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1、汽车企业中多AGV通讯组网技术研究 企业中AGV数量的不断增加，随之而来的是多AGV的通讯组网问题，文章首先分析了Zigbee无线网络的拓撲结构类型，然后采纳Zigbee技术设计多AGV通讯系统，使得一台工控机即可对多个AGV进行限制，提高了系统的敏捷性。 关键词：多AGV;无线通讯;Zigbee;拓扑网络 中图分类号：TP23 文献标记码：A 文章编号：2095-294505-0137-02 1 概述 随着制造业成本的提高和利润率的下降，进行技术转型以削减用工成本，是企业提高市场竞争力的关键措施之一1。在汽车制造企业中，须要进行大量的物料转运，若采纳人工搬运，不仅费时费劲，而且简单带来平安问
2、题，不利于企业有序、高效生产。为此，采纳AGV技术及其设备进行物料搬运是国内外汽车制造企业的共识。一般而言，AGV的导航方式包括磁钉导航、埋线导航、激光导航等2，随着计算机视觉技术的发展，基于机器视觉技术的AGV导航越来越受到探讨开发者的重视3。此外，AGV通常采纳离线编程的方式进行路径规划与限制，而随着企业AGV数量的快速增加以及柔性化生产的需求，当须要对AGV进行实时路径规划与调度时，其敏捷性较差。因此，新型的无线通讯方式，如蓝牙、Zigbee等技术在AGV小车中越来越多地得到应用4，5。本文即是在此背景下，基于Zigbee技术对汽车制造业中多AGV通讯组网系统进行探讨。 2 Zigbee
3、无线通讯技术概述 Zigbee无线通讯技术以IEEE 802.15.4无线通信标准为基础6，具有多个通信频段，一般单个Zigbee网络可以限制数十个乃至上一百零一台设备，其网络包含协调器、路由器、终端节点等三种设备，由这三种设备可组建成不同结构的Zigbee网络，如星型、网状、树型等，如图1所示。星型拓扑网络组网简洁，便于维护和管理，但其协调器处于网络的中心位置，一旦协调器出现故障，将导致整个网络瘫痪而不行用。树型结构网络是在星型网络结构基础上的叠加，可大大增加终端节点的数目，但其与星型结构网络具有同样的缺陷。网状拓扑型无线网络结构，其通讯网络不仅存在于协调器与路由器之间，而且两两路由器也可进
4、行信息通信，因此，当协调器出现故障时并不影响整个网络的功能。 采纳Zigbee无线通讯技术来对多AGV进行实时调度，可极大提高系统的敏捷性，而且也依据适应柔性化、特性化生产制造的发展趋势。本文采纳TI公司的CC2530限制器作为Zigbee系统的通讯模块。该限制芯片最大能建立带20个终端节点或者是14个终端节点加6个路由器的网络结构，数据传输速度为250 Kbps，有效传输距离可达180米。因此，利用该芯片能够完全满意汽车制造企业中多AGV系统的要求。 基于CC2530芯片的Zigbee模块电路如图2所示，该电路中主要包含两大电路：SCI异步通信串口电路和Debug电路。其中，Debug 电路
5、用于接收上位机的数据信息，包括下载程序、在线程序仿真等，其数据传输速度可达230.4Kbps;SCI串口与AGV的微限制器相连，用于向微限制器发送指令。 3 通信网络设计 将企业中的多个AGV进行通讯组网，若企业中须要进行组网的AGV数目为n，则无线通信网络包含了一个协调器和n个终端节点，如有须要，还可对终端节点进行扩展，使其组建成更大规模的无线通信网络。 在整个Zigbee网络中，协调器和终端节点通过Short Addr进行相互识别和数据通信。网络地址安排算法如下： 其中：Cskip为父节点的路由器节点之间的地址间隔;Lm为网络最大深度;Cm为每个父节点所能拥有的最大子节点数;Rm为父节点所
6、拥有的子节点中，路由器节点的个数;d为当前所计算的网络深度。 依据上式计算出父节点的路由器节点之间的地址间隔Cskip后，可据此计算出子节点网络短地址，其计算方法如下： 其中：n为子节点的序号;Aparant为子节点父设备的网络短地址;A为所求子节点的网络短地址。 网络地址安排时优先安排路由器，也就是说父节点设备优先安排路由子节点的网络短地址，然后再安排终端子节点的网络短地址，而且 Zigbee 网络的地址安排是优先安排的方式，就是说哪个节点先入网，就优先给哪个节点安排地址。当路由器入网以后，就可以限制其下的子节点入网，同时也负责给通过其入网的子节点安排网络地址。图3所示为Zigbee组网流程
7、图。 Zigbee组网过程如图3所示，当协调器允许子节点入网之后，会给子节点发送为其安排的网络短地址，节点就可以运用网络短地址进行数据通信。 Zigbee网络通信采纳CSMA-CA防碰撞竞争接入机制，全部节点在通信前自动进行空闲信道评估，只有信道空闲时才会进行通信，有效的防止了数据堵塞现象。数据通信采纳一问一答形式，而且数据包带有冗余校验，具有出错重传机制，保证数据通信的平安性和稳定性。 4 结束语 AGV在汽车制造企业中的大规模应用有着非常重要的意义，可以削减人工成本、提高物料运输效率，满意智能化、柔性化生产的须要。将无线Zigbee技术与AGV结合，使得AGV的自动规划与智能调度效率大大提
8、高。 参考文献： 1赵福全，刘宗巍，史天泽.中国制造2025与工业4.0对比解析及中国汽车产业应对策略J.科技进步与对策，2022，34：85-91. 2李凤娥，牛王强.基于磁钉技术的集装箱码头AGV定位精度分析J.上海海事高校学报，2022，37：38-41. 3何珍，楼佩煌，钱晓明，等.多目视觉与激光组合导航AGV精确定位技术探讨J.仪器仪表学报，2022. 4樊锐，李茹，王绩一.蓝牙/ZigBee无线网络传输系统的设计与实现J.计算机技术与发展，2022：209-213. 5丁龙刚.基于RFID、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee的物联网电磁兼容和干扰协调探讨J.物联网技术，2022：59-61. 6付凯升，张乐年.ZigBee无线通信方案在多自由度机械手限制系统中的应用探讨J.机电工程，2022. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页