基于AGV调度的组合式无线通信模块设计与实现
摘 要
针对目前AGV调度缺乏专用通信解决方案的情况，设计了一种“核心板+底板”的组合式无线通信模块，并制定了相应的通信协议。核心板以STM32F030C8作为控制器，通过ESP8266以串口无线透传方式与调度计算机通信；底板分为串口通信底板与开关量输入底板两种，主要用于将模块分别连接到AGV控制器与设备控制器。经实践证实，该模块掉线率基本在0.5%以内，通信稳定，同时具备安装方便、二次开发简单等优点，能适用于大部分基于WIFI通信的AGV应用项目。
关键词: 无线通信； AGV 调度； 模块设计； 组合式； STM32F030C8； ESP826
Design of a Combined Wireless Communication Module for AGV Scheduling
Abstract
Aiming at the lack of dedicated communication solutions for AGV scheduling, a combined wireless communication module of "core board + backplane" was designed and the corresponding communication protocol was developed. The core board uses STM32F030C8 as the controller and communicates with the dispatching computer through the serial port wireless transparent transmission mode through the ESP8266. The backplane is divided into serial communication bottom board and digital input backplane, which are mainly used to connect the modules to the AGV controller and device controller respectively. . It has been proved by practice that the module's dropped rate is basically within 0.5%, the communication is stable, and it has the advantages of convenient installation and simple secondary development. It can be applied to most AGV application projects based on WIFI communication.
Key words: wireless communication; AGV scheduling; module design; combined; STM32F030C8; ESP8266
目 录
摘 要 I
Abstract II
1.引言 1
2 总体设计 1
3电路设计 2
3.1 Wi-Fi 部分的设计 2
3.2 串口通信部分设计 3
3.3开关量输入接口部分的设计 5
4程序设计 6
4.1通信协议 6
4.2单片机程序 8
5 应用案例 10
结语 11
致谢 11
参考文献 12
1.引言
自动引导车AGV(Automated Guided Vehicle) 是一种能通过一种或多种传感器检测，按照设定路线自动巡航的载重小车，目前在物流、仓储、生产等领域扮演着越来越重要的角色。AGV单车技术现在已逐渐趋于成熟，而将AGV 与其他自动化设备相互配合并统一调度，由于这不仅涉及到计算机、通信、自动化等多个技术领域，还涉及到统筹学、管理学的运用，已然成为业界一大技术难点与热点。AGV属于运动设备，无法布线，其调度只能通过无线通信进行。本文介绍了一种专为AGV调度而设计的无线通信模块，该模块适用于多种控制器，便于集成。
2 总体设计
由于调度计算机需要根据其他自动化设备对AGV的需求来规划调度任务，因此无线通信模块不仅需要装备到AGV，还需要装备到其他自动化设备。一般来说，
AGV控制器可能是单片机、PLC或工控机中的一种，而设备控制器则基本上都是PLC，因此无线通信模块不仅要兼容各种串口标准，也要支持PLC逻辑输出控制，确保AGV/设备控制器以最小的代码量完成控制器自身与无线通信模块的数据对接。
本方案中的无线通信模块采用“核心板+底板”的组合方式，方便针对不同的设备与控制器组合安装。核心板仅有一种，而底板共有RS－232串口底板、RS－485串口底板和开关量输入型底板3种。其中串口底板不但适用于以单片机、PLC或工控机为控制器的AGV，同样适用于以PLC为控制器的自动化设备，而开关量输入型底板则专为以PLC为控制器的自动化设备而设计。
调度计算机与无线通信模块之间属于一对多的通信关系，即所有无线通信模块只与调度计算机通信。我们把无线通信模块与调度计算机之间的数据交换过程称之为前端通信，而把无线通信模块与AGV/设备控制器之间的数据交换过程称之为后端通信。为了确保数据在无线传输过程中的稳定性与安全性，前端通信采用相对严格的数据格式，而为了降低 AGV/设备控制器与无线通信模块对接的难度与工作量，后端通信则采用相对简单的数据格式。
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