AGV是調(diào)度和配送離散型物流系統(tǒng)的核心設(shè)備,廣泛應(yīng)用于物流和自動化領(lǐng)域。本課題基于項目需求,分析并采用了先進(jìn)的激光導(dǎo)引作為AGV的導(dǎo)引方式,嵌入式軟PLC作為車載主控制器。針對激光導(dǎo)引AGV系統(tǒng)中通訊與遠(yuǎn)程地面監(jiān)控問題,本文進(jìn)行了以下幾個方面的研究。首先,完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計:針對系統(tǒng)通訊壓力大的問題,提出增設(shè)車載通訊系統(tǒng)的方案并對AGV系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;針對系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊的需求,對比了常用無線通訊技術(shù),選擇802.11g標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)無線局域網(wǎng)的架設(shè);設(shè)計了AGV系統(tǒng)總體工作流程。然后,完成車載通訊系統(tǒng)設(shè)計:針對三種通信對象的通訊需求,分別設(shè)計了詳細(xì)的通訊協(xié)議、指令集、信息編碼結(jié)構(gòu)形;采用多線程與自動鎖技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)多目標(biāo)并行通訊;基于非阻塞式Socket通訊技術(shù)實現(xiàn)車載通訊系統(tǒng)與激光頭以及地面控制系統(tǒng)的通訊;基于ADS通訊協(xié)議實現(xiàn)車載通訊系統(tǒng)對PLC內(nèi)變量的讀寫;并采用C++和QT編程語言完成對系統(tǒng)各個模塊的開發(fā)。其次,完成地面控制系統(tǒng)的部分模塊設(shè)計:采用多線程掃描與事件通知的方式實現(xiàn)監(jiān)控管理功能;設(shè)計了車輛與訂單對象的屬性結(jié)構(gòu),分析其狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程,通過建立各種狀態(tài)的隊列容器完成對訂單與車輛的管理;系統(tǒng)電子地圖基于拓補(bǔ)建模法設(shè)計建模,并增加切入角與終止角的概念,提高AGV工作與行走的平滑性;利用Xml技術(shù)自定義標(biāo)記的特性實現(xiàn)對電子地圖的增、刪、改、查。最后,結(jié)合課題組開發(fā)的AGV其它單元模塊,搭建實驗平臺,設(shè)計實驗方案,進(jìn)行現(xiàn)場測試,驗證本文研究成果的可行性,實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)各單元間能夠正常有效通訊,AGV能按訂單規(guī)劃路徑正常作業(yè),并實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP23
【部分圖文】：

圖 1.1AGV 自動運輸系統(tǒng)應(yīng)用目前，以 AGV 的復(fù)雜程度為區(qū)分條件，可以將 AGV 自動運輸系統(tǒng)簡單分為兩種：第一種以德國、美國等為代表，是高度自動化的 AGV 技術(shù)，該類 AGV 具備相對復(fù)雜環(huán)境下路徑規(guī)劃與訂單執(zhí)行的能力[14]。第二種是成本低、簡單實用型的 AGV 系統(tǒng)，主要以日本、臺灣的 AGV 系統(tǒng)為代表，該類系統(tǒng)適用于工作環(huán)境相對簡單的場合。目前國內(nèi)外的 AGV 廠商眾多，部分廠商特點總結(jié)如表 1.1 所示。伴隨著計算機(jī)集成制造體系、自動化柔性裝配體系等產(chǎn)業(yè)的快速成長， AGV在物流與自動化領(lǐng)域中的需求量也將越來越大。雖然國內(nèi)在AGV領(lǐng)域的發(fā)展迅速，但對于激光導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引等自由導(dǎo)引技術(shù)以及無線通訊、路徑規(guī)劃、多 AGV 調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)的研究還不夠成熟，與國外存在一定差距。核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備仍然依靠進(jìn)口，使得 AGV 制造成本過高，應(yīng)用推廣緩慢。因此，需進(jìn)一步加快對 AGV技術(shù)的研究，使得 AGV 技術(shù)趨于成熟，保證 AGV 具有較高的性價比以滿足實際應(yīng)用需求。

