具有无线通信功能的自动导引车设定器

1.一种具有无线通信功能的自动导引车AGV设定器，其特征在于包括：单片机中央控制单元，AGV的输入信号模块，输出信号模块，人机交互模块以及无线通信模块；其中：单片机中央控制单元对通过AGV的输入信号模块输入的状态信息数据进行识别，一方面，将识别出的状态结果发送给人机交互模块中的数码管的显示部分显示，另一方面，将AGV的状态信息数据封装成数据帧，通过无线通信模块发送给远程监控端；此外，单片机中央控制单元读取出人机交互模块的按键值，并且根据按键值以及当前读取到的AGV状态信息产生对应的控制指令，该指令通过输出信号模块发给AGV，同时，单片机中央控制单元接收上位机通过无线通信模块发来的指令信息，并产生控制指令输出；
所述的AGV的输入信号模块针对自动导引车的设定器设定具体信号，输入信号包括以下十一根信号线：七段数码管的8位数据总线，三位数码管的地址信号线；所述的AGV的输入信号模块与单片机中央控制单元通过有线连接，连接的信号线总共有11根，分别与AGV的11个输入信号一一对应；所述的AGV的输入信号模块用光耦隔离芯片将输入的24V信号匹配成5V的信号，然后供单片机中央控制单元读取；
所述的输出信号模块，其输出信号包括：加、减、设定，功能切换键，重置键；在输出信号模块设有一个达林顿管阵列，达林顿管阵列的供电为24V，使得输出信号与AGV的24V信号匹配；所述的输出信号模块与单片机中央控制单元之间是有线连接，接线公共5根，分别于输出信号模块的五个信号相对应；
所述的人机交互模块包括数码管的显示与设定按键的输入两个部分，数码管的显示部分采用9位七段数码管来表征AGV的状态信息，数码管的驱动和按键的扫描统一由MAX6954来完成，MAX6954与单片机中央控制单元通过SPI接口来进行数据通信；所述MAX6954的按键中断信号是接到单片机中央控制单元的一个外部中断口；所述人机交互模块的交互面板有五个按键输入，三个数码管显示框即目标站点显示框、当前地标显示框、错误代码显示框；两个指示灯即电源指示灯和在线标志指示灯；
所述的无线通信模块将AGV当前的状态信息发送给远程监控端，需要发送的状态信息包括：数码管的闪烁状态、设定输入的目标站点信息、设定输出的当前所处地标、行驶过程中的读取的目标站点、行驶过程中读取到的车辆所处位置的地标值，以及遇到错误时候的错误代码，无线通信模块与单片机之间通过SCI口进行数据交换。

具有无线通信功能的自动导引车设定器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种自动导引车车辆技术，具体地说，设计的是一种具有无线通信功能的自动导引车设定器。 \n背景技术\n[0002] 随着仓储物流的不断发展，自动导引车（AGV）在工厂的物流生产中发挥着越来越重要的作用。无人值守的生产过程中，AGV的适当运用不仅能提高生产的效率，还能节能生产的成本。而AGV的车载设定器，作为一个人机交互设备，其操作的简便性和显示信息的丰富性则显得尤为重要。\n[0003] 在传统的AGV设定器中，用三位的数码管来表征AGV状态信息，用五个按键来进行目标站点和当前地标的设定，但是该设备显示的状态信息很少，特别是在AGV车处于运行的时候，只能显示当前地标或者目标站点两者之中的一种，假如要更改显示信息的话必须在现场操作按钮，这对于车在运行中进行操作是很危险和不方便的。此外，操作人员需要了解当前AGV运行的状态的话，必须去现场看车载设定器上的显示信息。不能实现操作人员在远程监控端对整个AGV系统的监控。再有，上述两种设备的按键都是通过扫描去完成的，为保证系统响应的实时性，需要单片机不断的去查询按键对应端口，这就在一定程度上消耗着单片机的资源。\n[0004] 传统的设定器具有一定的局限性，操作人员对AGV进行目标站点的设定和地标的更改的话不能脱离操作现场，而且对整个AGV运行状态的监控也不能脱离现场，不能进行远程操作。\n[0005] 经过对现有文献的检索发现，关于自动导引车设定器目前还没有公开的报导。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有无线通信功能的自动导引车设定器，通过该设定器，不仅可以在操作面板端进行直接指令设定以及状态显示，并且还可以通过无线通信功能，操作人员可以在上位机端监控AGV的运行状态，以及对AGV的目标站点和当前地标（Marker）进行设定。