一種agv車載控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及AGV控制領(lǐng)域，特別涉及一種AGV車載控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]AGV (Automated Guided Vehicle),意即“自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車”，是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，它能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，AGV屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人的范疇。國內(nèi)對(duì)AGV控制技術(shù)的研究起步較晚，始于上世紀(jì)70年代，這些AGV使用的均是各AGV廠商針對(duì)自己產(chǎn)品開發(fā)的專用控制系統(tǒng)，不具備開放性和柔性，技術(shù)并不成熟，應(yīng)用有限。而現(xiàn)有的AGV車載控制系統(tǒng)在開發(fā)過程中，普遍存在可重用性差，開發(fā)效率低，產(chǎn)品功能單一等問題，且AGV車載控制系統(tǒng)還存在著工作穩(wěn)定性較差、適用范圍不廣等缺點(diǎn)。隨著物流系統(tǒng)的迅速發(fā)展，AGV的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展，而目前我國對(duì)AGV關(guān)鍵技術(shù)主要是從國外引進(jìn)，單純的引進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品價(jià)格昂貴。鑒于目前我國對(duì)AGV車載控制系統(tǒng)的研發(fā)尚處于初級(jí)階段，現(xiàn)有的AGV車載控制系統(tǒng)難以滿足在實(shí)際應(yīng)用的需求，始終制約了我國制造業(yè)的發(fā)展，本實(shí)用新型正是基于填補(bǔ)國內(nèi)這一空白技術(shù)的背景下而研發(fā)的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種工作穩(wěn)定性高、適應(yīng)范圍廣的AGV車載控制系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種AGV車載控制系統(tǒng)，包括主控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元，所述數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元均通過CAN總線與主控單元連接；
[0005]所述主控制單元包括ARM微處理器、CAN總線通信模塊、外部1設(shè)備接口模塊、RFID信息采集模塊、人機(jī)界面模塊以及通信模塊，所述ARM微處理器通過CAN總線通信模塊與CAN總線連接，所述外部1設(shè)備接口模塊與ARM微處理器的數(shù)字1 口連接，所述RFID信息采集模塊、人機(jī)界面模塊以及通信模塊則分別與ARM微處理器的一 COM 口連接；
[0006]所述驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元包括DSP處理器、CAN總線通信模塊、以及車輪驅(qū)動(dòng)控制模塊，所述DSP處理器的CAN模塊通過CAN總線通信模塊與CAN總線連接，所述車輪驅(qū)動(dòng)控制模塊與DSP處理器連接；
[0007]所述數(shù)字輸入輸出1 口控制單元包括DSP處理器、CAN總線通信模塊、以及外部1設(shè)備接口模塊，所述DSP處理器通過CAN總線通信模塊與CAN總線連接，所述外部1設(shè)備接口模塊與DSP處理器的數(shù)字1 口連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述主控制單元還包括2.4G無線模塊，該2.4G無線模塊與所述ARM微處理器的數(shù)字1 口連接，用以組成一交通管制模塊，該交通管制模塊主要負(fù)責(zé)AGV與AGV之間的數(shù)據(jù)交換處理，接受和解析AGV與AGV無線信息，實(shí)現(xiàn)AGV與AGV之間的自主交通管制。
[0009]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元還包括顯示模塊，該顯示模塊與所述驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元中的DSP處理器的數(shù)字1 口連接，用以組成一數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，該數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元的數(shù)據(jù)監(jiān)控。
[0010]進(jìn)一步地，所述數(shù)字輸入輸出1 口控制單元還包括顯示模塊、COM 口通信模塊、
2.4G無線模塊中的一種或多種模塊，該顯示模塊與數(shù)字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的數(shù)字1 口連接，用以組成一數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，該數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)字輸入輸出1 口控制單元的數(shù)據(jù)監(jiān)控；該2.4G無線模塊與數(shù)字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的數(shù)字1 口連接，用以組成一無線通信模塊，該無線通信模塊主要負(fù)責(zé)與帶2.4G無線模塊接口設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換處理，接收和解析帶2.4G無線模塊接口設(shè)備的信息，同時(shí)將控制信息反饋給帶2.4G無線模塊接口設(shè)備；該COM 口通信模塊與數(shù)字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的一 COM 口連接，其主要負(fù)責(zé)與帶COM 口設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換處理，接收和解析帶COM 口設(shè)備的信息，同時(shí)將控制信息反饋給帶串口 COM 口設(shè)備。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述AGV車載控制系統(tǒng)還包括有通過CAN總線與主控單元連接的擴(kuò)展模塊單元，所述擴(kuò)展模塊單元包括用于采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量傳感器信號(hào)的數(shù)字開關(guān)量信號(hào)采集模塊和/或用于采集現(xiàn)場(chǎng)模擬量傳感器信號(hào)的模擬量輸出的傳感器信號(hào)采集模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述車輪驅(qū)動(dòng)控制模塊包括依次連接的DA轉(zhuǎn)換電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)以及編碼器，所述DA轉(zhuǎn)換電路與所述ARM微處理器的數(shù)字1 口連接，所述編碼器通過光耦與ARM微處理器的電平終端變化口連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器還通過光耦與所述ARM微處理器的數(shù)字1 口連接。
[0013]優(yōu)選地，所述主控制單元中的外部1設(shè)備接口模塊通過光耦模塊與ARM微處理器的數(shù)字1 口連接；所述數(shù)字輸入輸出1 口控制單元中的外部1設(shè)備接口模塊通過光耦模塊與DSP處理器的數(shù)字1 口連接。
[0014]優(yōu)選地，所述主控制單元中的通信模塊為COM 口通信模塊或串口服務(wù)器；所述驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元與數(shù)字輸入輸出1 口控制單元中的顯示模塊均為LCD模塊。
