隨著科技的發(fā)展，工業(yè)自動化水平的不斷提高，如何應(yīng)對不斷增長的人力成本，降低物流費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率，提高制造業(yè)企業(yè)的效益，成為各個(gè)公司亟待解決的問題．在汽車組裝車間使用ＡＧＶ自動導(dǎo)向車按順序運(yùn)送每臺汽車所需零部件到生產(chǎn)線，再由工人把零件組裝成整車，這是日產(chǎn)２００５年引進(jìn)的ＩＦＡ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）理念［１］，確定了“零部件合理化”和“廉價(jià)自動化”兩大主題．自動導(dǎo)向車的廣泛使用，方便作業(yè)人員拿取零部件，減輕勞動強(qiáng)度．通過生產(chǎn)、物流現(xiàn)場及設(shè)備制造等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過相互緊密協(xié)作，使得物流速度加快，物流時(shí)間縮短，占用空間縮小，大大節(jié)省成本，實(shí)現(xiàn)物流環(huán)節(jié)的合理銜接并取得最佳經(jīng)濟(jì)效益，從而增加企業(yè)利潤［２］．

１ＡＧＶ自動導(dǎo)向車的組成

ＡＧＶ自動導(dǎo)向車主要機(jī)械部分由車身、控制面板、驅(qū)動輪、充電蓄電池組成．電氣部分由ＰＬＣ、伺服電機(jī)、傳感器、喇叭、無線發(fā)射裝置組成（圖１）．ＡＧＶ自動導(dǎo)向車采用固定導(dǎo)引線方式［３］，原理是在ＡＧＶ自動導(dǎo)向車行駛路徑上埋設(shè)磁帶，通過安裝在底盤的磁感應(yīng)傳感器，ＡＧＶ自動導(dǎo)向車感知磁場強(qiáng)度的強(qiáng)弱，作為糾偏輸入信號，進(jìn)而控制ＡＧＶ自動導(dǎo)向車的行駛．ＡＧＶ自動導(dǎo)向車運(yùn)行線路上垂直于主線路設(shè)置有３條不同磁極的短磁條，行駛過程中車身磁極感應(yīng)器將其轉(zhuǎn)化為減速、停止、加速等不同速度指令．車頭安裝有障礙物傳感器，實(shí)現(xiàn)對前方料車、人等障礙物的識別，當(dāng)遇到障礙物時(shí)發(fā)出停車指令從而保護(hù)人和車輛安全．目前大多數(shù)試驗(yàn)性ＡＧＶ的研究都依賴于有線的通訊系統(tǒng)控制和反饋數(shù)據(jù)，將上位機(jī)安裝在車體上，占用車體空間，且對硬件要求較高，導(dǎo)致了在ＡＧＶ運(yùn)行時(shí)難以迅速有效地進(jìn)行人工干預(yù)，控制方式不靈活［４］，本文引入無線通訊技術(shù)從而提高了控制的靈活性，車載ＰＬＣ把ＡＧＶ自動導(dǎo)向車所在位置、電池電量、故障信號通過無線局域網(wǎng)發(fā)送到上位工控機(jī)，工控機(jī)可對ＡＧＶ車進(jìn)行速度控制、狀態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

２ＰＬＣ無線通訊的選型與設(shè)計(jì)

可編程控制器（ＰＬＣ）作為工業(yè)控制專用的電子設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易于編程、調(diào)試方便，成為工業(yè)現(xiàn)場最主要的控制裝置，在工業(yè)控制現(xiàn)場已廣泛應(yīng)用．同時(shí)ＰＬＣ具有較好的通信功能，在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備分布分散，不具備架設(shè)線纜的條件下，利用無線通信功能可方便地將現(xiàn)場信號接入監(jiān)控管理系統(tǒng)．ＡＧＶ自動導(dǎo)向車控制系統(tǒng)采用ＯＭＲＯＮ公司的ＣＰ１Ｈ系列ＰＬＣ．該ＰＬＣ帶有模擬量輸入／輸出，ＵＳＢ口可供上位計(jì)算機(jī)編程，還帶有２個(gè)可擴(kuò)展的串口接口，配合工業(yè)無線串口轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收發(fā)送．在每臺ＡＧＶ自動導(dǎo)向車上安裝有無線串口轉(zhuǎn)換設(shè)備，負(fù)責(zé)ＰＬＣ串口數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)通過無線信號發(fā)送至ＡＧＶ行走軌道線路旁最近的無線接入點(diǎn)ＡＰ．環(huán)形軌道周圍可以布置多個(gè)鏈接到以太網(wǎng)的無線接入點(diǎn)ＡＰ，每臺ＡＧＶ自動導(dǎo)向車在沿軌道運(yùn)行中尋找最近的無線接入點(diǎn)ＡＰ，并且根據(jù)信號的強(qiáng)度自動切換接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無縫快速漫游功能．無線接入點(diǎn)ＡＰ負(fù)責(zé)接收ＰＬＣ數(shù)據(jù)并通過交換機(jī)傳至上位計(jì)算機(jī)．無線串口轉(zhuǎn)換設(shè)備和無線接入點(diǎn)ＡＰ通過８０２．１１ａ／ｂ／ｇ及ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊，最終由上位機(jī)完成ＰＬＣ監(jiān)控和ＡＧＶ管理．