\n[0007] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：\n[0008] 本发明所述的具有无线通信功能的自动导引车设定器，包括：单片机中央控制单元，AGV的输入信号模块，输出信号模块，人机交互模块以及无线通信模块；其中：单片机中央控制单元对通过AGV的输入信号模块输入的状态信息数据进行识别，一方面，将识别出的状态结果发送给监控器显示，另一方面，将AGV的状态信息数据封装成数据帧，通过无线通信模块发送给远程监控端。此外，单片机中央控制单元读取出人机交互模块的按键值，并且根据按键值以及当前读取到的AGV状态信息产生对应的控制指令，该指令通过输出信号模块发给AGV。同时，单片机中央控制单元接收上位机通过无线通信模块发来的指令信息，并产生控制指令输出。\n[0009] 所述的AGV的输入信号模块针对自动导引车的设定器设定具体信号，输入信号包括以下十一根信号线：七段数码管的8位数据总线，三位数码管的地址信号线。为了让单片机识别出输入信号，输入信号模块用光耦隔离芯片将输入的24V信号匹配成5V的信号。然后供单片机读取。\n[0010] 所述的输出信号模块，输出信号包括：加（Plus）、减（Minus）和设定（Set），功能切换键（Function），重置键（Reset）。在单片机的输出信号端加上一个达林顿管阵列，达林顿管阵列的供电为24V，这样就使得输出信号与AGV的24V信号匹配。\n[0011] 所述人机交互模块包括数码管的显示与设定按键的输入两个部分。显示模块采用\n9位七段数码管来表征AGV的状态信息。数码管的驱动和按键的扫描统一由MAX6954来完成。MAX6954与单片机MCU通过SPI接口来进行数据通信。\n[0012] 所述的无线通信模块将AGV当前的状态信息发送给远程监控端。需要发送的状态信息包括：数码管的闪烁状态、设定输入的目标站点信息、设定输出的当前所处地标、行驶过程中的读取的目标站点、行驶过程中读取到的车辆所处位置的地标值，以及遇到错误时候的错误代码。无线通信模块与单片机之间通过SCI口进行数据交换。\n[0013] 根据上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下效果：\n[0014] 在AGV的运行状态，人机交互的显示界面上能同时实时的显示出AGV的目标站点和AGV的当前所处的地标段；\n[0015] 如果AGV遇到了异常情况，显示界面上显示出引起异常的错误代码；\n[0016] 在AGV的静止状态，显示界面上能显示出设定的地标值和设定的当前地标；\n[0017] 通过人机交互界面上的按键，可以设定AGV的目标站点，且该设定器可以设定多个站点的停靠，最多可以在50个停靠点之间进行任意目标站点的设定；\n[0018] 能设定多达30个分支点；\n[0019] 当AGV由于各种异常情况脱里行驶轨道后，重新将AGV摆回到导引线上时候，可以设定AGV当前所处的地标站点；\n[0020] 通过无线通信模块，将AGV的状态信息（包括AGV的目标站点、当前所处地标区段，错误代码等信息）发送给上位机进行监控。同时上位机也可以通过无线通信模块，发出设定目标站点和设定当前地标等指令。同时，也可以通过无线通信模块，使得AGV可以接收发自远程监控端的指令数据。\n附图说明\n[0021] 图1是整个设定器系统的结构框图。\n[0022] 图2是设定器系统的人机交互面板。\n具体实施方式\n[0023] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。\n[0024] 本实施例提供一种具有无线通信功能的自动引导车的设定器，其系统结构框图如图1所示，包括：单片机中央控制单元，AGV的输入信号模块，输出信号模块，人机交互模块以及无线通信模块；其中：单片机中央控制单元对通过AGV的输入信号模块输入的状态信息数据进行识别，一方面，将识别出的状态结果发送给监控器显示，另一方面，将AGV的状态信息数据封装成数据帧，通过无线通信模块发送给远程监控端。此外，单片机中央控制单元读取出人机交互模块的按键值，并且根据按键值以及当前读取到的AGV状态信息产生对应的控制指令，该指令通过设定器系统的输出信号模块发给AGV。同时，单片机中央控制单元接收上位机通过无线通信模块发来的指令信息，并产生控制指令输出。\n[0025] 作为一个具体的实施案例，本设定器系统针对当前市场上应用较为广泛的某品牌AGV进行验证测试，相互之间的交互信号定义说明如下：\n[0026] 输入信号模块：针对自动导引车的型设定器的具体信号，输入信号包括以下十一根信号线：七段数码管的8位数据总线（7SEG_a， 7SEG_b，7SEG_c，7SEG_d， 7SEG_e， 7SEG_f， 7SEG_g， 7SEG_dp），三位数码管的地址信号线（7SEG_data_address1， 7SEG_data_address3， 7SEG_data_address3）。