CN107765696A - 一种总线式agv光电导引控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种总线式AGV光电导引控制器，包括控制单元，控制单元分别与开关控制单元、光电传感器单元、RS232接口单元及RS485串口总线单元相连接，上述控制器还包括电源单元，其为控制单元、开关控制单元、光电传感器单元、RS232接口单元及RS485串口总线单元供电；其中开关控制单元用于导航模式的选择，RS232接口单元用于与上位机通讯，RS485串口总线单元用于连接AGV的驱动单元。上述总线式AGV光电导引控制器采用光电导引，通过地面上的反光导引带来进行反馈导引，与市面上已有的AGV导引方式相比，成本较低，接线方便，开放性强；可与能兼容RS485总线的其它现场总线驱动单元接口连接，其既可通过RS232接口配合上位机进行分布式控制，也可独立自主控制，实现精确路径跟随导引。

Description

一种总线式AGV光电导引控制器

技术领域

本发明涉及AGV技术领域，尤其涉及一种总线式AGV光电导引控制器。

背景技术

AGV是一种移动机器人，主要用来运输各类物料，以保证系统的柔性化、集成化、高效化。常见AGV有3种导引方式：电磁感应引导、激光引导、磁铁陀螺引导，这使得AGV可以按照人类预先设计好的路径行走、搬运货物。随着人力劳动成本的上升，AGV正受到越来越多的重视。目前世界各工业大国普遍把改造物流结构、降低物流成本作为企业在竞争中取胜的重要举措。在我国，AGV已投入到某些汽车、烟草行业使用，并为公司取得了良好的经济效益。但国内一般 AGV小车的价格对于一般中小企业而言显得偏贵，且性能也并非绝对稳定。所以研制一套成本偏低，性能稳定、性价比高的AGV产品对于整个物流运输或智能化车间材料传送、立体仓库等具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种成本较低，性能稳定、性价比高的总线式AGV光电导引控制器，其可与能兼容RS485总线的其它现场总线驱动单元接口连接，其既可通过RS232接口配合上位机进行分布式控制，也可独立自主控制，实现精确路径跟随导引。

为了实现上述目的，本发明提出了一种总线式AGV光电导引控制器，包括控制单元（1），所述控制单元（1）分别与开关控制单元（2）、光电传感器单元（3）、RS232接口单元（5）以及RS485串口总线单元（6）相连接，所述总线式AGV光电导引控制器还包括电源单元（7），所述电源单元（7）为所述控制单元（1）、开关控制单元（2）、光电传感器单元（3）、RS232接口单元（5）以及RS485串口总线单元（6）供电；其中所述开关控制单元（2）用于导航模式的选择，所述RS232接口单元（5）用于与上位机通讯，所述RS485串口总线单元（6）用于连接AGV的驱动单元。

优选的是，所述电源单元（7）包括型号为LM2575HVS-5.0的DC/DC开关稳压器（U4），所述DC/DC开关稳压器（U4）的1引脚连接至第三电感（L3）的一端，所述第三电感（L3）的另一端经并联的第二十电解电容（C20）以及第二十一电容（C21）接地，所述第三电感（L3）的另一端还连接至稳压二极管（ZD1）的负极，所述稳压二极管（ZD1）的正极接地，所述第三电感（L3）的另一端还连接至第二电感（L2）的一端，所述第二电感（L2）的另一端接至+24VCC，所述第二电感（L2）的另一端还经压敏电阻（MOV）接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的6引脚、3引脚以及5引脚均接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的2引脚连接至肖特基二极管（D1）的负极，所述肖特基二极管（D1）的正极接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的2引脚还连接至第四电感（L4）的一端，所述第四电感（L4）的另一端引出+5VCC连接端，所述DC/DC开关稳压器（U4）的4引脚也连接至第四电感（L4）的另一端，所述+5VCC连接端经并联的第二十二电解电容（C22）以及第二十三电容（C23）接地，所述+5VCC连接端还经串联的第三十四电阻（R34）以及第十五发光二极管（LED15）接地。

优选的是，所述控制单元（1）包括型号为ATMEGA128的控制芯片（U1），所述控制芯片（U1）的52引脚以及21引脚均接至+5VCC连接端，该52引脚以及21引脚还均经第九电容（C9）接地；所述控制芯片（U1）的62引脚经第十一电容（C11）接地，其63引脚也接地，所述控制芯片（U1）的64引脚连接至第一电感（L1）的一端，所述第一电感（L1）的一端还经第十电容（C10）接地，所述第一电感（L1）的另一端接至+5VCC连接端；所述控制芯片（U1）的22引脚以及53引脚均接地；所述控制芯片（U1）的23引脚以及24引脚分别连接至晶振（X1）的两端，所述晶振（X1）的两端还分别引出导线经第十二电容（C12）以及第十三电容（C13）接地；所述控制芯片（U1）的20引脚经第三十三电阻（R33）接至+5VCC连接端，该20引脚还经第十九电解电容（C19）接地；所述控制芯片（U1）的2引脚和3引脚分别连接至编程接口（JP1）的1引脚和9引脚，所述编程接口（JP1）的5引脚连接至第十九电解电容（C19）的正极，所述编程接口（JP1）的4引脚以及10引脚均接地，所述编程接口（JP1）的2引脚接至+5VCC连接端。

