CN105871924A - 一种基于udp的agv小车通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UDP的AGV小车通信方法，属于AGV小车通讯技术领域。目的是提供一种实现多机通信，数据传输可靠，易于扩展和维护的基于UDP的AGV小车通信方法，所述方法为AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用基于UDP的协议通信，所述基于UDP的协议包括协议层及通信层，所述协议层中包括发送序号和接收序号，所述通信层所收发的数据是协议层的通讯范围。本方法的通信协议面向非连接，实现多机通信、数据防丢包，数据可靠传输、传输效率高、通信节点的扩展添加简单灵活，易于维护，通过通信方法的改进，提高了AGV小车系统的调度控制能力。

Description

一种基于UDP的AGV小车通信方法

技术领域

本发明具体涉及一种基于UDP的AGV小车通信方法，属于AGV小车通讯技术领域。

背景技术

随着现代信息化的进步，在物联网快速发展，工业4.0的技术背景下，对工业设备之间、设备与互联网之间的通信要求更高了。AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)作为整个工业4.0布局的一部分，AGV小车之间及AGV小车与其它各部分的工业设备之间稳定通信变得越来越重要。

现有的工业无线通信主要是工业以太网中的Modbus通信协议。ModBus是一个工业通信系统，主要用于工业现场的总线协议。该协议将Modbus帧嵌入到TCP帧中，使Modbus与以太网和TCP/IP结合，成为Modbus TCP/IP，是一种面向连接的方式。Modbus协议基于TCP/IP协议，具有TCP协议的特点，面向连接、数据传输可靠。但是只能适用于端对端的数据通信，通信采用主-从模式，主控端必须先启动，从客户端再与主控端进行三次握手连接，进行通信。工业联网设备不断的增加，使用端对端的通信协议，并不利于设备节点的管理和后期的维护。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种实现多机通信，数据传输可靠，易于扩展和维护的基于UDP的AGV小车通信方法，所述方法为AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用基于UDP的协议通信，所述基于UDP的协议包括协议层及通信层，所述协议层中包括发送序号和接收序号，所述通信层所收发的数据是协议层的通讯范围。

进一步的，所述方法中在协议层将每个AGV小车或系统其它设备上的基本设备单元都设置成不同的ID值，将ID值嵌套进协议中。

进一步的，所述协议层的协议内容包括AGV小车或系统其它设备上的基本设备单元的设备ID、数据长度及数据。

本发明的有益效果在于：本发明中AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用基于UDP的协议通信，在UDP协议的基础上研发，协议面向非连接，实现多机通信、数据防丢包，数据可靠传输、传输效率高、通信节点的扩展添加简单灵活，易于维护，通过通信方法的改进，提高了AGV小车系统的调度控制能力。

附图说明

图1为本发明协议的通信数据结构图；

图2为本发明协议防止丢包的原理图；

图3为本发明多机通信的原理图；

图4为本发明协议的协议帧的结构图；

图5、图6、图7为具体实施方式中的数据发送实例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

在本具体实施方式中，AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用下述协议进行通信，该协议是基于UDP的通信层协议，运行在AGV小车上，实现远程监控的通信协议。根据多机通信原理设计的一门双向通行协议，包括通信层与协议层。通信层是用于校验，防止丢失，多机判断等。协议层是用于解析数据包的内容，其通信数据的结构如图1所示。

如表1所示，本套协议的通信帧，协议修订帧头为0xff，0x01帧尾0xff，0x02，数据0xff等于0xff，0xff。

表1

帧头

SN

RN

CMD

TARGETNUM

SOURCENUM

DATALEN

DATA

CRC16

帧尾

图2是本方法中协议防止数据丢包的原理图，在数据传输中，要想知道数据包是否发送成功，接受方需要回复数据，确认发送数据包已经发送成功。在忙碌的数据流中引入包的序号。接受方需回复接受到的序号，才能让发送方知道某个数据包已经被成功接受。

协议中,分别设定了SN(发送序号)和RN(接受序号)。这两个序号同时保证了发送数据的某一时刻的唯一性。例如。发送方发送一个数据包，发送序号为1.接受方收到数据，并且回复的数据接受序号中也是1.发送方的SN等于RN，证明对方成功收到发送方的数据。发送方完成一次正常的传输。

