基于單片機(jī)與ZigBee的AGV呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

向奎偉 羅皓 冉林

摘要：為了實(shí)現(xiàn)車間工位與AGV（Automatic Guided Vehicle）之間、工位與工位之間的信息交互以及各個(gè)工位對(duì)AGV的呼叫需求，本文采用STC15單片機(jī)、ZigBee通信的方案設(shè)計(jì)了AGV呼叫系統(tǒng)。通過(guò)方案設(shè)計(jì)，實(shí)物制作實(shí)現(xiàn)了在車間各個(gè)工位呼叫AGV的功能需求，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；ZigBee；AGV；STC15；呼叫系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）07-0161-01

隨著科技社會(huì)的發(fā)展，企業(yè)更加注重低成本與高效率的生產(chǎn)方式，現(xiàn)較多企業(yè)的車間中，不同的工位材料運(yùn)輸仍采用人工的方式，效率較低，同時(shí)在一定程度上增加了成本。采用AGV物流的方式運(yùn)輸材料，能夠提高效率，減少人工成本。在AGV運(yùn)輸過(guò)程中，針對(duì)不同工位之間的需求，可以通過(guò)無(wú)線呼叫方式實(shí)現(xiàn)。無(wú)線呼叫系統(tǒng)采用成本較低的單片機(jī)控制的方案，使用ZigBee實(shí)現(xiàn)通信。本設(shè)計(jì)通過(guò)軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了呼叫系統(tǒng)的功能[1]。

1 ZigBee簡(jiǎn)介

ZigBee技術(shù)是近幾年興起的一種短距離雙向無(wú)線通信技術(shù)，Zigbee具有低復(fù)雜度、低功耗和低成本等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始應(yīng)用到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域[2]。ZigBee技術(shù)主要用在一些通信距離短、功耗小和傳輸速率較低的電子設(shè)備中，完成數(shù)據(jù)周期性的采集與上傳。

2 AGV呼叫系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

AGV呼叫系統(tǒng)框圖如圖1所示，該AGV呼叫系統(tǒng)，是由一個(gè)中心站，若干個(gè)AGV呼叫器、若干個(gè)AGV連接端以及若干個(gè)AGV組成。呼叫器作用是通過(guò)工位操作人員按下相應(yīng)呼叫按鈕，將對(duì)應(yīng)信息通過(guò)ZigBee發(fā)給中心站。中心站有兩大作用：其一為處理AGV呼叫器發(fā)過(guò)來(lái)的信息，做出相應(yīng)判斷向AGV連接端發(fā)出指令；其二為接收AGV連接端返回來(lái)的AGV實(shí)時(shí)信息圖與AGV呼叫器的信息相結(jié)合，進(jìn)行分析判斷后再傳給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控AGV、工位與AGV之間、工位與工位之間信息交互的作用。AGV連接端作用則在于接收到中心站信息后向AGV發(fā)出相應(yīng)指令，并實(shí)時(shí)向中心站返回AGV的實(shí)時(shí)信息。

3 呼叫系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在控制系統(tǒng)中，主控芯片MCU是核心部分，在MCU選型中一般依據(jù)：低功耗、大內(nèi)存、高速度、低成本。本控制系統(tǒng)MCU結(jié)合實(shí)際功能需求采用的是STC15W4K56S4。

AGV呼叫器、中心站與AGV連接端的控制板均以STC15為處理器，其主要模塊有單片機(jī)控制模塊、ZigBee模塊、按鈕模塊、語(yǔ)音模塊。ZigBee模塊選擇的是CC2630系列中采用UART接口的DRF1609H；按鈕采用帶燈自復(fù)位按鈕；語(yǔ)音模塊選擇JQ8900-16P語(yǔ)音模塊。單片機(jī)通過(guò)UART2與語(yǔ)音模塊連接；單片機(jī)模塊通過(guò)UART1與ZigBee模塊連接，通過(guò)ZigBee與其他節(jié)點(diǎn)通訊；AGV連接端通過(guò)單片機(jī)UART2與AGV通訊。如圖2所示。

4 AGV呼叫系統(tǒng)軟件

AGV呼叫器單片機(jī)掃描外部按鈕，通過(guò)判斷外部按鈕向中心站發(fā)出對(duì)應(yīng)指令，并由STC15控制語(yǔ)音模塊播報(bào)語(yǔ)音信息；中心站對(duì)多個(gè)AGV呼叫器發(fā)送的指令以及多個(gè)AGV連接端返回來(lái)的AGV信息進(jìn)行整合判斷，同時(shí)向AGV連接端發(fā)送相應(yīng)指令，中心站也同時(shí)向多個(gè)AGV呼叫器返回處理信息，AGV呼叫器相應(yīng)指示燈做出相應(yīng)狀態(tài)；AGV連接端收到中心站的指令，分析指令對(duì)AGV發(fā)送對(duì)應(yīng)控制指令，AGV呼叫系統(tǒng)主要以ZigBee數(shù)據(jù)通信方式運(yùn)行，程序流程圖以AGV呼叫器部分做主要介紹。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)軟、硬件設(shè)計(jì)，制作出控制板與呼叫器實(shí)物，本文基于單片機(jī)與ZigBee的AGV呼叫系統(tǒng)在車間測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，AGV呼叫系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了不同工位對(duì)AGV的呼叫功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]閆峻.基于PLC和ZigBee無(wú)線通訊的AGV自行小車設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014，（12）：20.

[2]周黎.基于ZigBee定位技術(shù)的無(wú)線呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息通信，2012（01）：40-41.

[3]顏靖松，徐建明.基于單片機(jī)的無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015，（12）：151.

[4]王竹林，秦會(huì)斌，胡煒薇.基于ZigBee的無(wú)線呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子器件，2009，（02）：612-615.

[5]熊翌竹，田翔，張志.基于PSTN的遠(yuǎn)程醫(yī)療呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2010，（04）：38-40.