shì)通(tòng)过(guò)有(yǒu)線(xiàn)的方(fāng)式对(duì)各(gè)个(gè)网(wǎng)絡中(zhōng)心节(jié)點(diǎn)進(jìn)行串聯来(lái)實(shí)現(xiàn)的，其(qí)中(zhōng)中(zhōng)心节(jié)點(diǎn)再细(xì)分会(huì)得到(dào)各(gè)級网(wǎng)絡。所(suǒ)以(yǐ)，無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)过(guò)程實(shí)際上(shàng)就(jiù)是(shì)通(tòng)过(guò)無線(xiàn)的方(fāng)式讓終(zhōng)端先(xiān)接入(rù)一(yī)个(gè)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡的节(jié)點(diǎn)，經(jīng)过(guò)这(zhè)个(gè)节(jié)點(diǎn)再把相關(guān)的數據(jù)和(hé)信(xìn)息傳遞到(dào)互聯网(wǎng)中(zhōng)。

由(yóu)此(cǐ)可知，無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)所(suǒ)要(yào)解(jiě)決的問(wèn)題(tí)就(jiù)是(shì)如(rú)何讓終(zhōng)端通(tòng)过(guò)無線(xiàn)的方(fāng)式接入(rù)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡的节(jié)點(diǎn)。为(wèi)了(le)解(jiě)決这(zhè)樣(yàng)一(yī)个(gè)問(wèn)題(tí)，實(shí)現(xiàn)終(zhōng)端設備接入(rù)無線(xiàn)网(wǎng)絡，我(wǒ)们(men)需要(yào)一(yī)个(gè)“無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的發(fà)送設備”和(hé)一(yī)个(gè)“無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的接收(shōu)設備”。其(qí)中(zhōng)，“無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的發(fà)送設備”采用网(wǎng)線(xiàn)直(zhí)接連(lián)到(dào)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡之(zhī)中(zhōng)，並(bìng)通(tòng)过(guò)內(nèi)部(bù)模块(kuài)将有(yǒu)線(xiàn)信(xìn)号(hào)转化(huà)为(wèi)無線(xiàn)信(xìn)号(hào)。而(ér)“無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的接收(shōu)設備”具有(yǒu)搜索無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的功能(néng)，該設備通(tòng)过(guò)相應(yìng)協議可以(yǐ)與(yǔ)“無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的發(fà)送設備”進(jìn)行通(tòng)信(xìn)。終(zhōng)端于是(shì)通(tòng)过(guò)無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的接收(shōu)設備，将數據(jù)傳到(dào)無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的發(fà)送設備，再由(yóu)此(cǐ)進(jìn)入(rù)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡。根(gēn)據(jù)無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)的協議，可以(yǐ)把無線(xiàn)通(tòng)信(xìn)方(fāng)式分为(wèi)3G、WLAN、藍(lán)牙(yá)、Wi MAX、ZigBee等。其(qí)中(zhōng)WLAN就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)常说(shuō)的“WIFI”。

(1) 無線(xiàn)信(xìn)号(hào)接收(shōu)設備一(yī)般內(nèi)置于需要(yào)連(lián)接無線(xiàn)局(jú)域网(wǎng)的終(zhōng)端之(zhī)中(zhōng)，也(yě)可以(yǐ)采用外(wài)接的方(fāng)式将無線(xiàn)信(xìn)号(hào)接收(shōu)設備與(yǔ)終(zhōng)端接口(kǒu)進(jìn)行連(lián)接。常用的無線(xiàn)信(xìn)号(hào)接收(shōu)設備主(zhǔ)要(yào)是(shì)無線(xiàn)网(wǎng)卡(kǎ)，但是(shì)根(gēn)據(jù)具體(tǐ)的應(yìng)用环(huán)境，如(rú)AGV小車，其(qí)通(tòng)訊模块(kuài)也(yě)可以(yǐ)表(biǎo)現(xiàn)为(wèi)工業無線(xiàn)客戶端，本(běn)質(zhì)上(shàng)其(qí)實(shí)就(jiù)是(shì)無線(xiàn)信(xìn)号(hào)的接收(shōu)設備。其(qí)中(zhōng)MOXA和(hé)TPLINK的工業無線(xiàn)客戶端在(zài)AGV小車組网(wǎng)中(zhōng)有(yǒu)較多(duō)應(yìng)用。

