自动立体仓库控制装置

1.一种自动立体仓库控制装置，其特征在于：该装置由客户机、 服务器和控制服务器组成，三者之间按照网络协议通讯，通过HUB 星形连接，构成以太网，客户机为输入端，控制服务器为输出端，将 命令送到多接口卡后，采用总线方式通过光通讯将信号传输到控制机； 其中所述控制服务器控制程序分为用户接口、任务协调规划、多智能 体协作及任务四类功能模块。
2.按照权利要求1所述自动立体仓库控制装置，其特征在于：所 述用户接口功能模块为用户图形接口，接受任务，进行通讯及数据库 管理，其程序流程首先是由客户输入库操作任务，即入库、出库、倒 库，然后进行选择货位，或是输入货位，执行任务入栈，或是自动选 择货位执行任务入栈，当任务入栈后，分两路运行，一种下发至控制 服务器，并随时接受下位机的执行状态，此后一方面在服务器上记录 数据，另一方面接受在途数据查询及库位状态动态仿真；另一路准备 接受下一任务，回至输入库操作任务。
3.按照权利要求1所述自动立体仓库控制装置，其特征在于：所 述任务协调规划功能模块执行任务公告，栈信息收集，环境管理，其 程序流程为：监听客户计算机数据，进行内容判别，其内容为下发任 务，则予以公告，并由多智能体协作完成，然后通知下位计算机，通 知客户计算机，进行设备运行动态仿真；如果其内容为查询设备，则 与下位计算机联系，并通知客户计算机。
4.按照权利要求1或3所述自动立体仓库控制装置，其特征在于： 所述多智能体协作功能模块根据当前任务和环境信息，虚拟设备的智 能体线程工作状态，实现智能体之间协同工作，其程序流程为：首先 判断是否有任务，有任务则进行下一步，否则进入等待状态；然后查 询环境状态表，看当前任务是否可以立即执行，若可以则进行下一步， 否则进入等待状态；再根据任务类型选择最优路径，执行任务；若非 最终任务，则发出任务情况公告，进入等待状态；若是最终任务，清 除占用的环境，进入等待状态。
5.按照权利要求1所述自动立体仓库控制装置，其特征在于：所 述任务功能模块是根据当前任务，各智能体按协议下发至控制机，形 成动作语言。

技术领域\n本发明涉及仓储设备计算机控制装置，具体地说是一种立体仓库 控制程序，应用于现代化高层货架的自动存取和货物管理。\n背景技术\n在现有技术中，自动化立体仓库(Automated Warehousing System， 亦称Automated Storage and Retrieval Systems or AS/RS)是一种高层货 架，能自动存取和实现货物管理的一种新型的现代化仓库，随着计算 机软硬件技术、控制技术和人工智能技术的发展，自动立体仓库将越 来越引起人们对它的重视，人们对自动立体仓库要求也越来越高，目 前出现了大范围、高容量、多存取设备的自动立体仓库，多存取设备 需并行工作才能提供同时完成多任务的功能。但自动立体仓库是个受 限空间的多智能体协作，其任务紧张程度的涨落，最优路径的选择， 进出门、入出栈、上下桥的避碰，死锁的避免等问题集中在一起，给 复杂的自动立体仓库提供了复杂的控制问题还没有很好的解决，目前 多智能体的控制和多机器人协作是近年来的热门话题，但应用于自动 立体仓库未见报道。\n发明内容\n为了克服上述不足，本发明提供一种无人管理，高效、并行、运 行可靠的立体仓库控制装置。\n为了实现上述目的，本发明技术方案是：该装置由客户机、服务 器和控制服务器组成，三者之间按照网络协议通讯，通过HUB星形 连接，构成以太网，客户机为输入端，控制服务器为输出端，将命令 送到多接口卡后，采用总线方式通过光通讯将信号传输到控制机；其 中所述控制服务器控制程序分为用户接口、任务协调规划、多智能体 协作及任务四类功能模块；\n所述用户接口功能模块为用户图形接口，接受任务，进行通讯及 数据库管理，其程序流程首先是由客户输入库操作任务，即入库、出 库、倒库，然后进行选择货位，或是输入货位，执行任务入栈，或是 自动选择货位执行任务入栈，当任务入栈后，分两路运行，一种下发 至控制服务器，并随时接受下位机的执行状态，此后一方面在服务器 上记录数据，另一方面接受在途数据查询及库位状态动态仿真；另一 路准备接受下一任务，回至输入库操作任务；\n所述任务协调规划功能模块执行任务公告，栈信息收集，环境管 理，其程序流程为：监听客户计算机数据，进行内容判别，其内容为 下发任务，则予以公告，并由多智能体协作完成，然后通知下位计算 机，通知客户计算机，进行设备运行动态仿真；如果其内容为查询设 备，则与下位计算机联系，并通知客户计算机；\n所述多智能体协作功能模块根据当前任务和环境信息，虚拟设备 的智能体线程工作状态，实现智能体之间协同工作，其程序流程为： 首先判断是否有任务，有任务则进行下一步，否则进入等待状态；然 后查询环境状态表，看当前任务是否可以立即执行，若可以则进行下 一步，否则进入等待状态；再根据任务类型选择最优路径，执行任务； 若非最终任务，则发出任务情况公告，进入等待状态；若是最终任务， 清除占用的环境，进入等待状态；\n所述任务功能模块是根据当前任务，各智能体按协议下发至控制 机，形成动作语言。