物流中心自動引導小車(AGV)控制系統(tǒng)由AGV智能控制模塊、監(jiān)視模塊,、及無線網(wǎng)絡通訊模塊等三大部分組成,。工作過程是通過接入互聯(lián)網(wǎng)的手機或者微機客戶端通過無線網(wǎng)絡向遠程的AGV發(fā)送控制指令代碼，期間傳輸信號由發(fā)送端使用加密狗加密,。當信號經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到接收終端時,，AGV網(wǎng)絡模塊把接受的指令傳送到處理器，處理器指示驅(qū)動模塊驅(qū)動AGV執(zhí)行動作,。運動的同時監(jiān)視模塊把采集到的圖像通過無線互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娇蛻魴C端,，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.1 智能控制模塊
這部分是AGV的核心部分,。采用的是嵌入式系統(tǒng)設計,，可以準確高效地運行及處理數(shù)據(jù)?？刂破魍ㄟ^網(wǎng)絡組件WIFI或者GPRS與外部網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通訊,，用戶可以使用家用寬帶網(wǎng)絡或者手機短信的方式實現(xiàn)模塊的遠程控制。同時在本地控制還可以應用紅外無線鍵盤,、數(shù)字液晶屏來提供本地人機交流界面,。
1.2 網(wǎng)絡模塊
AGV無線網(wǎng)絡通訊模塊是AGV通訊信號傳輸?shù)闹匾M成部分，由WIFI或者GPRS模塊來實現(xiàn)通訊,。通訊中介是家用無線路由或者移動網(wǎng)絡GPRS,。
1.3 監(jiān)視模塊
AGV監(jiān)視模塊通過單片機驅(qū)動舵機實現(xiàn)全方位的監(jiān)視。視頻信號通過攝像頭來采集,，信號轉(zhuǎn)換后將視頻的PAL信號傳輸至處理器,，經(jīng)無線網(wǎng)絡傳輸實時傳到客戶端。攝像頭的控制與智能控制模塊連接,，攝像頭的運動受控制模塊的控制,。
1.4 驅(qū)動模塊
AGV驅(qū)動模塊是通過可編碼的直流電機來驅(qū)動的。當處理器接收到客戶端傳來的指令,，處理器對驅(qū)動模塊信號處理,。從而實現(xiàn)AGV的全方位移動,。
2 系統(tǒng)硬件設計
本文采用的是PHILIPS單片32位ARM微控制器LPC2138,，作為控制器的處理器，負責和WIFI,、GPRS無線通訊模塊,、監(jiān)視模塊、數(shù)據(jù)存儲,、鍵盤,、紅外,、顯示屏等模塊進行數(shù)據(jù)通訊和對無線網(wǎng)絡客戶端發(fā)送的信號進行采集和處理。
2.1 控制核心模塊
ARM外圍電路包括電源鍵盤顯示屏,、SD卡,、SDRAM以及與各個輔助模塊進行連接的擴展接口等。ARM處理器內(nèi)嵌512k FLASH,、32k的可讀寫RAM,。電路中SDRAM芯片選用hy57v25641，存儲容量為16M,。用其做系統(tǒng)運行所需內(nèi)存,，為操作系統(tǒng)信號的采集和數(shù)據(jù)的處理提供了可靠的運行空間。擴展的接口有串口,、USB接口,。串口為下載程序和與GPRS饃塊通訊用，USB接口用于與WIFI連接從而接入無線互聯(lián)網(wǎng)絡,。LCD顯示屏主要與鍵盤配合完成本地人機交互界面,，LCD液晶240×320像素，65k色,，驅(qū)動芯片是ili9325,。鍵盤采用的是PS2接口方便使用電腦鍵盤，與LCD合力完成本地人機信息交換,。串口通過MAX232與上位機進行通信,，輔助單片機的下載通過ISP下載，支持在線調(diào)試,。
2.2 外圍網(wǎng)絡模塊
WIFI和GPRS模塊用于實現(xiàn)處理器與客戶端的通信連接,。WIFI模塊采用的是wf8000-u USBWIFI模塊。GPRS模塊采用的是BENQ M22A模塊,。各通訊模塊外圍電路主要由電源部分,、工作指示及數(shù)據(jù)連接擴展口組成。
2.2.1 TTL電平
GPRS模塊與處理器的連接通過串口通訊,，模塊與處理器間的電平均為TIL電平,，所以無需進行電平轉(zhuǎn)換就可直接進行連接。
2.2.2 MAX232轉(zhuǎn)換電平
由于編程及調(diào)試控制器電腦與處理器間的電平定義不同,，采用MAX232進行電平的轉(zhuǎn)換,，其外圍電路主要有電源供電部分。
MAX232電平轉(zhuǎn)換模塊用來把電腦端的RS232信號處理得到TTL電平實現(xiàn)電腦和處理器及GPRS模塊之間的通信,，電路如圖2所示,。
2.2.3 GPRS外圍網(wǎng)絡模塊
GPRS模塊第15管腳必須持續(xù)3s的低電平才能實現(xiàn)模塊的啟動。本文采用的是軟件模擬低電平GPRS模塊啟動,。關機電路同樣是管腳持續(xù)低電平3s,，電路如圖3所示,。
GPRS模塊第35腳是一個工作狀態(tài)指示燈接口，狀態(tài)表示分別為：亮1s滅1s為啟動搜索信號,；亮1s滅2s為信號正常,；持續(xù)點亮為有數(shù)據(jù)輸入或者輸出。其工作原理圖如圖4(a)所示,。圖4(b)為GPRS模塊SIM卡連接示意圖,。
GPRS模塊串口工作方式的電平為TTL電平，所以GPRS模塊和控制核心處理器的連接可以是直接連接,。但考慮到模塊的調(diào)試及程序的燒錄,，所以在GPRS模塊與處理器連接處使用轉(zhuǎn)接開關。以此完成電腦到處理器的通信,、GPRS模塊到電腦的通信,。GPRS模塊、處理器,、電腦的通信電路連接示意圖如圖5所示,。
3 監(jiān)視模塊
監(jiān)視模塊采用的是普通高清視頻攝像頭，分辨率達1024×768,。視頻采用PAL模式傳輸經(jīng)處理器處理,，通過無線互聯(lián)網(wǎng)把圖像傳輸?shù)娇蛻舳耍潆娐穲D如圖6(a)所示,。攝像頭的各方位由單片機驅(qū)動舵機來實現(xiàn)舵機驅(qū)動電路如圖6(b)所示,。
4 驅(qū)動模塊
驅(qū)動模塊采用的驅(qū)動芯片為L298N該芯片功率大，電源可直接采用12V,。單個芯片可以控制兩個直流電機,，本文采用兩片L298N 以實現(xiàn)自動引導小車(AGV)的各方位移動。電路如圖7所示,。
5 電源模塊
電源部分采用的是12V直流鋰電池,，功率為10W。對各個模塊部分進行分別供電,。穩(wěn)壓管采用的是7805,。由于GPRS對電源要求特別高，所以單獨采用一個LM2941S對其供電,。
wf8000 WIFI模塊是華為公司生產(chǎn)的一種專門用于嵌入式系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡模塊,，其符合802.11b標準，芯片采用prism3.0,。原理圖如圖8所示,。
6 結(jié)論
利用本控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)AGV的遠程控制及工作環(huán)境實時監(jiān)控,。結(jié)合運輸機械裝置可以實現(xiàn)在特殊工作環(huán)境下的智能遠程控制搬運工作,。在物流中心等一些環(huán)境較差的場所可以代替人工作實現(xiàn)更多的功能，為貨物搬運工作帶來便利,。