(2) 無線(xiàn)信(xìn)号(hào)發(fà)送設備一(yī)般與(yǔ)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡相連(lián)，通(tòng)过(guò)內(nèi)部(bù)模块(kuài)将有(yǒu)線(xiàn)信(xìn)号(hào)格式转换为(wèi)無線(xiàn)信(xìn)号(hào)格式。常见的無線(xiàn)信(xìn)号(hào)發(fà)送設備主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)無線(xiàn)路(lù)由(yóu)器、無線(xiàn)AP等。另(lìng)外(wài)，在(zài)工業級场(chǎng)景中(zhōng)，工業級無線(xiàn)AP也(yě)有(yǒu)較多(duō)應(yìng)用。工業級無線(xiàn)AP與(yǔ)普通(tòng)AP的差别主(zhǔ)要(yào)在(zài)于工業級無線(xiàn)AP更(gèng)加适用于环(huán)境較为(wèi)惡劣的工業场(chǎng)景。MOXA和(hé)TPLINK也(yě)都有(yǒu)相應(yìng)的工業級無線(xiàn)AP産品。

2. WLAN的拓撲結構

WLAN的硬(yìng)件組成(chéng)包(bāo)括無線(xiàn)网(wǎng)卡(kǎ)和(hé)無線(xiàn)AP。無線(xiàn)网(wǎng)卡(kǎ)把設備與(yǔ)無線(xiàn)网(wǎng)絡連(lián)接起(qǐ)来(lái)，無線(xiàn)AP则負責将多(duō)个(gè)無線(xiàn)的接入(rù)彙聚到(dào)有(yǒu)線(xiàn)网(wǎng)絡上(shàng)。WLAN的拓撲結構主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)两(liǎng)种。

(1) IBSS网(wǎng)絡：所(suǒ)有(yǒu)的終(zhōng)端相互之(zhī)間(jiān)可以(yǐ)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)对(duì)點(diǎn)对(duì)等通(tòng)信(xìn)。

(2) BSS网(wǎng)絡：在(zài)BSS网(wǎng)絡中(zhōng)要(yào)求有(yǒu)一(yī)个(gè)無線(xiàn)接入(rù)點(diǎn)充當中(zhōng)心站，所(suǒ)有(yǒu)站點(diǎn)对(duì)网(wǎng)絡的訪問(wèn)均由(yóu)它(tā)控制。

三(sān). AGV小車無線(xiàn)組网(wǎng)解(jiě)決方(fāng)案(àn)實(shí)例

在(zài)了(le)解(jiě)AGV小車WLAN無線(xiàn)通(tòng)訊原理(lǐ)之(zhī)後(hòu)，我(wǒ)们(men)用一(yī)个(gè)具體(tǐ)的解(jiě)決方(fāng)案(àn)實(shí)例，来(lái)加深大(dà)家(jiā)对(duì)于原理(lǐ)的認識和(hé)理(lǐ)解(jiě)。

图(tú)1所(suǒ)示即为(wèi)常用智能(néng)倉儲應(yìng)用场(chǎng)景的AGV小車無線(xiàn)組网(wǎng)解(jiě)決方(fāng)案(àn)，工業無線(xiàn)客戶端（TL-CPE300D工業級）內(nèi)置于AGV小車之(zhī)中(zhōng)，工業無線(xiàn)AP（TL-AP300DG工業級）采用壁(bì)挂或(huò)者(zhě)導軌的方(fāng)式布(bù)置在(zài)倉庫或(huò)者(zhě)貨架合适的位(wèi)置並(bìng)通(tòng)过(guò)工業POE交换機(jī)（TL-SG2210P工業級）和(hé)工業环(huán)网(wǎng)交换機(jī)（TL-SG2210R工業級或(huò)TL-SG5412工業級）接入(rù)控制與(yǔ)調度(dù)中(zhōng)心。

图(tú)2所(suǒ)示为(wèi)AGV小車無線(xiàn)組网(wǎng)拓撲示意图(tú)，拓撲結構为(wèi)BSS网(wǎng)絡。工業环(huán)网(wǎng)交换機(jī)構建核心网(wǎng)絡，工業級POE交换機(jī)用于接入(rù)工業級無線(xiàn)AP，並(bìng)为(wèi)其(qí)供電(diàn)。工業級無線(xiàn)AP是(shì)有(yǒu)限网(wǎng)絡和(hé)無線(xiàn)网(wǎng)絡之(zhī)間(jiān)的橋(qiáo)梁(liáng)，工業無線(xiàn)客戶端则通(tòng)过(guò)工業無線(xiàn)AP連(lián)接到(dào)网(wǎng)絡之(zhī)中(zhōng)。