【正文】 據(jù) 通 信 、機(jī) 器 人 控 制 、 數(shù) 字 音 頻 、 數(shù) 字 圖 像 的 傳 輸 等 領(lǐng) 域 中 。 DF 超 再 生 式 接 收 模 塊 通 訊 方 式 為 調(diào) 頻 AM，接 收 靈 敏 度 高 ， 用 示 波 器 觀 察 輸 出 波 形 干 凈 ， 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) 。決策方案：D F 無(wú) 線 收 發(fā) 模 塊 以 其 優(yōu) 良 的 特 性 和 低 廉 的 價(jià) 格 而 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 工業(yè) 及 日 常 商 品 中 ， 同 時(shí) 用 紅 外 傳 感 輔 助 檢 測(cè) 使 性 能 更 加 完 備 ， 即 使 通 訊 過(guò) 程 中出 現(xiàn) 錯(cuò) 誤 也 能 自 動(dòng) 進(jìn) 行 糾 正 ， 因 此 我 們 優(yōu) 先 考 慮 使 用 方 案 2。 因 本 系 統(tǒng)重 在 演 示 功 能 ， 故 我 們 自 行 設(shè) 計(jì) 了 一 個(gè) 用 舵 機(jī) 控 制 的 推 貨 裝 置 。卸貨模塊 我 們 采 用 磁 吊 技 術(shù) 模 擬 物 流 業(yè) 中 大 部 分 集 裝 箱 的 運(yùn) 送 。圖 32 卸貨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)電磁鐵物貨物基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)10 電路設(shè)計(jì) AGV 的中央處理單元 因 系 統(tǒng) 的 AGV 模 塊 和 自 動(dòng) 裝 卸 貨 模 塊 對(duì) 功 能 的 實(shí) 現(xiàn) 有 所 不 同 ， 故 分 別 針 對(duì)其 功 能 實(shí) 現(xiàn) ， 分 別 選 取 不 同 單 片 機(jī) 。 最 終 設(shè) 計(jì) 中主 要 采 用 TI 公 司 出 品 的 MSP430F247 單 片 機(jī) ， 以 AT89s51 作 為 輔 助 驅(qū) 動(dòng) LCD液 晶 顯 示 。 片 上 外 圍 模 塊 豐 富 ， 12/14 位 硬件 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 有 較 高 的 轉(zhuǎn) 換 速 率 ， 最 高 可 達(dá) 200kbps ， 能 夠 滿 足 大 多 數(shù) 數(shù) 據(jù)采 集 應(yīng) 用 ， 實(shí) 現(xiàn) 兩 路 的 12 位 D/A 轉(zhuǎn) 換 ；當(dāng) 系 統(tǒng) 處 于 省 電 的 備 用 狀 態(tài) 時(shí) ， 用 中 斷 請(qǐng) 求 將 它 喚 醒 只 用 6us。系 統(tǒng) 采 用 的 MSP430F247 的 最 小 系 統(tǒng) 電 路 圖 ：圖 33 MSP430F247 的最小系統(tǒng)電路基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)11 黑白線信息采集和停車(chē)標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊設(shè)計(jì)本 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 中 AGV 自 動(dòng) 循 跡 及 停 車(chē) 標(biāo) 識(shí) 識(shí) 別 都 是 采 用 反 射 式 紅 外 光 電 傳 感器 ST188 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 其 功 能 。 為 了 簡(jiǎn) 單 起 見(jiàn) ， 系 統(tǒng) 中 使 用 了 七 個(gè) 紅 外 反 射 式光 電 傳 感 器 ， 其 中 五 個(gè) 用 于 尋 跡 ， 以 完 成 對(duì) 路 面 信 息 的 采 集 ； 一 個(gè) 用 于 停 車(chē)標(biāo) 識(shí) 檢 測(cè) ； 一 個(gè) 用 來(lái) 檢 測(cè) 外 界 光 ， 排 除 其 干 擾 ， 低 功 耗 模 式 下 用 作 充 電 區(qū) 域判 斷 。極 限 參 數(shù)基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)12 自動(dòng)循跡控制模塊設(shè)計(jì)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 圖 36 驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路 37 控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路本 設(shè) 計(jì) 中 使 用 一 個(gè) 場(chǎng) 效 應(yīng) 管 IRFZ44N 通 過(guò) 從 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) Ｐ 腳 輸 出 PWM控 制 直 流 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 ， 腳 輸 出 高 低 電 平 控 制 繼 電 器 正 反 轉(zhuǎn) ， 實(shí) 現(xiàn) 小 車(chē) 前 進(jìn) 與后 退 。 我 們 通 過(guò) 編 程 用 軟 件 輸 出 標(biāo) 準(zhǔn) PWM 信 號(hào) 來(lái)驅(qū) 動(dòng) 舵 機(jī) ， 一 般 PWM 控 制 信 號(hào) 的 周 期 為 20ms,其 調(diào) 制 波 如 圖 所 示 。 可 以 推 導(dǎo) 出 舵 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 角 度 與 脈 沖 寬 度 的 關(guān) 系 計(jì) 算 公 式 為 ：注：其中t為正脈沖寬度（ms）；θ為轉(zhuǎn)動(dòng)角度；當(dāng)左轉(zhuǎn)時(shí)取加法計(jì)算，右轉(zhuǎn)時(shí)取減法計(jì)算結(jié)果。 