优选的是，所述开关控制单元（2）的电路结构如下：第一开关（S1）的一端连接至+5VCC连接端，所述第一开关（S1）的另一端经串联的第二十电阻（R20）以及第二发光二极管（LED2）连接至所述控制芯片（U1）的51引脚；第二开关（S2）的一端连接至+5VCC连接端，所述第二开关（S2）的另一端经串联的第二十一电阻（R21）以及第三发光二极管（LED3）连接至所述控制芯片（U1）的50引脚；第三开关（S3）的一端连接至+5VCC连接端，所述第三开关（S3）的另一端经串联的第二十二电阻（R22）以及第四发光二极管（LED4）连接至所述控制芯片（U1）的49引脚；第四开关（S4）的一端连接至+5VCC连接端，所述第四开关（S4）的另一端经串联的第二十三电阻（R23）以及第五发光二极管（LED5）连接至所述控制芯片（U1）的48引脚。

优选的是，所述光电传感器单元（3）包括8~16个型号为RPR220的光电传感器。

优选的是，所述光电传感器单元（3）包括8个光电传感器，各光电传感器的1引脚以及4引脚均接至+5VCC连接端，各光电传感器的2引脚分别经第一电阻（R1）、第三电阻（R3）、第五电阻（R5）、第七电阻（R7）、第九电阻（R9）、第十一电阻（R11）、第十三电阻（R13）、第十五电阻（R15）接地，各光电传感器的3引脚分别经第二电阻（R2）、第四电阻（R4）、第六电阻（R6）、第八电阻（R8）、第十电阻（R10）、第十二电阻（R12）、第十四电阻（R14）、第十六电阻（R16）接地，各光电传感器的3引脚还分别连接至所述控制芯片（U1）的61~54引脚。

优选的是，所述RS232接口单元（5）包括型号为MAX232的232接口芯片（U3），所述232接口芯片（U3）的0引脚经第十四电容（C14）连接至其2引脚，所述232接口芯片（U3）的0引脚还经第十五电容（C15）接至+5VCC连接端，所述232接口芯片（U3）的3引脚经第十八电容（C18）接地，所述232接口芯片（U3）的4引脚经第十七电容（C17）接至其5引脚，所述232接口芯片（U3）的9引脚接至+5VCC连接端，该9引脚还经第十六电容（C16）接地，所示232接口芯片（U3）的10引脚接地，所述232接口芯片（U3）的11引脚以及12引脚用于与上位机相连接，所述232接口芯片（U3）的13引脚以及14引脚分别连接至控制芯片（U1）的27引脚以及28引脚，所述232接口芯片（U3）的14引脚还连接至第十四发光二极管（LED14）的负极，其正极经第二十四电阻（R24）接至+5VCC连接端。

优选的是，所述RS485串口总线单元（6）包括型号为ADM2587E的RS485收发器（U2），所述RS485收发器（U2）的2引脚以及8引脚均连接至+5VCC连接端，该2引脚还经并联的第一电容（C1）以及第二电容（C2）接地，该8引脚还经并联的第三电容（C3）以及第四电容（C4）接地；所述RS485收发器（U2）的1引脚、3引脚、9引脚以及10引脚均接地；所述RS485收发器（U2）的4引脚连接至控制芯片（U1）的2引脚，所述RS485收发器（U2）的5引脚和6引脚相连接，其连接端连接至控制芯片（U1）的4引脚，所述RS485收发器（U2）的7引脚连接至控制芯片（U1）的3引脚，所述RS485收发器（U2）的7引脚还连接至第一发光二极管（LED1）的负极，其正极经第十七电阻（R17）连接至+5VCC连接端；所述RS485收发器（U2）的11引脚、14引脚、16引脚以及20引脚均连接至第一地，所述RS485收发器（U2）的12引脚经并联的第五电容（C5）以及第六电容（C6）接至第一地，所述RS485收发器（U2）的19引脚经并联的第七电容（C7）以及第八电容（C8）接至第一地；所述RS485收发器（U2）的13引脚和18引脚相连接形成第一连接端，所述第一连接端经第一瞬态抑制二极管（D1）接第一地，所述RS485收发器（U2）的15引脚和17引脚相连接形成第二连接端，所述第二连接端经第二瞬态抑制二极管（D2）接第一地，所述第一连接端还经第三瞬态抑制二极管（D3）连接至所述第二连接端，所述第三瞬态抑制二极管（D3）的两端还分别连接至第十八电阻（R18）和第十九电阻（R19），所述第十八电阻（R18）的另一端和第十九电阻（R19）的另一端分别连接至型号为BA151N的第二气体放电管（DP2）的两端，所述第十八电阻（R18）的另一端和第十九电阻（R19）的另一端还分别连接至型号为B3D090L的第一气体放电管（DP1）的3引脚和1引脚，所述第一气体放电管（DP1）的2引脚接至第一地，从所述第一气体放电管（DP1）的3引脚和1引脚还分别引出连接端用于与AGV小车左右两侧的驱动单元相连接。

