基于HTTP/SOCKET的AGV与自动门通讯方法

　　摘 要：工厂厂区与仓库之间会安装隔离装置，常见的隔离装置为自动门，但自动门是独立个体存在，通常靠红外传感器和指纹开关控制开关门，自动门系统没有和第三方调度系统交互，当AGV通过自动门时由于高度不足或感应不到位，阻挡在门外，严重时甚至发生碰撞，形成物理障碍。文中方法是将AGV系统与自动门系统打通，AGV在行进过程中与自动门通信，申请开门动作并在通过后申请关门动作，将AGV调度系统与自动门控制系统融合成一个整体，使控制调度更加稳定可靠。

　　关键词：AGV；自动门；红外传感器；指纹开关；开关控制；控制系统

　　中图分类号：TP368.4文献标识码：A文章编号：2095-1302（2020）01-00-02

　　0 引 言

　　自动搬运机器人（Automated Guided Vehicle，AGV）广泛应用于消费电子生产制造行業，用于代替人工搬运，常与仓库管理系统结合。自动门作为区域之间的活动通道，常见的触发方式有红外触发方式与指纹识别触发方式。AGV的行驶与路线规划受远程控制系统RCS系统管控，行驶的过程中遇到自动门，由于AGV的高度与外观人不同，无法通过红外感应或是指纹识别的方式申请打开自动门，室内遇到自动门时无法顺利通行。

　　本文通过PLC的方案改造自动门触发线路，将自动门纳入UMS（United Management System，攸信自主研发联合管理系统，本文特指自动门控制模块）系统综合控制。打通远程控制系统（Remote Control System，RCS）与UMS系统完成AGV与自动门的通行协调工作。

　　1 系统设计原理

　　RCS是AGV控制系统，与UMS系统一起部署在云端服务器形成内部网络，两者之间建立基于HTTP的API接口通信。自动门服务部署于厂区内网，控制厂区内所有自动门，同时与UMS系统互联互通。每扇自动门经过控制电路改造，由PLC发出控制门的开与关，并检测是否完全打开，PLC一端联通自动门服务，形成控制节点。系统设计原理如图1所示。

　　1.1 AGV控制系统与自动门控制系统编码协议

　　AGV控制系统与自动门控制系统编码协议图如图2所示。

　　通过Notify TaskInfo接口，允许RCS系统向UMS系统发出开门与关门请求，当UMS处理完一系列动作后，结果应答回RCS系统，若正常处理，则RCS将收到成功开门应答，转而通知AGV按照既定路线行径。也会存在异常情况，如请求超时、请求设备失败等，需要由RCS重新发出请求申请动作。

　　1.2 自动门控制系统与PLC编码协议

　　本系统支持串口通信与套接字通信。

　　串口通信设定：波特率9 600 b/s，1位起始位，8位数据位，1位奇偶校验位（无校验），1位停止位。

　　套接字方式：需要选用TCP，将PLC作为master，自动门服务作为slave，发送数据包时，设定为阻塞类型。

　　串口通信如图3所示。

　　格式说明见表1所列。

　　如上述开门申请，从UMS下达的指令为打开编号104的自动门，则编码后的请求数据包为 0xAD 0x88 0x01 0x68 0x01 0x01 0x6C 0x03，应答码为0xAD 0x88 0x01 0x68 0x01 0x03 0x6E 0x03。

　　1.3 PLC与自动门电路连接

　　PLC与自动门电路连接如图4所示。

　　PLC与自动门控制电路共地，PLC的GPIO口与自动门控制线连接，当GPIO输出低电平信号时，自动门电机驱动门缓慢打开，直至完成开门；当GPIO输出高电平信号时，自动门电机驱动门缓慢关闭，直至完成关门。

　　1.4 通信控制时序

　　通信控制时序如图5所示。

　　当AGV行径到自动门设定区域时，向RCS系统申请开门，RCS系统将协议编码后向UMS系统发出请求，UMS解码后将请求转发到自动门服务上申请控制指定PLC，最终由PLC控制自动门打开。

　　当自动门打开完全时，会触发光电开关，PLC检测到光电开关被触发，向自动门服务发出开门应答，自动门服务收到应答后转向UMS系统，最终UMS系统通过接口回执给RCS系统，RCS系统通知小车可以行径。

　　PLC与自动门的运行过程如图6所示。

　　2 结 语

　　通过本文设计能够将AGV行径路线中的“障碍”变成控制系统中的一部分，保证AGV在行径过程中的稳定性、安全性，有效地替代人工配送的同时，也不破坏厂区内的安全设施。

　　参 考 文 献

　　[1]深圳市欧铠智能机器人股份有限公司.AGV进出电梯控制系统原理[EB/OL].[2018-09-26].http：//www.okagv.com/jishu_14432765.html.

　　[2]贺用佳.基于PLC的自动门控制系统方案说明书[D].长沙：长沙航空职业技术学院，2017.

　　[3]西朗门业（苏州）有限公司.AGV小车与快速门（自动门）通信方案[EB/OL].[2019-08-16].http：//www.afzhan.com/tech_news/detail/317772.html.

　　[4] STEVENS W R.UNIX网络编程（卷1）：套接字联网API [M].3版.北京：人民邮电出版社，2019.

　　[5]高吉祥.模拟电子技术[M].2版.北京：电子工业出版社，2007.

　　[6] GOURLEY David， TOTTY Brian. HTTP：The Definitive Guide [M]. 陈娟，译.北京：人民邮电出版社，2012.

　　[7]深圳佳顺伟业.AGV系统的安全考虑[EB/OL]. [2018-07-01].https：//wenku.baidu.com/view/5a34e0e38bd63186bdebbc1d.html.

　　[8]黄朝阳，乔晓利.基于激光跟踪测量的机器人定位研究[J].激光杂志，2018（12）：121-124.

　　[9]李振宇.基于IMU和红外传感器网络的室内人体定位方法[J].传感器与微系统，2018（12）：24-27.

　　[10]苗嘉轩.基于学生宿舍的智能家居传感器系统设计[J].通讯世界，2018（11）：273-275.

　　高佳斌 廖绵琴 夏志华