３上位機(jī)功能

上位機(jī)的功能是用來監(jiān)控ＡＧＶ車運(yùn)行狀態(tài)和控制ＰＬＣ．上位機(jī)通信使用主從總線通信方式，以上位機(jī)作為工業(yè)局域網(wǎng)的主站，通過無線串口轉(zhuǎn)換設(shè)備及無線ＡＰ連入該網(wǎng)的所有ＡＧＶ車上的ＰＬＣ皆為從站（圖２）．在本系統(tǒng)中，上位機(jī)監(jiān)控各個(gè)ＡＧＶ自動導(dǎo)向車的運(yùn)行狀態(tài)，由于ＡＧＶ自動導(dǎo)向車之間是獨(dú)立運(yùn)行的，它們之間無數(shù)據(jù)交換，故屬于主從通信．主站與從站建立好連接后，采用應(yīng)答方式進(jìn)行通信，主站發(fā)出命令幀，從站使用響應(yīng)幀應(yīng)答，命令幀或響應(yīng)幀中包含相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可使需要交換的數(shù)據(jù)送至對方．上位機(jī)在正常運(yùn)行過程中使用輪詢方式進(jìn)行通信，以避免通信總線發(fā)生沖突，確保定時(shí)刷新從站ＰＬＣ中的信息．對于ＰＬＣ主動發(fā)出的報(bào)警或者異常信息，上位機(jī)采用中斷方式進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)通信．上位機(jī)向ＰＬＣ發(fā)出接收數(shù)據(jù)的指令，ＰＬＣ判斷是否正確，如果正確則向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)，上位機(jī)接收到數(shù)據(jù)也同樣判斷是否來自ＰＬＣ發(fā)出的正確指令，如果正確則上位機(jī)和ＰＬＣ雙向?qū)崿F(xiàn)通信線路的建立．上位機(jī)控制流程如圖３所示．

４上位機(jī)程序設(shè)計(jì)

用ＶｉｓｕａｌＣ＋＋實(shí)現(xiàn)端口初始化的源代碼［５］如下ＢＯＯＬＣｓｅｒｉａｌ：：Ｏｐｅｎ（ｉｎｔｎＰｏｒｔ）／／ｎＰｏｒｔ為計(jì)算機(jī)串行通信端口號ｎｐｏｒｔ＝１為端口１，ｎｐｏｒｔ＝２為端口２｛ＣｈａｒｓｚＰｏｒｔ［１５］；ＤＣＢｄｏｂ；ｍ＿ｈＩＤＣＣｏｍＤｅｖ＝ＣｒｅａｔｅｒＦｉｌｅ（ｓｚＰｏｒｔ，ＧＥＮＥＲＩＣ＿ＲＥＡＤ｜ＧＥＮＥＲＩＣ＿ＷＲＩＴＥ，０，ＮＵＬＬ，ＯＰＥＮ＿ＥＸＩＳＴＩＮＧ，ＦＩＬＥ＿ＡＴＴＲＩＢＵＴＥ＿ＮＯＭＡＬ｜ＦＩＬＥ＿ＦＬＡＧ＿ＯＶＥＲ－ＬＡＰＰＥＤ，ＮＵＬＬ）；ｄｃｂ．ＤＣＢｌｅｎｇｔｈ－ｓｉｚｅｏｆ（ＤＣＢ）；ＧｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ（ｍ＿ｈＩＤＣｏｍｄｅｖ，＆ｄｃｂ）；／／取得通信資源當(dāng)前設(shè)置ｄｃｂ．ＢａｕｄＲａｔｅ＝９６００；／／設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸速率為９６００ｄｃｂ．Ｂｙｔｅｓｉｚｅ＝７；／／７數(shù)據(jù)位ｄｃｂ．Ｐａｒｉｔｙ＝２；／／偶校驗(yàn)ｄｃｂ．ＳｔｏｐＢｉｔｓ＝０；／／設(shè)定１個(gè)停止位ｉｆ（ＳｅｔＣｏｍｍＳｔａｔｅ（ｍ＿ｈＩＤＣｏｍＤｅｖ，＆ｄｃｂ））ｒｅｔｕｒｎ（ＴＲＵＥ）；ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ（ＦＡＬＳＥ）；／／設(shè)置端口，若設(shè)置成功則返回ＴＲＵＥ，否則返回ＦＡＬＳＥ｝握手聯(lián)絡(luò)ＶｉｓｕａｌＣ＋＋語言的源代碼如下ＢＯＯＬＣＮＴＪＤｌｇ：：ＲｅａｄＦｏｒｍＰＬＣ（ｃｈａｒ＊Ｒｅａｄ＿ｃｈａｒｃｈａｒ＊Ｒｅａｄ＿ａｄｄｒｅｓｓ，ｉｎｔＲｅａｄ＿ｂｙｔｅｓ）｛ＣｓｅｒｉａｌＳｅｒｉａｌ；／／用戶串行通信的類Ｃｈａｒｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ；ｉｆ（Ｓｅｒｉａｌ．Ｏｐｅｎ（２））／／初始化串行通信口ＣＯＭ２｛Ｓｅｒｉａｌ．ＳｅｎｄＤａｔａ（＆ＥＮＱ＿ｒｅｑｕｅｓｔ，１）；／／發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號Ｓｌｅｅｐ（１０００）；／／等待１ｓＳｅｒｉａｌ．ＲｅａｄＤａｔａ（＆ｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ，１）；／／讀取ＰＬＣ響應(yīng)信號Ｉｆ（ｒｅａｄ＿ＢＵＦＦＥＲ＝＝ＡＣＫ）／／如果ＰＬＣ響應(yīng)信號等于ＡＣＫ，則對ＰＬＣ進(jìn)行操作｛Ｓｅｒｉａｌ．Ｃｌｏｓｅ（）；／／操作完畢，關(guān)閉通信口Ｒｅｔｕｒｎ（ＴＲＵＥ）；／／成功｝ｅｌｓｅｒｅｔｕｒｎ（ＦＡＬＳＥ）；／／失敗｝｝