优选的是，所述总线式AGV光电导引控制器还包括避障单元（4），所述避障单元（4）与所述控制单元（1）相连接，所述避障单元（4）也由所述电源单元（7）供电。

优选的是，所述避障单元（4）包括三个光电开关，所述光电开关采用的是感光三极管，其中第一光电开关（N1）设置于AGV的左侧，第二光电开关（N2）设置于AGV的前端，第三光电开关（N3）设置于AGV的右侧，所述避障单元（4）的电路结构如下：第一光电开关（N1）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第三十八电阻（R38）接地，该发射极还连接至型号为LM393的第一电压比较器（1B）的5引脚，所述第一电压比较器（1B）的6引脚经第三十五电阻（R35）接至+5VCC连接端，所述第一电压比较器（1B）的6引脚还经第三十九电阻（R39）接地，所述第一电压比较器（1B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第一电压比较器（1B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的30引脚；第二光电开关（N2）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十电阻（R40）接地，该发射极还连接至第二电压比较器（2B）的5引脚，所述第二电压比较器（2B）的6引脚经第三十六电阻（R36）接至+5VCC连接端，所述第二电压比较器（2B）的6引脚还经第四十一电阻（R41）接地，所述第二电压比较器（2B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第二电压比较器（2B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的31引脚；第三光电开关（N3）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十二电阻（R42）接地，该发射极还连接至第三电压比较器（3B）的5引脚，所述第三电压比较器（3B）的6引脚经第三十七电阻（R37）接至+5VCC连接端，所述第三电压比较器（3B）的6引脚还经第四十三电阻（R43）接地，所述第三电压比较器（3B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第三电压比较器（3B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的32引脚。

本发明的该方案的有益效果在于上述总线式AGV光电导引控制器采用光电导引，通过地面上的反光导引带来进行导引，与市面上已有的AGV导引方式相比，压缩了成本，提高了实用性和灵活性、开放性；本发明将控制芯片与光电传感器安置在同一块电路板上，减少了制作工序，提高了生产效率；本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器由光电传感器对移动路径进行照射，根据光学信号被反射的情况来确定AGV小车与导引带的相对位置；AGV小车可以根据预先设置好的路径前进，完成一系列的搬运动作；同时也可以改变AGV小车行进的路径，可以充分发挥AGV小车的柔性，提高了移动效率。本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器，采用数据采集和控制算法一体化的设计；其可与能兼容RS485总线的其它现场总线驱动单元接口连接，其既可通过RS232接口配合上位机进行分布式控制，也可独立自主控制，实现精确路径跟随导引。

附图说明

图1示出了本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器的原理框图。

图2示出了本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器的电路原理图。

图3示出了图2中电源单元的放大的电路原理图。

图4示出了图2中控制单元的放大的电路原理图。

图5示出了图2中开关控制单元的放大的电路原理图。

图6示出了图2中光电传感器单元的放大的电路原理图。

图7示出了图2中避障单元的放大的电路原理图。

图8示出了图2中RS232接口单元的放大的电路原理图。

图9示出了图2中RS485串口总线单元的放大的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器包括控制单元1，所述控制单元1分别与开关控制单元2、光电传感器单元3、避障单元4、RS232接口单元5以及RS485串口总线单元6相连接，所述总线式AGV光电导引控制器还包括电源单元7，所述电源单元7为所述控制单元1、开关控制单元2、光电传感器单元3、避障单元4、RS232接口单元5以及RS485串口总线单元6供电。

