CN112862041A - 一种基于rfid的agv调度系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的AGV调度系统及方法，其中，调度系统包括AGV、固定RFID模块、车载RFID模块以及调度中心；AGV的作业区域内具备供AGV行走的运行通道，运行通道的每个交汇点位置均安装有固定RFID模块；每个AGV上均安装有车载RFID模块，车载RFID模块与其所在的AGV的控制器通信连接；各固定RFID模块均与调度中心通信连接；各车载RFID模块可与任一固定RFID模块建立数据透传的连接。本发明的基于RFID的AGV调度系统及方法，通过在运行通道的每个交汇点位置安装固定RFID模块以及在AGV上安装车载RFID模块，使得AGV可在每个交汇点与调度中心通信以获得下一步的路径任务，实现对AGV的调度控制，基于RFID的通信信号不易泄露导致被破解，可满足物流系统的保密需要。

Description

一种基于RFID的AGV调度系统及方法
技术领域
本发明涉及物流系统中AGV的调度技术领域，特别是涉及一种基于RFID的AGV调度系统及方法。
背景技术
市面上的标准AGV（自动导引车）产品系列，在运行时需要和后台服务器交换数据，以达到多AGV同时运行，智能调度的效果，标准的方案是通过工业WIFI来实现交互，AGV自带WIFI模块和天线，仓库墙面上安装大功率AP。因部分特殊行业，有保密要求，WIFI通信作为一种常见的无线通信手段，其信号覆盖范围广，容易被获取并被破解，因此这些领域不适宜采用标准的WIFI通信方式。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种保密性好的基于RFID的AGV调度系统及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于RFID的AGV调度系统，其包括AGV、固定RFID模块、车载RFID模块以及调度中心；
所述AGV的作业区域内具备供所述AGV行走的运行通道，所述运行通道的每个交汇点位置均安装有所述固定RFID模块；
每个所述AGV上均安装有所述车载RFID模块，所述车载RFID模块与其所在的所述AGV的控制器通信连接；
各所述固定RFID模块均与所述调度中心通信连接；
各所述车载RFID模块可与任一所述固定RFID模块建立数据透传的连接。
进一步地，所述运行通道的每个交汇点位置均设置有可识别码，所述AGV上安装有用于读取所述可识别码的读码装置。
进一步地，所述运行通道由多条直线通道组成，每条所述直线通道上均布设有所述可识别码。
进一步地，所述固定RFID模块包括依次连接的第一RFID射频模块、数据收发模块、TTL转网络电路以及POE供电电路。
进一步地，所述车载RFID模块包括第二RFID射频模块以及数据转换模块；所述数据转换模块连接所述AGV的控制器。
一种基于RFID的AGV调度方法，其由上述的基于RFID的AGV调度系统中的所述AGV的控制器实施，所述方法包括：
通过所述车载RFID模块与当前所述AGV所在的交汇点处的所述固定RFID模块建立透传连接；
通过所述透传连接与所述调度中心进行数据交互得到路径任务包；
根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
进一步地，所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点之后还包括：
通过所述车载RFID模块与当前所述AGV所在的交汇点处的所述固定RFID模块建立透传连接；
判断所述AGV最近一次所执行的所述路径任务是否成功；否则执行故障处理流程；是则通过所述透传连接与所述调度中心进行数据交互得到下一个路径任务包，并根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
进一步地，所述通过所述透传连接与所述调度中心进行数据交互得到路径任务包包括：
通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程；
通过所述透传连接获取路径任务包。
进一步地，所述通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程包括：
通过所述透传连接执行登录流程，所述登录流程包括上报登录包，所述登录包的内容包括所述AGV的位置信息以及ID信息；
通过所述透传连接执行扫描流程，以确定所述AGV的实际状态与状态数据是否一致；
当所述AGV的实际状态与状态数据一致，通过所述透传连接上报第一详细信息包；
当所述AGV的实际状态与状态数据不一致，通过所述透传连接上报第二详细信息包，所述第二详细信息包包括故障信息。
进一步地，所述通过所述透传连接与所述调度中心进行数据交互得到下一个路径任务包包括：
通过所述透传连接上报第三详细信息包；
通过所述透传连接上报路径申请包；
接收所述调度中心通过所述透传连接下发的路径任务包。