AGV的输出信号是24V的，为了让单片机识别出输入信号，输入信号模块里用光耦隔离芯片将输入的24V信号匹配成5V的信号。然后供单片机读取。\n[0027] 输出信号模块：输出信号说明如下：加（Plus）、减（Minus）和设定（Set），功能切换键（Function），重置键（Reset）。考虑到AGV端的高电平信号是24V的，需要将单片机引脚的输出信号经过转换匹配成24V的信号，故在单片机的输出信号端加上一个达林顿管阵列，达林顿管阵列的供电为24V，这样就使得输出信号与AGV的24V信号匹配。\n[0028] 人机交互模块：包括数码管的显示与设定按键的输入两个部分。考虑到AGV状态数据的特点和系统的成本，显示模块采用9位七段数码管来表征AGV的状态信息。数码管的驱动和按键的扫描统一由MAX6954来完成。MAX6954与单片机MCU通过SPI接口来进行数据通信。在本实施例中，将MAX6954配置为驱动7段数码管显示，并设置字对的显示个数为9个，且扫描的外部按键数量为5个。对应的功能分别为功能切换键（Function），加（Plus）、减（Minus）和设定（Set），重置键（Reset）。人机交互模块的交互面板如图2所示，有五个按键输入，三个数码管显示框（分别为目标站点显示框、当前地标显示框、错误代码显示框），两个指示灯（电源指示灯和在线标志指示灯）。\n[0029] 无线通信模块：将AGV当前的状态信息发送给远程监控端。需要发送的状态信息包括：数码管的闪烁状态、设定输入的目标站点信息、设定输出的当前所处地标、行驶过程中的读取的目标站点、行驶过程中读取到的车辆所处位置的地标值，以及遇到错误时候的错误代码。无线通信模块与单片机之间通过SCI口进行数据交换。\n[0030] 本实施例中，上述各个模块之间的连接说明如下：AGV的输入信号模块与单片机中央控制单元通过有线连接，连接的信号线总共有11根，分别与AGV的11个输入信号一一对应；输出信号与单片机中央控制单元之间也是有线连接，接线公共5根，分别于输出信号模块的五个信号相对应；单片机中央控制单元与人机交互模块的通过单片机SPI口相连，再有MAX6954的按键中断信号是接到单片机的一个外部中断口；单片机中央控制单元与无线通信模块是通过单片机的SCI口相连的。\n[0031] 本实施例上述设定器使用时，具体操作如下：\n[0032] 设定目标站点：\n[0033] 1在AGV停止的状态下，按Function键，进行输入状态切换；\n[0034] 2当“目标站点显示框”显示为 时，且第一位数码管 闪烁，按下Set键；\n[0035] 3“目标站点显示框”显示为 时，但第二位和第三位数码管数值闪烁。此时可以按Up键或者Down键输入目标站点值。此处按三下Up键，输入目标站点为3号站点。\n此时，“目标站点显示框”显示为 ，且 闪烁；\n[0036] 4按下Set键，保存输入数据。目标站点框显示为 ，且\n[0037] 闪烁；\n[0038] 5按两下Function键，将状态切换到等待启动状态，此时，“目标站点显示框”显示为 ，没有数据闪烁。\n[0039] 至此，目标站点设定完毕。\n[0040] 设定当前地标：\n[0041] 1在AGV停止状态下，按两下Function键，进行输入状态切换；\n[0042] 2 当“当前地标显示”框中显示为 且三个小数点闪烁时，此时可以按Up键或者Down键输入当前地标值。此处按Up键，输入当前地标值为8。此时，“目标站点显示框”显示为 ，三个小数点闪烁；\n[0043] 3按下Set键，保存输入的当前站点信息。\n[0044] 报错信息显示：\n[0045] 如果AGV在运行的过程中遇到了异常情况，在人机交互面板的错误代码中会自动显示出引起异常情况的错误代码，如传感器检测到AGV前端有障碍物挡住了，则错误代码框显示为 ，如果AGV处在正常运行状态，则错误代码框显示为 ，表示没有错误发生。\n[0046] AGV运行状态的监测显示：\n[0047] 当目标站点输入有效后，且AGV启动后，设定器发出显示地标脉冲组合指令给AGV，此时单片机可以从信号输入端读取AGV当前所处的地标信息，并将结果放在人机界面的“当前地标显示”框中显示。然后，设定器发出显示目标站点脉冲组合指令给AGV，单片机可以从信号输入端读取AGV当前所处的地标信息，并将结果显示“当前地标显示”框中。设定器以50ms为周期不断切换两种脉冲组合输出，这样就可以实时的返回AGV的当前状态。\n[0048] 与此同时，单片机将读取到的目标站点和当前地标信息封装成数据帧，通过无线通信发送给远程监控设备。