如图2-3所示，所述电源单元7是将+24V电转换成+5V电，以便为所述控制单元1、开关控制单元2、光电传感器单元3、避障单元4、RS232接口单元5以及RS485串口总线单元6供电。具体的电源单元7的电路结构如下：所述电源单元7包括型号为LM2575HVS-5.0的DC/DC开关稳压器U4，所述DC/DC开关稳压器U4的1引脚连接至第三电感L3的一端，所述第三电感L3的另一端经并联的第二十电解电容C20以及第二十一电容C21接地GND，所述第三电感L3的另一端还连接至稳压二极管ZD1的负极，所述稳压二极管ZD1的正极接地GND，所述第三电感L3的另一端还连接至第二电感L2的一端，所述第二电感L2的另一端接至+24VCC，所述第二电感L2的另一端还经压敏电阻MOV接地GND；所述DC/DC开关稳压器U4的6引脚、3引脚以及5引脚均接地GND；所述DC/DC开关稳压器U4的2引脚连接至肖特基二极管D1的负极，所述肖特基二极管D1的正极接地GND；所述DC/DC开关稳压器U4的2引脚还连接至第四电感L4的一端，所述第四电感L4的另一端引出+5VCC连接端，所述DC/DC开关稳压器U4的4引脚也连接至第四电感L4的另一端，所述+5VCC连接端经并联的第二十二电解电容C22以及第二十三电容C23接地GND，所述+5VCC连接端还经串联的第三十四电阻R34以及第十五发光二极管LED15接地GND。

如图4所示，所述控制单元1包括型号为ATMEGA128的控制芯片U1，所述控制芯片U1的52引脚以及21引脚均接至+5VCC连接端，该52引脚以及21引脚还均经第九电容C9接地；所述控制芯片U1的62引脚经第十一电容C11接地，其63引脚也接地，所述控制芯片U1的64引脚连接至第一电感L1的一端，所述第一电感L1的一端还经第十电容C10接地，所述第一电感L1的另一端接至+5VCC连接端；所述控制芯片U1的22引脚以及53引脚均接地；所述控制芯片U1的23引脚以及24引脚分别连接至晶振X1的两端，所述晶振X1的两端还分别引出导线经第十二电容C12以及第十三电容C13接地；所述控制芯片U1的20引脚经第三十三电阻R33接至+5VCC连接端，该20引脚还经第十九电解电容C19接地；所述控制芯片U1的2引脚和3引脚分别连接至编程接口JP1的1引脚和9引脚，所述编程接口JP1的5引脚连接至第十九电解电容C19的正极，所述编程接口JP1的4引脚以及10引脚均接地，所述编程接口JP1的2引脚接至+5VCC连接端。

如图5所示，所述开关控制单元2的电路结构如下：第一开关S1的一端连接至+5VCC连接端，所述第一开关S1的另一端经串联的第二十电阻R20以及第二发光二极管LED2连接至所述控制芯片U1的51引脚。第二开关S2的一端连接至+5VCC连接端，所述第二开关S2的另一端经串联的第二十一电阻R21以及第三发光二极管LED3连接至所述控制芯片U1的50引脚。第三开关S3的一端连接至+5VCC连接端，所述第三开关S3的另一端经串联的第二十二电阻R22以及第四发光二极管LED4连接至所述控制芯片U1的49引脚。第四开关S4的一端连接至+5VCC连接端，所述第四开关S4的另一端经串联的第二十三电阻R23以及第五发光二极管LED5连接至所述控制芯片U1的48引脚。在具体的使用过程中，第一开关S1用于进行复位的控制；第二开关S2用于导航模式的选择，其中导航模式包括手动导航和自动导航；第三开关S3用于控制AGV小车前部左侧电机的动作；第四开关S4用于控制AGV小车前部右侧电机的动作。

本发明所涉及的光电传感器单元3可以包括8~16个型号为RPR220的光电传感器，在本实施例中，以采用8个光电传感器为例进行说明，如图6所示，各光电传感器的1引脚以及4引脚均接至+5VCC连接端，各光电传感器的2引脚分别经第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5、第七电阻R7、第九电阻R9、第十一电阻R11、第十三电阻R13、第十五电阻R15接地，各光电传感器的3引脚分别经第二电阻R2、第四电阻R4、第六电阻R6、第八电阻R8、第十电阻R10、第十二电阻R12、第十四电阻R14、第十六电阻R16接地，各光电传感器的3引脚还分别连接至所述控制芯片U1的61~54引脚。

