基于HTTP/SOCKET的AGV與自動門通訊方法

高佳斌 廖綿琴 夏志華

摘 要：工廠廠區與倉庫之間會安裝隔離裝置，常見的隔離裝置為自動門，但自動門是獨立個體存在，通常靠紅外傳感器和指紋開關控制開關門，自動門系統沒有和第三方調度系統交互，當AGV通過自動門時由于高度不足或感應不到位，阻擋在門外，嚴重時甚至發生碰撞，形成物理障礙。文中方法是將AGV系統與自動門系統打通，AGV在行進過程中與自動門通信，申請開門動作并在通過后申請關門動作，將AGV調度系統與自動門控制系統融合成一個整體，使控制調度更加穩定可靠。

關鍵詞：AGV;自動門;紅外傳感器;指紋開關;開關控制;控制系統

中圖分類號：TP368.4文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）01-00-02

0 引 言

自動搬運機器人（Automated Guided Vehicle，AGV）廣泛應用于消費電子生產制造行業，用于代替人工搬運，常與倉庫管理系統結合。自動門作為區域之間的活動通道，常見的觸發方式有紅外觸發方式與指紋識別觸發方式。AGV的行駛與路線規劃受遠程控制系統RCS系統管控，行駛的過程中遇到自動門，由于AGV的高度與外觀人不同，無法通過紅外感應或是指紋識別的方式申請打開自動門，室內遇到自動門時無法順利通行。

本文通過PLC的方案改造自動門觸發線路，將自動門納入UMS（United Management System，攸信自主研發聯合管理系統，本文特指自動門控制模塊）系統綜合控制。打通遠程控制系統（Remote Control System，RCS）與UMS系統完成AGV與自動門的通行協調工作。

1 系統設計原理

RCS是AGV控制系統，與UMS系統一起部署在云端服務器形成內部網絡，兩者之間建立基于HTTP的API接口通信。自動門服務部署于廠區內網，控制廠區內所有自動門，同時與UMS系統互聯互通。每扇自動門經過控制電路改造，由PLC發出控制門的開與關，并檢測是否完全打開，PLC一端聯通自動門服務，形成控制節點。系統設計原理如圖1所示。

1.1 AGV控制系統與自動門控制系統編碼協議

AGV控制系統與自動門控制系統編碼協議圖如圖2所示。

通過Notify TaskInfo接口，允許RCS系統向UMS系統發出開門與關門請求，當UMS處理完一系列動作后，結果應答回RCS系統，若正常處理，則RCS將收到成功開門應答，轉而通知AGV按照既定路線行徑。也會存在異常情況，如請求超時、請求設備失敗等，需要由RCS重新發出請求申請動作。

1.2 自動門控制系統與PLC編碼協議

本系統支持串口通信與套接字通信。

串口通信設定：波特率9 600 b/s，1位起始位，8位數據位，1位奇偶校驗位（無校驗），1位停止位。

套接字方式：需要選用TCP，將PLC作為master，自動門服務作為slave，發送數據包時，設定為阻塞類型。

串口通信如圖3所示。

格式說明見表1所列。

如上述開門申請，從UMS下達的指令為打開編號104的自動門，則編碼后的請求數據包為 0xAD 0x88 0x01 0x68 0x01 0x01 0x6C 0x03，應答碼為0xAD 0x88 0x01 0x68 0x01 0x03 0x6E 0x03。

1.3 PLC與自動門電路連接

PLC與自動門電路連接如圖4所示。

PLC與自動門控制電路共地，PLC的GPIO口與自動門控制線連接，當GPIO輸出低電平信號時，自動門電機驅動門緩慢打開，直至完成開門;當GPIO輸出高電平信號時，自動門電機驅動門緩慢關閉，直至完成關門。

1.4 通信控制時序

通信控制時序如圖5所示。

當AGV行徑到自動門設定區域時，向RCS系統申請開門，RCS系統將協議編碼后向UMS系統發出請求，UMS解碼后將請求轉發到自動門服務上申請控制指定PLC，最終由PLC控制自動門打開。

當自動門打開完全時，會觸發光電開關，PLC檢測到光電開關被觸發，向自動門服務發出開門應答，自動門服務收到應答后轉向UMS系統，最終UMS系統通過接口回執給RCS系統，RCS系統通知小車可以行徑。

PLC與自動門的運行過程如圖6所示。

2 結 語

通過本文設計能夠將AGV行徑路線中的“障礙”變成控制系統中的一部分，保證AGV在行徑過程中的穩定性、安全性，有效地替代人工配送的同時，也不破壞廠區內的安全設施。

參 考 文 獻

[1]深圳市歐鎧智能機器人股份有限公司.AGV進出電梯控制系統原理[EB/OL].[2018-09-26].http：//www.okagv.com/jishu_14432765.html.

[2]賀用佳.基于PLC的自動門控制系統方案說明書[D].長沙：長沙航空職業技術學院，2017.

[3]西朗門業（蘇州）有限公司.AGV小車與快速門（自動門）通信方案[EB/OL].[2019-08-16].http：//www.afzhan.com/tech_news/detail/317772.html.

[4] STEVENS W R.UNIX網絡編程（卷1）：套接字聯網API [M].3版.北京：人民郵電出版社，2019.

[5]高吉祥.模擬電子技術[M].2版.北京：電子工業出版社，2007.

[6] GOURLEY David， TOTTY Brian. HTTP：The Definitive Guide [M]. 陳娟，譯.北京：人民郵電出版社，2012.

[7]深圳佳順偉業.AGV系統的安全考慮[EB/OL]. [2018-07-01].https：//wenku.baidu.com/view/5a34e0e38bd63186bdebbc1d.html.

[8]黃朝陽，喬曉利.基于激光跟蹤測量的機器人定位研究[J].激光雜志，2018（12）：121-124.

[9]李振宇.基于IMU和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法[J].傳感器與微系統，2018（12）：24-27.

[10]苗嘉軒.基于學生宿舍的智能家居傳感器系統設計[J].通訊世界，2018（11）：273-275.