进一步地，所述执行故障处理流程包括：
通过所述透传连接上报第四详细信息包，所述第四详细信息包包括故障信息；
进行故障处理。
进一步地，所述运行通道的每个交汇点位置均设置有可识别码，所述AGV上安装有用于读取所述可识别码的读码装置；所述AGV的位置信息由所述控制器通过读码装置读取当前所在交汇点位置的所述可识别码获得。
进一步地，所述运行通道由多条直线通道组成，每条所述直线通道上均布设有可识别码；
所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点包括：
根据所述路径任务包中的路径任务按照二维码导航方式控制所述AGV运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
有益效果：本发明的基于RFID的AGV调度系统及方法，通过在运行通道的每个交汇点位置安装固定RFID模块以及在AGV上安装车载RFID模块，使得AGV可在每个交汇点与调度中心通信以获得下一步的路径任务，实现对AGV的调度控制，固定RFID模块与车载RFID模块之间的通信为有源点对点通信，相比于基于WIFI的通信，基于RFID的通信信号不易泄露导致被破解，可满足物流系统的保密需要。
附图说明
附图1为基于RFID的AGV调度系统的构成示意图；
附图2为基于RFID的AGV调度系统的布局示意图；
附图3为固定RFID模块的结构图；
附图4为车载RFID模块的结构图；
附图5为基于RFID的AGV调度方法的流程示意图。
图中：1-AGV；2-固定RFID模块；21-6；22-数据收发模块；23-TTL转网络电路；24-POE供电电路；3-车载RFID模块；31-第二RFID射频模块；32-数据转换模块；4-调度中心；5-运行通道；6-可识别码；7-读码装置；8-交换机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示的基于RFID的AGV调度系统，其包括AGV1、固定RFID模块2、车载RFID模块3以及调度中心4。上述AGV1的形式不受限定，本实施例中基于料箱机器人对详细实施方式进行说明，料箱机器人的结构如申请号为201921066894.9的专利中的周转箱式分拣机器人所示。
如附图2所示，所述AGV1的作业区域内具备供所述AGV1行走的运行通道5，所述运行通道5的每个交汇点位置均安装有所述固定RFID模块2；每个所述AGV1上均安装有所述车载RFID模块3，所述车载RFID模块3与其所在的所述AGV1的控制器通信连接；各所述固定RFID模块2均与所述调度中心4通信连接；各所述车载RFID模块3可与任一所述固定RFID模块2建立数据透传的连接。
上述运行通道5可以是实体存在的也可以是虚拟存在的，实体存在的形式可以是在作业区域内的地面上画出明确的通道线或设置实体的围栏将AGV1的运行通道与作业区域内的其他区域明确隔开，而虚拟的形式表现为运行通道5的路径数据只在调度中心4和/或AGV1的存储器内存储而没有外在的表现方式。可见，运行通道5旨在表示AGV1只能沿着若干特定的路线行走，而不能在作业区域内任意行走，如此可保证AGV1运动的有序性与调度的简便性。
通过上述调度系统，AGV1在运行通道5的交汇点之间行走，每到一个交汇点，AGV1上的车载RFID模块3与所在交汇点位置的固定RFID模块2进行信道建立和协议握手，待握手成功后，将会在两个设备之间建立可以进行数据透传的透传连接，此时AGV1即可通过该数据透传连接和调度中心4进行直接通信，获取下一个阶段的任务信息（任务信息包含下一个交汇点信息），获取完信息后，AGV1上的车载RFID模块3和固定RFID模块2断开数据连接，释放信道资源，当AGV执行完任务后到达下一个交汇点位置，在该交汇点和另一个固定RFID模块2再次建立数据透传连接进行通信，依此类推，实现对AGV1的连续调度。由于车载RFID模块3和固定RFID模块2之间的通信是有源点对点的通信方式，信号覆盖范围很小、不易泄露也不易被破解，可解决采用工业WIFI对AGV1进行调度产生的信号易泄露且容易被破解的问题，满足调度系统的保密性要求。
上述调度系统中，只在运行通道5的交汇点设置固定RFID模块2，可减少固定RFID模块2的数量，交汇点之间均通过直线通道连接以使得AGV1的行走控制较为简便，即：所述运行通道5由多条直线通道组成。当运行通道5的整体尺寸较大时，两个交汇点之间的直线通道的长度可能较长，为了防止AGV1跑偏，也为了使AGV1可每隔一段时间获取一次其自身所在位置，每条所述直线通道上均布设有所述可识别码6，且所述运行通道5的每个交汇点位置均设置有可识别码6，所述AGV1上安装有用于读取所述可识别码6的读码装置7。可识别码6的形式可以是条形码、二维码、三维码或未来出现的新型可识别码，此处优选为二维码，读码装置7可以是相机或专用的读码元件，本实施例中以相机进行说明。