为了显示各光电传感器的检测状况，可以为每个光电传感器配置一个指示灯，具体的电路如图4所示，第六发光二极管LED6的正极接至+5VCC连接端，其负极经第二十五电阻R25接至控制芯片U1的10引脚，并且所述第六发光二极管LED6与第一光电传感器A1相对应；第七发光二极管LED7的正极接至+5VCC连接端，其负极经第二十六电阻R26接至控制芯片U1的11引脚，并且所述第七发光二极管LED7与第二光电传感器A2相对应；第八发光二极管LED8的正极接至+5VCC连接端，其负极经第二十七电阻R27接至控制芯片U1的12引脚，并且所述第八发光二极管LED8与第三光电传感器A3相对应；第九发光二极管LED9的正极接至+5VCC连接端，其负极经第二十八电阻R28接至控制芯片U1的13引脚，并且所述第九发光二极管LED9与第四光电传感器A4相对应；第十发光二极管LED10的正极接至+5VCC连接端，其负极经第二十九电阻R29接至控制芯片U1的14引脚，并且所述第十发光二极管LED10与第五光电传感器A5相对应；第十一发光二极管LED11的正极接至+5VCC连接端，其负极经第三十电阻R30接至控制芯片U1的15引脚，并且所述第十一发光二极管LED11与第六光电传感器A6相对应；第十二发光二极管LED12的正极接至+5VCC连接端，其负极经第三十一电阻R31接至控制芯片U1的16引脚，并且所述第十二发光二极管LED12与第七光电传感器A7相对应；第十三发光二极管LED13的正极接至+5VCC连接端，其负极经第三十二电阻R32接至控制芯片U1的17引脚，并且所述第十三发光二极管LED13与第八光电传感器A8相对应。

为了使AGV小车更加的智能，本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器还包括了避障单元4，其包括三个光电开关，在本实施例中，采用的是三个感光三极管，其中第一光电开关N1设置于AGV的左侧，第二光电开关N2设置于AGV的前端，第三光电开关N3设置于AGV的右侧，具体的所述避障单元4的电路图如图7所示，第一光电开关N1的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第三十八电阻R38接地，该发射极还连接至型号为LM393的第一电压比较器1B的5引脚，所述第一电压比较器1B的6引脚经第三十五电阻R35接至+5VCC连接端，所述第一电压比较器1B的6引脚还经第三十九电阻R39接地，所述第一电压比较器1B的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第一电压比较器1B的7引脚连接至控制芯片U1的30引脚；第二光电开关N2的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十电阻R40接地，该发射极还连接至第二电压比较器2B的5引脚，所述第二电压比较器2B的6引脚经第三十六电阻R36接至+5VCC连接端，所述第二电压比较器2B的6引脚还经第四十一电阻R41接地，所述第二电压比较器2B的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第二电压比较器2B的7引脚连接至控制芯片U1的31引脚；第三光电开关N3的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十二电阻R42接地，该发射极还连接至第三电压比较器3B的5引脚，所述第三电压比较器3B的6引脚经第三十七电阻R37接至+5VCC连接端，所述第三电压比较器3B的6引脚还经第四十三电阻R43接地，所述第三电压比较器3B的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第三电压比较器3B的7引脚连接至控制芯片U1的32引脚。

本发明采用RS232接口单元5使所述总线式AGV光电导引控制器能够和上位机保持通讯，具体的RS232接口单元5的电路结构如图8所示，其包括型号为MAX232的232接口芯片U3，所述232接口芯片U3的0引脚经第十四电容C14连接至其2引脚，所述232接口芯片U3的0引脚还经第十五电容C15接至+5VCC连接端，所述232接口芯片U3的3引脚经第十八电容C18接地，所述232接口芯片U3的4引脚经第十七电容C17接至其5引脚，所述232接口芯片U3的9引脚接至+5VCC连接端，该9引脚还经第十六电容C16接地，所示232接口芯片U3的10引脚接地，所述232接口芯片U3的11引脚以及12引脚用于与上位机相连接，所述232接口芯片U3的13引脚以及14引脚分别连接至控制芯片U1的27引脚以及28引脚，所述232接口芯片U3的14引脚还连接至第十四发光二极管LED14的负极，其正极经第二十四电阻R24接至+5VCC连接端。

