一種agv車載控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及AGV控制領域，特別涉及一種AGV車載控制系統。
【背景技術】
[0002]AGV (Automated Guided Vehicle),意即“自動導引運輸車”，是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，它能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，AGV屬于輪式移動機器人的范疇。國內對AGV控制技術的研究起步較晚，始于上世紀70年代，這些AGV使用的均是各AGV廠商針對自己產品開發的專用控制系統，不具備開放性和柔性，技術并不成熟，應用有限。而現有的AGV車載控制系統在開發過程中，普遍存在可重用性差，開發效率低，產品功能單一等問題，且AGV車載控制系統還存在著工作穩定性較差、適用范圍不廣等缺點。隨著物流系統的迅速發展，AGV的應用范圍也在不斷擴展，而目前我國對AGV關鍵技術主要是從國外引進，單純的引進技術產品價格昂貴。鑒于目前我國對AGV車載控制系統的研發尚處于初級階段，現有的AGV車載控制系統難以滿足在實際應用的需求，始終制約了我國制造業的發展，本實用新型正是基于填補國內這一空白技術的背景下而研發的。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現有技術中的不足，本實用新型提供一種工作穩定性高、適應范圍廣的AGV車載控制系統。
[0004]本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種AGV車載控制系統，包括主控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元、驅動及導航控制單元，所述數字輸入輸出1 口控制單元、驅動及導航控制單元均通過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設備接口模塊、RFID信息采集模塊、人機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設備接口模塊與ARM微處理器的數字1 口連接，所述RFID信息采集模塊、人機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]所述驅動及導航控制單元包括DSP處理器、CAN總線通信模塊、以及車輪驅動控制模塊，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，所述車輪驅動控制模塊與DSP處理器連接；
[0007]所述數字輸入輸出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設備接口模塊與DSP處理器的數字1 口連接。
[0008]進一步地，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責AGV與AGV之間的數據交換處理，接受和解析AGV與AGV無線信息，實現AGV與AGV之間的自主交通管制。
[0009]進一步地，所述驅動及導航控制單元還包括顯示模塊，該顯示模塊與所述驅動及導航控制單元中的DSP處理器的數字1 口連接，用以組成一數據監控模塊，該數據監控模塊主要負責對驅動及導航控制單元的數據監控。
[0010]進一步地，所述數字輸入輸出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，該顯示模塊與數字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的數字1 口連接，用以組成一數據監控模塊，該數據監控模塊主要負責對數字輸入輸出1 口控制單元的數據監控；該2.4G無線模塊與數字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的數字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責與帶2.4G無線模塊接口設備之間的數據交換處理，接收和解析帶2.4G無線模塊接口設備的信息，同時將控制信息反饋給帶2.4G無線模塊接口設備；該COM 口通信模塊與數字輸入輸出1 口控制單元中的DSP處理器的一 COM 口連接，其主要負責與帶COM 口設備之間的數據交換處理，接收和解析帶COM 口設備的信息，同時將控制信息反饋給帶串口 COM 口設備。
[0011 ] 進一步地，所述AGV車載控制系統還包括有通過CAN總線與主控單元連接的擴展模塊單元，所述擴展模塊單元包括用于采集現場數字量傳感器信號的數字開關量信號采集模塊和/或用于采集現場模擬量傳感器信號的模擬量輸出的傳感器信號采集模塊。
[0012]優選地，所述車輪驅動控制模塊包括依次連接的DA轉換電路、電機驅動器、電機以及編碼器，所述DA轉換電路與所述ARM微處理器的數字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，所述電機驅動器還通過光耦與所述ARM微處理器的數字1 口連接。
[0013]優選地，所述主控制單元中的外部1設備接口模塊通過光耦模塊與ARM微處理器的數字1 口連接；所述數字輸入輸出1 口控制單元中的外部1設備接口模塊通過光耦模塊與DSP處理器的數字1 口連接。