\n本发明具有如下优点：\n1.整体效率高。采用本发明，系统效率的提高可这样计算，若完 成一个任务为t分钟，那么左右两个区同时接受2个入库命令，系统 完成一个任务的时间为t/2分钟；如果系统同时接受多个不同任务类 型的任务，系统的效率的提高可相似计算。\n2.实现多智能体协调控制。本发明仿真了库中货位的动态实况及 多个设备同时运行的实际情况，考虑到了多智能体的环境定义、行为 定义和运行机制，采用“时间优先和路径优先”原则，解决了避碰、死 锁等问题，实现了无人管理全自动化操作。\n附图说明\n图1为本发明硬件结构框图。\n图2为本发明控制服务器控制程序设计框图。\n图3为图2中用户接口功能模块程序流程图。\n图4为图2中任务协调规划功能模块程序流程图。\n图5为图4中多智能体协作功能模块程序流程图。\n图6为本发明一个实施例运行路径示意图。\n具体实施方式\n下面结合附图和实施例对本发明的功能和原理作进一步详细说明。\n以试运行于保定某厂自动化立体仓库的纸币生产过程为本发明的 一个实施例。\n保定某厂自动化立体仓库结构主要体现在它的多入出口，库内结构 全部连通。以往的自动化立体仓库结构简单，入出库动作可由单机实现， 所述保定某厂自动化立体仓库任务复杂，必须由多机协调才能实现。如 图6所示，每个巷道为一个区，每区分为左右两列，每列分为26排20 层，则结构由下至上分为4层，每层一个门，左右共8个门，区与区之 间通过上下两个台车相连，提供跨区操作，所以该库的运行路径是复杂 的，除单机入出库外，所有任务都需要2个以上的设备协作才能完成， 每个客户命令都可能用到若干个不同设备，为实现更高的效率，更好的 规划，每个设备都需要有任务(消息)缓冲池，该缓冲池也是动态的， 任务(消息)量忽多忽少，经常出现高峰和闲置，每个任务的路径也是 动态的，即运行到那里提前无法预知，所以要很好地进行任务的规划， 避免规划不当造成在入出门、入出栈、上下桥可能产生碰撞造成系统 死锁的现象，即在入库和上桥时，如果栈满，如一夫当关形成堵塞，而 在过桥时又可形成千军万马过独木桥的情况，又因为所用的设备不确 定，所以必须保持所有设备都空闲，才能接受新任务，但还要避免可能 出现某设备等待动作，在还没有动作时，不能接受新的动作，也就是说 整个系统要见缝插针的在完成一个任务的过程中，不仅让正在动作的设 备忙，也让等待的设备忙起来，进一步地，如果所有的设备都忙时，能 再增加新任务，避免产生新的闲置。\n如图1、2所示，该装置由客户机、服务器和控制服务器组成，三 者之间按照网络协议通讯，通过HUB星形连接，构成以太网，客户机 为输入端，控制服务器为输出端，将命令送到多接口卡后，采用总线方 式通过光通讯将信号传输到控制机；其中所述控制服务器控制程序分为 用户接口、任务协调规划、多智能体协作及任务四类功能模块；\n如图3所示，所述用户接口功能模块为用户图形接口，接受任务， 进行通讯及数据库管理，其程序流程首先是由客户输入库操作任务， 即入库、出库、倒库，然后进行选择货位，或是输入货位，执行任务 入栈，或是自动选择货位执行任务入栈，当任务入栈后，分两路运行， 一种下发至控制服务器，并随时接受下位机的执行状态，此后一方面 在服务器上记录数据，另一方面接受在途数据查询及库位状态动态仿 真；另一路准备接受下一任务，回至输入库操作任务；\n如图4所示，所述任务协调规划功能模块执行任务公告，栈信息 收集，环境管理，其程序流程为：监听客户计算机数据，进行内容判 别，其内容为下发任务，则予以公告，并由多智能体协作完成，然后 通知下位计算机，通知客户计算机，进行设备运行动态仿真；如果其 内容为查询设备，则与下位计算机联系，并通知客户计算机；\n如图5所示，所述多智能体协作功能模块根据当前任务和环境信 息，虚拟设备的智能体线程工作状态，实现智能体之间协同工作，其 程序流程为：首先判断是否有任务，有任务则进行下一步，否则进入 等待状态；然后查询环境状态表，看当前任务是否可以立即执行，若 可以则进行下一步，否则进入等待状态；再根据任务类型选择最优路 径，执行任务；若非最终任务，则发出任务情况公告，进入等待状态； 若是最终任务，清除占用的环境，进入等待状态；\n如图1、5所示，所述任务功能模块是根据当前任务，各智能体按 协议下发至控制机，形成动作语言。\n本发明所述控制机采用8031单片机，数据库采用SQL Server6.5， ODBC，网络协议采用TCP/IP，并选用了Visual C++5.0面向对象设计 技术，实现了无人、高效、并行、可靠的自动立体仓库控制。