本发明采用RS485串口总线单元6，使得控制单元1能够控制安装于AGV小车前部左右两侧的电机动作，具体的所述RS485串口总线单元6的电路结构如图9所示，其包括型号为ADM2587E的RS485收发器U2，所述RS485收发器U2的2引脚以及8引脚均连接至+5VCC连接端，该2引脚还经并联的第一电容C1以及第二电容C2接地，该8引脚还经并联的第三电容C3以及第四电容C4接地；所述RS485收发器U2的1引脚、3引脚、9引脚以及10引脚均接地；所述RS485收发器U2的4引脚连接至控制芯片U1的2引脚，所述RS485收发器U2的5引脚和6引脚相连接，其连接端连接至控制芯片U1的4引脚，所述RS485收发器U2的7引脚连接至控制芯片U1的3引脚，所述RS485收发器U2的7引脚还连接至第一发光二极管LED1的负极，其正极经第十七电阻R17连接至+5VCC连接端；所述RS485收发器U2的11引脚、14引脚、16引脚以及20引脚均连接至第一地485GND1，所述RS485收发器U2的12引脚经并联的第五电容C5以及第六电容C6接至第一地485GND1，所述RS485收发器U2的19引脚经并联的第七电容C7以及第八电容C8接至第一地485GND1；所述RS485收发器U2的13引脚和18引脚相连接形成第一连接端，所述第一连接端经第一瞬态抑制二极管D1接第一地485GND1，所述RS485收发器U2的15引脚和17引脚相连接形成第二连接端，所述第二连接端经第二瞬态抑制二极管D2接第一地485GND1，所述第一连接端还经第三瞬态抑制二极管D3连接至所述第二连接端，所述第三瞬态抑制二极管D3的两端还分别连接至第十八电阻R18和第十九电阻R19，所述第十八电阻R18的另一端和第十九电阻R19的另一端分别连接至型号为BA151N的第二气体放电管DP2的两端，所述第十八电阻R18的另一端和第十九电阻R19的另一端还分别连接至型号为B3D090L的第一气体放电管DP1的3引脚和1引脚，所述第一气体放电管DP1的2引脚接至第一地485GND1，从所述第一气体放电管DP1的3引脚和1引脚还分别引出连接端用于与AGV小车左右两侧的驱动单元相连接。

在具体的使用过程中，根据路径需要在地面上铺设反光的导引带。通过编程接口JP1向控制芯片U1中烧写控制程序，具体的程序可根据需要编写。在本实施例中，采用模糊控制理论作为AGV小车的控制方法。模糊控制的目的是当AGV小车相对于导引带发生偏移时，本发明所涉及的控制器通过调整两电机的转速，使AGV小车纠正偏移回到正确的位置。具体的AGV小车相对于导引带的偏移角度是通过光电传感器单元3中的各光电传感器的检测值来表征的。

当触发第二开关S2使所述总线式AGV光电导引控制器处于手动导航模式时，通过RS232接口单元5，将上位机的控制指令传输至所述控制芯片U1中，进而使得控制芯片U1通过RS485串口总线单元6控制AGV小车前部左侧或者右侧的电机动作。也可以通过第三开关S3来控制AGV小车前部左侧的电机动作；通过第四开关S4控制AGV小车前部右侧的电机动作。

当触发第二开关S2使所述总线式AGV光电导引控制器处于自动导航模式时，通过光电传感器单元3中的各光电传感器来检测AGV小车相对于导引带的偏移角度，并且所述光电传感器单元3将检测值传输至所述控制芯片U1中，当任一光电传感器检测到导引带时，与该光电传感器相对应的发光二极管点亮。所述控制芯片U1根据上述信息通过RS485串口总线单元6控制AGV小车前部左侧或者右侧的电机动作，以使AGV小车纠正偏移回到正确的位置。通过避障单元4来检测在行驶过程中，在AGV小车的前方、左侧或者右侧是否存在障碍物，当上述任一位置存在障碍物时，设置于该位置的光电开关不导通，则与该光电开关对应的电压比较器输出高电平信号至控制芯片U1中，若无障碍物，则输出低电平信号至控制芯片U1中，当所述控制芯片U1接收到高电平信号时，通过RS485串口总线单元6控制AGV小车前部左侧以及右侧的电机停止动作，使得AGV小车停止行驶。

本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器采用光电导引，通过地面上的导引带来进行导引，与市面上已有的AGV导引方式相比，压缩了成本，提高了实用性和灵活性、开放性；本发明将控制芯片与光电传感器安置在同一块电路板上，减少了制作工序，提高了生产效率；本发明所涉及的总线式AGV光电导引控制器由光电传感器对移动路径进行照射，根据光学信号被反射的情况来确定AGV小车与导引带的相对位置；AGV小车可以根据预先设置好的路径前进，完成一系列的搬运动作；同时也可以改变AGV小车行进的路径，可以充分发挥AGV小车的柔性，提高了移动效率。

Claims (10)

1.一种总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：包括控制单元（1），所述控制单元（1）分别与开关控制单元（2）、光电传感器单元（3）、RS232接口单元（5）以及RS485串口总线单元（6）相连接，所述总线式AGV光电导引控制器还包括电源单元（7），所述电源单元（7）为所述控制单元（1）、开关控制单元（2）、光电传感器单元（3）、RS232接口单元（5）以及RS485串口总线单元（6）供电；其中所述开关控制单元（2）用于导航模式的选择，所述RS232接口单元（5）用于与上位机通讯，所述RS485串口总线单元（6）用于连接AGV的驱动单元。