8圖 2.1 AGV 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖本課題所設(shè)計的 AGV 系統(tǒng)采用集中式控制的模式，與分散式控制及技術(shù)尚未成熟的分布式控制相比，集中式控制安全性更高，車輛調(diào)度更為穩(wěn)定，系統(tǒng)死鎖概率低，同時系統(tǒng)復(fù)雜度相對較低。根據(jù)集中式控制原則，將 AGV 系統(tǒng)設(shè)計為三層體系結(jié)構(gòu)，分別為：管理控制層、傳輸層和執(zhí)行層。系統(tǒng)各層既相互獨立又相互聯(lián)系，每一層在完成特定的任務(wù)的同時，又服務(wù)于其他層，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2.1 所示。管理控制層主要指地面控制系統(tǒng)，由系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件、上位 PC 機(jī)等組成，是整個 AGV 系統(tǒng)的大腦。

路徑磁帶導(dǎo)引 較高 較差 低 低 成熟 廣 電磁導(dǎo)引 較高 較差 低 中 成熟 較廣 較本次課題研究根據(jù)不同的系統(tǒng)需求、成本以及應(yīng)用環(huán)境等多方面因素綜合慮。選擇 SICK 公司 NAV350 室內(nèi)激光掃描器作為導(dǎo)引系統(tǒng)主要設(shè)備，如圖所示。激光導(dǎo)引即利用特殊反射板對激光的反射作用，應(yīng)用多點定位的方法AGV 進(jìn)行路徑引導(dǎo)[30]，如圖 2.4 所示，需要在空間中安放多個反射板，反射板將激光掃描器發(fā)射出的激光信號反射出去，激光信號接收器接收的極限距離為米。當(dāng)收到反饋信號后，導(dǎo)引系統(tǒng)會按照特定算法計算當(dāng)前定位的絕對坐標(biāo)信然后通過網(wǎng)絡(luò)接口與其它控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，將 AGV 的位置信息實時反饋其它單元。激光導(dǎo)引方式的定位精度可以達(dá)到毫米級別，且反射裝置尺寸較小，安裝在壁上，對環(huán)境影響極小。但若反射裝置被遮擋或過于靠近反光物，均會影響到引系統(tǒng)的定位精度[31]。故在反射裝置的安裝方面，應(yīng)仔細(xì)考慮其尺寸規(guī)格與 A的工作環(huán)境。
【參考文獻(xiàn)】

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1 羅云青;;C++語言下的跨平臺軟件開發(fā)[J];電子技術(shù)與軟件工程;2015年09期

2 閆峻;;基于PLC和ZIGBEE無線通訊的AGV自行小車設(shè)計[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2014年12期

3 蘇益超;翁迅;蘇志遠(yuǎn);李忠明;;面向物流AGV的電子地圖系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];物流科技;2013年12期

4 鄭淑榮;;Java的事件處理機(jī)制剖析[J];辦公自動化;2011年20期

5 張辰貝西;黃志球;;自動導(dǎo)航車(AGV)發(fā)展綜述[J];中國制造業(yè)信息化;2010年01期

6 冷哲;董敏周;董剛奇;閆杰;;A Rapid Path Planner for Autonomous Ground Vehicle Using Section Collision Detection[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2009年03期

7 楊松華;;基于視覺的AGV軌跡跟蹤控制[J];計算機(jī)仿真;2009年03期

8 雷定猷;張?zhí)m;;AGV系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化模型[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2008年01期

9 李樂軍;施業(yè)瓊;韋寶秀;;關(guān)于AGV及其在中國的應(yīng)用與發(fā)展探析[J];科技資訊;2007年34期

10 周翔;;UWB無線通信的國內(nèi)外發(fā)展及研究應(yīng)用現(xiàn)狀[J];南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2005年04期

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1 林經(jīng)開;基于ADS通訊的地毯簇絨機(jī)上位機(jī)軟件設(shè)計[D];東華大學(xué);2017年

2 劉馨雨;基于無線網(wǎng)絡(luò)的AGVS控制技術(shù)與路徑規(guī)劃方法研究[D];華東理工大學(xué);2016年

3 趙國棟;基于CAN總線激光導(dǎo)引AGV車載控制系統(tǒng)研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2016年

4 劉維民;AGV路徑規(guī)劃與調(diào)度系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2016年

5 王忠海;激光導(dǎo)引AGV控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];江西理工大學(xué);2015年

6 蘇霞;AGV地面控制系統(tǒng)及路徑規(guī)劃策略的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

7 趙東雄;多自動導(dǎo)引小車系統(tǒng)（AGVS）路徑規(guī)劃研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2014年

8 馮海雙;AGV自動運輸系統(tǒng)調(diào)度及路徑規(guī)劃的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

9 王輝;基于MAS的多AGV自主控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2012年

10 史小磊;基于BECKHOFFTwinCAT的開放式數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2861509