如果发送方回复的是ACK(纯属回复当前收到数据，没有包含其他有用的处理数据)包，则发送方不会为该包的数据发送回复确定数据。

图3是本方法中协议多机通信原理图，例如：Targetnum:2Souecenum:1，表示设备1发送数据给设备2，Targetnum表示接受方在整个联网组圈里面的唯一序号。Souecenum表示发送方在整个联网组圈里面的唯一序号。让每一个设置收到数据都能知道该数据的源头和目的都来源于哪里。

CMD命令集如表2所示，

表2

0x00	回复ACK(不需要回复)
		0x01	普通数据(需要回复)

以上为完成的的通信层，在通信层成功的收发数据。所产生的数据将是协议层的协议范围。

ACK，则是接受方收到发送方的数据，进行回复确定。但是由于自身没有任何需要发送给发送方的数据。从而回复一个ACK，而不需要对方回复确定。

普通数据，是包含该发送方需要发送数据给接收方。并且发送方也要回复接收方，上一次接受方发送过来的数据。所以普通数据是包含当前发送的数据和上一次数据的回复确认。

协议层:

以下表示协议层的数据格式。

协议首部:

协议内容(存放在协议首部的DATA里面):

DEVID 设备ID 4BYTE 类型；

LEN 数据长度 4BYTE 类型；

DATA 数据 不定长度 类型；

协议首部解析:

VERSION:

2015001(十进制)当前版本编号；

CMD:

‘rdst’读命令帧；

‘wtst’写命令帧；

DEVLEN:

设备个数；

DATA:

设备数据；

协议内容解析:

DEVID:

设备id，小车可分为多个设备组成，每个设备有固定一个id号；

LEN:

数据长度；

DATA:

当前设备id号的数据解析.

传统的工业Modbus协议是基于地址查询的一门语言。该协议不能有效的减少数据收发过程。例如，当AGV我要知道AGV小车的两个传感器的数据，并且数据分别储存在0x012处和0x456处。由于数据分差太大，我又不希望同时一次读取从0x012到0x456的内容，因为中间有太多没有意义的数据，所有必须发两次命令，分别读取0x012和0x456处的地址。

然而该协议可以把两个传感器的值设置成为两个id。嵌套进协议中。从而实现一次传输，获得两个传感器的数据。

传统的工业Modbus协议是基于地址查询的一门语言。该协议在后期维护升级修改的时候没有更好的灵活性。例如，AGV两个传感器的数据分别存放在0x01处和0x02处。当后期升级维护后，传感器换了其他的传感器，传感数据变得更多的时候，由于前期我们制定了0x01和0x02处的地址分别存放传感器1和传感器2的数据。这时候我们有不得不修改整个地址存放数据的排布。

本发明中，协议把两个传感器设置成为两个独立的id。当传感器升级的时候，更多数据的参入，我们只需在传输回来的协议部分加长数据,加大LEN，和提高DATA的长度则可。既没有打乱整个协议的原本制定含义，又提高了程序方的可操作性。

数据发送实例如图5，图6，图7所示，分别表示发送方发送一包读取指令的数据发送一包读取传感器1和传感器3的数据，接受方返回传感器1和传感器3的数据，发送方发送一包设置指令的数据发送一包设置传感器1和传感器3的数据。

本发明的方法所使用的协议具有以下特点：

传输的简便性:

能有效的减少数据的收发次数。

数据的灵活性：

该协议在后期维护升级修改的时候有更好的灵活性。

数据的双向通行防止丢失性：

能够在不稳定的情况下，防止丢失。

本方法已经使用于AGV通信中，运行效果稳定、数据传输效率高、维护添加通信节点简单。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于UDP的AGV小车通信方法，其特征在于，所述方法为AGV小车与AGV小车之间、AGV小车与系统其它设备之间均采用基于UDP的协议通信，所述基于UDP的协议包括协议层及通信层，所述协议层中包括发送序号和接收序号，所述通信层所收发的数据是协议层的通讯范围。

2.一种如权利要求1所述的基于UDP的AGV小车通信方法，其特征在于，所述方法中在协议层将每个AGV小车或系统其它设备上的基本设备单元都设置成不同的ID值，将ID值嵌套进协议中。

3.一种如权利要求2所述的基于UDP的AGV小车通信方法，其特征在于，所述协议层的协议内容包括AGV小车或系统其它设备上的基本设备单元的设备ID、数据长度及数据。