[0015]優(yōu)選地，所述CAN總線通信模塊包括依次連接的CAN接口電路、高速光耦以及CAN模塊，所述CAN模塊為所述ARM微處器或DSP處理器內(nèi)的功能模塊。
[0016]本實(shí)用新型提供的AGV車載控制系統(tǒng)具有的有益效果有:采用嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，基于CAN總線通訊方式，具有集成度高、智能性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)；同時(shí)還具有工作穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中AGV車載控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0018]附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中主控制單元的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0019]附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0020]附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)字輸入輸出1 口控制單元的結(jié)構(gòu)示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0022]如附圖1所示，一種AGV車載控制系統(tǒng)，包括主控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元，所述數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元均通過CAN總線與主控單元連接。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，該AGV車載控制系統(tǒng)還設(shè)置有擴(kuò)展模塊單元，該擴(kuò)展模塊單元同樣是通過CAN總線與主控單元連接，具體擴(kuò)展功能模塊，可根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行擴(kuò)展。本實(shí)施例中，所述擴(kuò)展模塊單元包括用于采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量傳感器信號(hào)的數(shù)字開關(guān)量信號(hào)采集模塊和/或用于采集現(xiàn)場(chǎng)模擬量傳感器信號(hào)的模擬量輸出的傳感器信號(hào)采集模塊。
[0023]在本實(shí)施例中，主控制單元為基于Cortex_M3內(nèi)核的ARM微處理器的控制單元，數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元?jiǎng)t為基于DSP處理器的控制單元；其中，本實(shí)施例的ARM微處理器的型號(hào)優(yōu)選為STM32F103VE，DSP處理器的型號(hào)優(yōu)選為DSPIC30F6014A。
[0024]本實(shí)施例提供的AGV車載控制系統(tǒng)以CAN總線為橋梁，實(shí)現(xiàn)各單元間的數(shù)據(jù)交換和處理，彼此相互獨(dú)立卻又相互聯(lián)系，即其驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元以及擴(kuò)展模塊單元均通過CAN總線與主控制單元連接，主控單元將控制指令以定義好的協(xié)議通過CAN總線發(fā)送給數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)控制及導(dǎo)航控制單元、擴(kuò)展模塊單元，同時(shí)數(shù)字輸入輸出1 口控制單元、驅(qū)動(dòng)控制及導(dǎo)航控制單元、擴(kuò)展模塊單元將狀態(tài)信息以定義好的協(xié)議反饋給主控制單元。
[0025]以下對(duì)AGV車載控制系統(tǒng)中的主控制單元、驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元等各控制單元作進(jìn)一步說明。
[0026]如附圖2所示，所述主控制單元包括ARM微處理器、CAN接口電路、外部1設(shè)備接口模塊、RFID信息采集模塊、觸控屏、2.4G無線模塊以及通信模塊，其中:CAN接口電路與ARM微處理器的CAN模塊連接，通信模塊、觸控屏、RFID信息采集模塊分別與ARM微處理器的COMl 口、COM2 口、COM3 口連接，2.4G無線模塊、外部1設(shè)備接口模塊均與ARM微處理器的數(shù)字1 口連接。優(yōu)選地，CAN接口電路通過高速光耦與ARM微處理器的CAN模塊連接，外部1設(shè)備接口模塊則通過光耦與ARM微處理器的數(shù)字1 口連接，以對(duì)輸入、輸出電信號(hào)起到良好的隔離作用，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力與工作的可靠性。
[0027]本實(shí)施例的主控制單元中，CAN接口電路、高速光耦、ARM微處理器中的CAN模塊依次連接構(gòu)成CAN總線通信模塊，其主要負(fù)責(zé)主控制單元與驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元和擴(kuò)展模塊單元的數(shù)據(jù)交換處理，接受和解析主控制單元與驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元和擴(kuò)展模塊單元的狀態(tài)信息，同時(shí)將指令信息傳輸給驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元和數(shù)字輸入輸出1 口控制單元。
[0028]觸控屏通過與ARM微處理器中的COM2 口連接構(gòu)成人機(jī)界面模塊，主要負(fù)責(zé)主控制單元和觸控屏的數(shù)據(jù)交換處理，接受和解析觸摸屏數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定，配置，航線表設(shè)置，手動(dòng)操作等功能，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)及導(dǎo)航控制單元、數(shù)字輸入輸出1 口控制單元和擴(kuò)展模塊單元信息輸送給人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控。
[0029]RFID信息采集模塊與ARM微處理器的COM3 口連接，其主要負(fù)責(zé)控制單元對(duì)RFID信息的采集和解析，同時(shí)將解析的信息與人機(jī)界面模塊設(shè)定的航線表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成控制指令，同時(shí)還對(duì)RFID信息采集模塊進(jìn)行參數(shù)配置使其適合不同類型的RFID信息的采集。
[0030]本實(shí)施例中，主控制單元中的通信模塊為COM 口通信模塊或串口服務(wù)器，該通信模塊與ARM微處理器的COMl 口連接，構(gòu)成一無線局域網(wǎng)通信模塊，其主要負(fù)責(zé)整個(gè)AGV車載控制系統(tǒng)與上位機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換處理，接受和解析上位機(jī)系統(tǒng)的調(diào)度控制指令，同時(shí)將車載控制系統(tǒng)的狀態(tài)信息反饋給調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物流輸送系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度。
[0031]主控制單元中的2.4G無線模塊與ARM微處理器的數(shù)字1 口連接，用以構(gòu)成一交通管制模塊，主要負(fù)責(zé)AGV與AGV之間的數(shù)據(jù)交換處理，接受和解析AGV與AGV的無線信息，實(shí)現(xiàn)AGV與AGV之間的自主交通管制。該交通管制模塊可根