2.根据权利要求1所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述电源单元（7）包括型号为LM2575HVS-5.0的DC/DC开关稳压器（U4），所述DC/DC开关稳压器（U4）的1引脚连接至第三电感（L3）的一端，所述第三电感（L3）的另一端经并联的第二十电解电容（C20）以及第二十一电容（C21）接地，所述第三电感（L3）的另一端还连接至稳压二极管（ZD1）的负极，所述稳压二极管（ZD1）的正极接地，所述第三电感（L3）的另一端还连接至第二电感（L2）的一端，所述第二电感（L2）的另一端接至+24VCC，所述第二电感（L2）的另一端还经压敏电阻（MOV）接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的6引脚、3引脚以及5引脚均接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的2引脚连接至肖特基二极管（D1）的负极，所述肖特基二极管（D1）的正极接地；所述DC/DC开关稳压器（U4）的2引脚还连接至第四电感（L4）的一端，所述第四电感（L4）的另一端引出+5VCC连接端，所述DC/DC开关稳压器（U4）的4引脚也连接至第四电感（L4）的另一端，所述+5VCC连接端经并联的第二十二电解电容（C22）以及第二十三电容（C23）接地，所述+5VCC连接端还经串联的第三十四电阻（R34）以及第十五发光二极管（LED15）接地。

3.根据权利要求2所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述控制单元（1）包括型号为ATMEGA128的控制芯片（U1），所述控制芯片（U1）的52引脚以及21引脚均接至+5VCC连接端，该52引脚以及21引脚还均经第九电容（C9）接地；所述控制芯片（U1）的62引脚经第十一电容（C11）接地，其63引脚也接地，所述控制芯片（U1）的64引脚连接至第一电感（L1）的一端，所述第一电感（L1）的一端还经第十电容（C10）接地，所述第一电感（L1）的另一端接至+5VCC连接端；所述控制芯片（U1）的22引脚以及53引脚均接地；所述控制芯片（U1）的23引脚以及24引脚分别连接至晶振（X1）的两端，所述晶振（X1）的两端还分别引出导线经第十二电容（C12）以及第十三电容（C13）接地；所述控制芯片（U1）的20引脚经第三十三电阻（R33）接至+5VCC连接端，该20引脚还经第十九电解电容（C19）接地；所述控制芯片（U1）的2引脚和3引脚分别连接至编程接口（JP1）的1引脚和9引脚，所述编程接口（JP1）的5引脚连接至第十九电解电容（C19）的正极，所述编程接口（JP1）的4引脚以及10引脚均接地，所述编程接口（JP1）的2引脚接至+5VCC连接端。

4.根据权利要求3所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述开关控制单元（2）的电路结构如下：第一开关（S1）的一端连接至+5VCC连接端，所述第一开关（S1）的另一端经串联的第二十电阻（R20）以及第二发光二极管（LED2）连接至所述控制芯片（U1）的51引脚；第二开关（S2）的一端连接至+5VCC连接端，所述第二开关（S2）的另一端经串联的第二十一电阻（R21）以及第三发光二极管（LED3）连接至所述控制芯片（U1）的50引脚；第三开关（S3）的一端连接至+5VCC连接端，所述第三开关（S3）的另一端经串联的第二十二电阻（R22）以及第四发光二极管（LED4）连接至所述控制芯片（U1）的49引脚；第四开关（S4）的一端连接至+5VCC连接端，所述第四开关（S4）的另一端经串联的第二十三电阻（R23）以及第五发光二极管（LED5）连接至所述控制芯片（U1）的48引脚。

5.根据权利要求3所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述光电传感器单元（3）包括8~16个型号为RPR220的光电传感器。

6.根据权利要求5所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述光电传感器单元（3）包括8个光电传感器，各光电传感器的1引脚以及4引脚均接至+5VCC连接端，各光电传感器的2引脚分别经第一电阻（R1）、第三电阻（R3）、第五电阻（R5）、第七电阻（R7）、第九电阻（R9）、第十一电阻（R11）、第十三电阻（R13）、第十五电阻（R15）接地，各光电传感器的3引脚分别经第二电阻（R2）、第四电阻（R4）、第六电阻（R6）、第八电阻（R8）、第十电阻（R10）、第十二电阻（R12）、第十四电阻（R14）、第十六电阻（R16）接地，各光电传感器的3引脚还分别连接至所述控制芯片（U1）的61~54引脚。