AGV1的控制器通过读码装置7读取交汇点位置的可识别码6可以确定AGV1是否达到目标交汇点。AGV1的控制器通过读码装置7读取直线通道上的可识别码6可以获知AGV1的当前位置以及可根据可识别码6在相机视野中的位置进行纠偏，防止AGV1行走过程中产生累积误差而偏航。
所述固定RFID模块2包括依次连接的第一RFID射频模块21、数据收发模块22、TTL转网络电路23以及POE供电电路24。所述POE供电电路24通过交换机8连接所述调度中心4。对应地，所述车载RFID模块3包括第二RFID射频模块31以及数据转换模块32；所述数据转换模块32连接所述AGV1的控制器。
上述固定RFID模块2中，数据收发模块22用于负责控制固定RFID模块2的所有模块的运行以及数据收发工作，本实施例中，数据收发模块22为STM32最小系统模块。第一RFID射频模块21负责和AGV1上的第二RFID射频模块31进行信道建立，协议握手，建立透传连接；TTL转网络电路23负责和调度中心4建立TCP通信，并将数据转换成网络信号和调度中心4进行数据交换；POE供电电路24负责从网口直接获取供电支持整个固定RFID模块2的工作。上述固定RFID模块2使用射频2.4GHz频段，按照实际使用频率段分为8个互不干扰的信道，最高支持115200波特率，其优势是控制简单，只包含简单的处理代码，生产简便易于维护，体积小巧，接线简单，只需要从交换机接一根网线至该固定RFID模块2，就可以实现供电和通信。
上述车载RFID模块3中，数据转换模块32负责将第二RFID射频模块31收到的数据转换为RS232标准电平的数据，并发送至AGV1的控制器，本实施例中，数据转换模块32为RS232接口电路模块。
本发明还提供了一种基于RFID的AGV调度方法，其由上述的基于RFID的AGV调度系统中的所述AGV1的控制器实施，所述方法包括如下步骤A1-A3：
步骤A1，通过所述车载RFID模块3与当前所述AGV1所在的交汇点处的所述固定RFID模块2建立透传连接；
步骤A2，通过所述透传连接与所述调度中心4进行数据交互得到路径任务包；
步骤A3，根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV1运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
优选地，上述步骤A3中所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV1运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点之后还包括如下步骤B1-B5：
步骤B1，通过所述车载RFID模块3与当前所述AGV1所在的交汇点处的所述固定RFID模块2建立透传连接；
步骤B2，判断所述AGV1最近一次所执行的所述路径任务是否成功，否则进入步骤B3，是则进入步骤B4；
步骤B3，执行故障处理流程；
步骤B4，通过所述透传连接与所述调度中心4进行数据交互得到下一个路径任务包，进入步骤B5；
步骤B5，根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV1运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
具体地，上述步骤A2中所述通过所述透传连接与所述调度中心4进行数据交互得到路径任务包具体包括如下步骤C1-C2：
步骤C1，通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程；
步骤C2，通过所述透传连接获取路径任务包。
具体地，上述步骤C1中所述通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程包括如下步骤D1-D4：
步骤D1，通过所述透传连接执行登录流程，所述登录流程包括上报登录包，所述登录包的内容包括所述AGV1的位置信息以及ID信息；
本步骤中，其中所述AGV1的位置信息由AGV1上的读码装置7读取当前所在交汇点位置的可识别码6获得，对于AGV1的控制器而言，每个可识别码6的坐标都是已知的，如此，控制器通过查询可识别码6上的信息与坐标的对应关系表即可获得AGV1的位置信息。此外，本步骤中，具体的登录流程包括如下步骤：步骤D101，通过所述透传连接上报登录包，所述登录包的内容包括所述AGV1的位置信息以及ID信息；步骤D102，判断是否通过所述透传连接收到登录回复包，是则继续执行后续步骤，否则重新执行步骤D101。
步骤D2，通过所述透传连接执行扫描流程，以确定所述AGV1的实际状态与状态数据是否一致；一致则进入步骤D3，不一致则进入步骤D4；
本步骤中，具体的扫描流程包括如下步骤：步骤D201，通过所述透传连接上报扫描申请包；步骤D202，判断是否通过所述透传连接收到调度中心4发出的动作命令包，是则继续执行后续步骤，否则重新执行步骤D201。执行扫描流程的目的为：控制器检测料箱机器人自身各货位的所有传感器，判断哪几个货位有料箱，同时从上至下对所有货位的料箱的二维码进行扫描，确认对应货位是否真有料箱，也即核对AGV1的实际状态与状态数据是否一致，以防止发生故障。