[0014]優選地，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器；所述驅動及導航控制單元與數字輸入輸出1 口控制單元中的顯示模塊均為LCD模塊。
[0015]優選地，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處理器內的功能模塊。
[0016]本實用新型提供的AGV車載控制系統具有的有益效果有:采用嵌入式系統結構，基于CAN總線通訊方式，具有集成度高、智能性好、可擴展性強等特點；同時還具有工作穩定性高、抗干擾能力強，適應范圍廣等優點。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本實用新型實施例中AGV車載控制系統的結構示意框圖；
[0018]附圖2為本實用新型實施例中主控制單元的結構示意框圖；
[0019]附圖3為本實用新型實施例中驅動及導航控制單元的結構示意框圖；
[0020]附圖4為本實用新型實施例中數字輸入輸出1 口控制單元的結構示意框圖。
【具體實施方式】
[0021]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0022]如附圖1所示，一種AGV車載控制系統，包括主控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元、驅動及導航控制單元，所述數字輸入輸出1 口控制單元、驅動及導航控制單元均通過CAN總線與主控單元連接。為了適應不同的應用場合和擴展其應用范圍，該AGV車載控制系統還設置有擴展模塊單元，該擴展模塊單元同樣是通過CAN總線與主控單元連接，具體擴展功能模塊，可根據實際需要來進行擴展。本實施例中，所述擴展模塊單元包括用于采集現場數字量傳感器信號的數字開關量信號采集模塊和/或用于采集現場模擬量傳感器信號的模擬量輸出的傳感器信號采集模塊。
[0023]在本實施例中，主控制單元為基于Cortex_M3內核的ARM微處理器的控制單元，數字輸入輸出1 口控制單元、驅動及導航控制單元則為基于DSP處理器的控制單元；其中，本實施例的ARM微處理器的型號優選為STM32F103VE，DSP處理器的型號優選為DSPIC30F6014A。
[0024]本實施例提供的AGV車載控制系統以CAN總線為橋梁，實現各單元間的數據交換和處理，彼此相互獨立卻又相互聯系，即其驅動及導航控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元以及擴展模塊單元均通過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議通過CAN總線發送給數字輸入輸出1 口控制單元、驅動控制及導航控制單元、擴展模塊單元，同時數字輸入輸出1 口控制單元、驅動控制及導航控制單元、擴展模塊單元將狀態信息以定義好的協議反饋給主控制單元。
[0025]以下對AGV車載控制系統中的主控制單元、驅動及導航控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元等各控制單元作進一步說明。
[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設備接口模塊均與ARM微處理器的數字1 口連接。優選地，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設備接口模塊則通過光耦與ARM微處理器的數字1 口連接，以對輸入、輸出電信號起到良好的隔離作用，增強系統的抗干擾能力與工作的可靠性。
[0027]本實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模塊依次連接構成CAN總線通信模塊，其主要負責主控制單元與驅動及導航控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元和擴展模塊單元的數據交換處理，接受和解析主控制單元與驅動及導航控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元和擴展模塊單元的狀態信息，同時將指令信息傳輸給驅動及導航控制單元和數字輸入輸出1 口控制單元。
[0028]觸控屏通過與ARM微處理器中的COM2 口連接構成人機界面模塊，主要負責主控制單元和觸控屏的數據交換處理，接受和解析觸摸屏數據，以實現參數設定，配置，航線表設置，手動操作等功能，同時將驅動及導航控制單元、數字輸入輸出1 口控制單元和擴展模塊單元信息輸送給人機界面實現狀態監控。
[0029]RFID信息采集模塊與ARM微處理器的COM3 口連接，其主要負責控制單元對RFID信息的采集和解析，同時將解析的信息與人機界面模塊設定的航線表進行數據處理，形成控制指令，同時還對RFID信息采集模塊進行參數配置使其適合不同類型的RFID信息的采集。
[0030]本實施例中，主控制單元中的通信模塊為COM 口通信模塊或串口服務器，該通信模塊與ARM微處理器的COMl 口連接，構成一無線局域網通信模塊，其主要負責整個AGV車載控制系統與上位機系統數據交換處理，接受和解析上位機系統的調度控制指令，同時將車載控制系統的狀態信息反饋給調度系統，實現物流輸送系統的任務調度。
[0031]主控制單元中的2.4G無線模塊與ARM微處理器的數字1 口連接，用以構成一交通管制模塊，主要負責AGV與AGV之間的數據交換處理，接受和解析AGV與AGV的無線信息，實現AGV與AGV之間的自主交通管制。該交通管制模塊可根