7.根据权利要求3所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述RS232接口单元（5）包括型号为MAX232的232接口芯片（U3），所述232接口芯片（U3）的0引脚经第十四电容（C14）连接至其2引脚，所述232接口芯片（U3）的0引脚还经第十五电容（C15）接至+5VCC连接端，所述232接口芯片（U3）的3引脚经第十八电容（C18）接地，所述232接口芯片（U3）的4引脚经第十七电容（C17）接至其5引脚，所述232接口芯片（U3）的9引脚接至+5VCC连接端，该9引脚还经第十六电容（C16）接地，所示232接口芯片（U3）的10引脚接地，所述232接口芯片（U3）的11引脚以及12引脚用于与上位机相连接，所述232接口芯片（U3）的13引脚以及14引脚分别连接至控制芯片（U1）的27引脚以及28引脚，所述232接口芯片（U3）的14引脚还连接至第十四发光二极管（LED14）的负极，其正极经第二十四电阻（R24）接至+5VCC连接端。

8.根据权利要求3所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述RS485串口总线单元（6）包括型号为ADM2587E的RS485收发器（U2），所述RS485收发器（U2）的2引脚以及8引脚均连接至+5VCC连接端，该2引脚还经并联的第一电容（C1）以及第二电容（C2）接地，该8引脚还经并联的第三电容（C3）以及第四电容（C4）接地；所述RS485收发器（U2）的1引脚、3引脚、9引脚以及10引脚均接地；所述RS485收发器（U2）的4引脚连接至控制芯片（U1）的2引脚，所述RS485收发器（U2）的5引脚和6引脚相连接，其连接端连接至控制芯片（U1）的4引脚，所述RS485收发器（U2）的7引脚连接至控制芯片（U1）的3引脚，所述RS485收发器（U2）的7引脚还连接至第一发光二极管（LED1）的负极，其正极经第十七电阻（R17）连接至+5VCC连接端；所述RS485收发器（U2）的11引脚、14引脚、16引脚以及20引脚均连接至第一地，所述RS485收发器（U2）的12引脚经并联的第五电容（C5）以及第六电容（C6）接至第一地，所述RS485收发器（U2）的19引脚经并联的第七电容（C7）以及第八电容（C8）接至第一地；所述RS485收发器（U2）的13引脚和18引脚相连接形成第一连接端，所述第一连接端经第一瞬态抑制二极管（D1）接第一地，所述RS485收发器（U2）的15引脚和17引脚相连接形成第二连接端，所述第二连接端经第二瞬态抑制二极管（D2）接第一地，所述第一连接端还经第三瞬态抑制二极管（D3）连接至所述第二连接端，所述第三瞬态抑制二极管（D3）的两端还分别连接至第十八电阻（R18）和第十九电阻（R19），所述第十八电阻（R18）的另一端和第十九电阻（R19）的另一端分别连接至型号为BA151N的第二气体放电管（DP2）的两端，所述第十八电阻（R18）的另一端和第十九电阻（R19）的另一端还分别连接至型号为B3D090L的第一气体放电管（DP1）的3引脚和1引脚，所述第一气体放电管（DP1）的2引脚接至第一地，从所述第一气体放电管（DP1）的3引脚和1引脚还分别引出连接端用于与AGV小车左右两侧的驱动单元相连接。

9.根据权利要求3所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述总线式AGV光电导引控制器还包括避障单元（4），所述避障单元（4）与所述控制单元（1）相连接，所述避障单元（4）也由所述电源单元（7）供电。

10.根据权利要求9所述的总线式AGV光电导引控制器，其特征在于：所述避障单元（4）包括三个光电开关，所述光电开关采用的是感光三极管，其中第一光电开关（N1）设置于AGV的左侧，第二光电开关（N2）设置于AGV的前端，第三光电开关（N3）设置于AGV的右侧，所述避障单元（4）的电路结构如下：第一光电开关（N1）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第三十八电阻（R38）接地，该发射极还连接至型号为LM393的第一电压比较器（1B）的5引脚，所述第一电压比较器（1B）的6引脚经第三十五电阻（R35）接至+5VCC连接端，所述第一电压比较器（1B）的6引脚还经第三十九电阻（R39）接地，所述第一电压比较器（1B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第一电压比较器（1B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的30引脚；第二光电开关（N2）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十电阻（R40）接地，该发射极还连接至第二电压比较器（2B）的5引脚，所述第二电压比较器（2B）的6引脚经第三十六电阻（R36）接至+5VCC连接端，所述第二电压比较器（2B）的6引脚还经第四十一电阻（R41）接地，所述第二电压比较器（2B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第二电压比较器（2B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的31引脚；第三光电开关（N3）的集电极接至+5VCC连接端，其发射极经第四十二电阻（R42）接地，该发射极还连接至第三电压比较器（3B）的5引脚，所述第三电压比较器（3B）的6引脚经第三十七电阻（R37）接至+5VCC连接端，所述第三电压比较器（3B）的6引脚还经第四十三电阻（R43）接地，所述第三电压比较器（3B）的8引脚接至+5VCC连接端，其4引脚接地，所述第三电压比较器（3B）的7引脚连接至控制芯片（U1）的32引脚。