步骤D3，通过所述透传连接上报第一详细信息包；
本步骤中，第一详细信息包的内容包括故障信息、实时数据信息以及状态数据信息，其中故障信息为0，实时数据信息与状态数据信息一致。此外，本步骤的具体实施步骤为：步骤D301，上报第一详细信息包；步骤D302，判断是否收到调度中心4发出的针对第一详细信息包的回复包，是则继续执行后续步骤，否则重新执行步骤D301。
步骤D4，通过所述透传连接上报第二详细信息包，所述第二详细信息包包括故障信息。
本步骤中，第二详细信息包的内容包括故障信息、实时数据信息以及状态数据信息，其中故障信息为具体的故障内容，实时数据信息与状态数据信息不一致。此外，本步骤的具体实施步骤为：步骤D401，上报第二详细信息包；步骤D402，判断是否收到调度中心4发出的针对第二详细信息包的回复包，是则继续执行后续步骤（后续步骤为故障处理步骤，一般为将故障处理任务输出给人工，后续由人工进行故障处理），否则重新执行步骤D401。
进一步地，上述步骤B4中所述通过所述透传连接与所述调度中心4进行数据交互得到下一个路径任务包具体包括如下步骤E1-E3：
步骤E1，通过所述透传连接上报第三详细信息包；
本步骤中，第三详细信息包的内容包括故障信息、实时数据信息以及状态数据信息，其中故障信息为0。此外，本步骤的具体实施步骤为：步骤E101，上报第三详细信息包；步骤E102，判断是否收到调度中心4发出的针对第三详细信息包的回复包，是则继续执行后续步骤，否则重新执行步骤E101。
步骤E2，通过所述透传连接上报路径申请包；
本步骤中，具体步骤为：步骤E201，上报路径申请包；步骤E202，判断是否收到调度中心4发出的路径申请包的回复包，是则继续执行后续步骤，否则重新执行步骤E201。
步骤E3，接收所述调度中心4通过所述透传连接下发的路径任务包。
进一步地，上述步骤B3中所述执行故障处理流程包括如下步骤F1-F2：
步骤F1，通过所述透传连接上报第四详细信息包，所述第四详细信息包包括故障信息；
本步骤中，第四详细信息包的内容包括故障信息、实时数据信息以及状态数据信息，其中故障信息为具体的故障内容。此外，本步骤的具体实施步骤为：步骤D401，上报第四详细信息包；步骤D402，判断是否收到调度中心4发出的针对第四详细信息包的回复包，是则继续执行后续步骤否则重新执行步骤D401。
步骤F2，进行故障处理。
本步骤中，一般为将故障处理任务输出给人工（通过显示屏显示提示信息等形式），后续由人工进行故障处理。
优选地，上述步骤B4中所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV1运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点具体为：
根据所述路径任务包中的路径任务按照二维码导航方式控制所述AGV1运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
优选地，上述步骤B4与步骤B5之间还包括如下步骤G1-G2：
步骤G1，通过所述车载RFID模块3发送结束透传指令至所述固定RFID模块2；
本步骤执行后，固定RFID模块2收到结束透传指令后自行复位。
步骤G2，控制所述车载RFID模块3复位。
通过上述步骤G1-G2可在AGV1接收到路径任务包后结束透传以释放信道资源。
本发明的基于RFID的AGV调度系统及方法，通过在运行通道的每个交汇点位置安装固定RFID模块以及在AGV上安装车载RFID模块，使得AGV可在每个交汇点与调度中心通信以获得下一步的路径任务，实现对AGV的调度控制，固定RFID模块与车载RFID模块之间的通信为有源点对点通信，相比于基于WIFI的通信，基于RFID的通信信号不易泄露导致被破解，可满足物流系统的保密需要。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于RFID的AGV调度系统，其特征在于，其包括AGV（1）、固定RFID模块（2）、车载RFID模块（3）以及调度中心（4）；
所述AGV（1）的作业区域内具备供所述AGV（1）行走的运行通道（5），所述运行通道（5）的每个交汇点位置均安装有所述固定RFID模块（2）；
每个所述AGV（1）上均安装有所述车载RFID模块（3），所述车载RFID模块（3）与其所在的所述AGV（1）的控制器通信连接；
各所述固定RFID模块（2）均与所述调度中心（4）通信连接；
各所述车载RFID模块（3）可与任一所述固定RFID模块（2）建立数据透传的连接。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的AGV调度系统，其特征在于，所述运行通道（5）的每个交汇点位置均设置有可识别码（6），所述AGV（1）上安装有用于读取所述可识别码（6）的读码装置（7）。
3.根据权利要求2所述的基于RFID的AGV调度系统，其特征在于，所述运行通道（5）由多条直线通道组成，每条所述直线通道上均布设有所述可识别码（6）。
4.根据权利要求1所述的基于RFID的AGV调度系统，其特征在于，所述固定RFID模块（2）包括依次连接的第一RFID射频模块（21）、数据收发模块（22）、TTL转网络电路（23）以及POE供电电路（24）。
5.根据权利要求1所述的基于RFID的AGV调度系统，其特征在于，所述车载RFID模块（3）包括第二RFID射频模块（31）以及数据转换模块（32）；所述数据转换模块（32）连接所述AGV（1）的控制器。
6.一种基于RFID的AGV调度方法，其由权利要求1所述的基于RFID的AGV调度系统中的所述AGV（1）的控制器实施，其特征在于，所述方法包括：
通过所述车载RFID模块（3）与当前所述AGV（1）所在的交汇点处的所述固定RFID模块（2）建立透传连接；
通过所述透传连接与所述调度中心（4）进行数据交互得到路径任务包；
根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV（1）运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
7.根据权利要求6所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV（1）运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点之后还包括：
通过所述车载RFID模块（3）与当前所述AGV（1）所在的交汇点处的所述固定RFID模块（2）建立透传连接；
判断所述AGV（1）最近一次所执行的所述路径任务是否成功；否则执行故障处理流程；是则通过所述透传连接与所述调度中心（4）进行数据交互得到下一个路径任务包，并根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV（1）运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
8.根据权利要求6所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述通过所述透传连接与所述调度中心（4）进行数据交互得到路径任务包包括：
通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程；
通过所述透传连接获取路径任务包。
9.根据权利要求8所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述通过所述透传连接执行包括登录在内的初始化验证流程包括：
通过所述透传连接执行登录流程，所述登录流程包括上报登录包，所述登录包的内容包括所述AGV（1）的位置信息以及ID信息；
通过所述透传连接执行扫描流程，以确定所述AGV（1）的实际状态与状态数据是否一致；
当所述AGV（1）的实际状态与状态数据一致，通过所述透传连接上报第一详细信息包；
当所述AGV（1）的实际状态与状态数据不一致，通过所述透传连接上报第二详细信息包，所述第二详细信息包包括故障信息。
10.根据权利要求7所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述通过所述透传连接与所述调度中心（4）进行数据交互得到下一个路径任务包包括：
通过所述透传连接上报第三详细信息包；
通过所述透传连接上报路径申请包；
接收所述调度中心（4）通过所述透传连接下发的路径任务包。
11.根据权利要求7所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述执行故障处理流程包括：
通过所述透传连接上报第四详细信息包，所述第四详细信息包包括故障信息；
进行故障处理。
12.根据权利要求9所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述运行通道（5）的每个交汇点位置均设置有可识别码（6），所述AGV（1）上安装有用于读取所述可识别码（6）的读码装置（7）；所述AGV（1）的位置信息由所述控制器通过读码装置（7）读取当前所在交汇点位置的所述可识别码（6）获得。
13.根据权利要求12所述的基于RFID的AGV调度方法，其特征在于，所述运行通道（5）由多条直线通道组成，每条所述直线通道上均布设有所述可识别码（6）；
所述根据所述路径任务包中的路径任务控制所述AGV（1）运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点包括：
根据所述路径任务包中的路径任务按照二维码导航方式控制所述AGV（1）运动至所述路径任务指定的下一个所述交汇点。
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