智能充電模塊設(shè)計(jì)AGV 車(chē) 體 電 池 并 不 能 長(zhǎng) 久 正 常 供 電 ， 工 作 一 段 時(shí) 間 后 就 會(huì) 電 壓 下 降 ， 造 成工 作 不 穩(wěn) 定 。AGV 所 采 用 的 鎳 鎘 可 充 電 電 池 是 用 6 節(jié) 相 同 型 號(hào) 的 電 池 串 連 起 來(lái) 從 而 得 到 的 電 池 組 ， 其 標(biāo) 稱(chēng) 容 量 為 2022mAh 可 以 在 2A 的 供 電 電 流 下 持 續(xù) 供 電1 小 時(shí) 。圖 38 鎳鎘電池供電曲線小 車(chē) 能 正 常 工 作 所 需 的 電 壓 在 7V 到 之 間 ,我 們 采 用 AD 轉(zhuǎn) 換 將 電 池 電壓 通 過(guò) 電 位 器 分 壓 的 電 壓 與 AD 轉(zhuǎn) 換 所 需 標(biāo) 準(zhǔn) 電 壓 +REF 進(jìn) 行 比 較 ， 就 能 設(shè) 定 小基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)14車(chē) 在 電 池 電 壓 大 于 6V 時(shí) ， 進(jìn) 行 自 動(dòng) 循 跡 搬 運(yùn) 貨 物 ； 當(dāng) 電 池 電 壓 小 于 6V 時(shí) 自動(dòng) 進(jìn) 入 低 功 耗 模 式 ， 尋 找 充 電 區(qū) 進(jìn) 行 自 動(dòng) 充 電 .右 邊 是 我 們 采 用 的 電 壓 檢 測(cè) 電路 ， 通 過(guò) 可 調(diào) 電 位 器 可 以 自 行 設(shè) 定 比 較 電 壓 值 。 小 車(chē) 駛 入 充 電 區(qū)后 ， 外 置 的 充 電 金 屬 觸 點(diǎn) 與 固 定 充 電 電 極 接 觸 。 小 車(chē) 電 池 的 理 想 充 電 時(shí) 間 是 6 小 時(shí) 。 若 中 途 停 電 或 者 其 他 外 部 因 素 致 使小 車(chē) 充 電 未 完 成 ， 小 車(chē) 自 動(dòng) 計(jì) 算 與 標(biāo) 準(zhǔn) 飽 滿 電 源 電 壓 的 差 值 ， 把 差 值 轉(zhuǎn) 化 為 對(duì)應(yīng) 時(shí) 間 后 再 次 進(jìn) 入 充 電 區(qū) 進(jìn) 行 相 應(yīng) 時(shí) 間 的 充 電 直 至 電 池 飽 滿 。 障礙物檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)超聲波檢障原理超 聲 波 發(fā) 生 器 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 有 兩 個(gè) 壓 電 晶 片 和 一 個(gè) 共 振 板 。 反 之 ， 如 果 兩 電 極 間 未 外 加 電 壓 ， 當(dāng) 共 振 板 接收 到 超 聲 波 本 時(shí) ， 將 壓 迫 壓 電 晶 片 作 振 動(dòng) ， 將 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 電 信 號(hào) ， 就 成 為 超聲 波 接 收 器 。超聲波檢障電路的設(shè)計(jì)我 們 采 用 單 片 機(jī) 的 口 輸 出 超 聲 波 換 能 器 所 需 的 40K 方 波 信 號(hào) ， 如 圖所 示 :基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)15圖 39 超聲波發(fā)射電路圖 310 超聲波接收電路使 用 CX20226A 集 成 電 路 對(duì) 接 收 探 頭 受 到 的 信 號(hào) 進(jìn) 行 放 大 、 濾 波 ， 其 總 放大 增 益 80db。 本 設(shè) 計(jì) 中選 用 參 數(shù) 為 R1= ， C1=1μ F， R=200kΩ ， OUT 為 輸 出 端 連 接 單 片 機(jī) ，沒(méi) 有 接 收 到 返 回 信 號(hào) 時(shí) 該 端 輸 出 為 高 電 平 ， 接 收 到 則 產(chǎn) 生 下 降 沿 ?；?AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)164 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) AGV 主程序控制流程圖 否否否是是初始化數(shù)據(jù)采集監(jiān)控中心檢驗(yàn)是否到裝/ 卸貨區(qū)尋軌道檢測(cè)障礙物智能充電停車(chē)裝卸貨物報(bào)警電池是否充足是圖 41 AGV 主程序設(shè)計(jì)思路 裝卸貨模塊流程圖檢測(cè)與控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 42。2) 測(cè)試信息采集靈敏度：主要測(cè)試從AD0809對(duì)紅外反射式傳感器對(duì)黑白線反饋回來(lái)不同電壓轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)值。 系統(tǒng)的測(cè)試方案測(cè)試方案框圖實(shí)驗(yàn)室測(cè)試信息采集靈敏度設(shè)定循跡參數(shù)AGV 循跡性能測(cè)試小車(chē)檢測(cè)功能測(cè)試室外測(cè)試信息采集靈敏度設(shè)定循跡參數(shù)AGV 循跡性能測(cè)試小車(chē)檢測(cè)功能測(cè)試圖 51 系統(tǒng)測(cè)試方案框圖 測(cè)試結(jié)果不同環(huán)境下采集的模擬信號(hào)AD轉(zhuǎn)換值及對(duì)應(yīng)電壓值：信息采集端 電壓檢測(cè) 黑色軌道（最小值）黑色軌道（最大值）底 板（平均值）實(shí)驗(yàn)室環(huán)境 243 95 223 11對(duì)應(yīng)電壓值（ V） 水泥地環(huán)境 243 83 222 43基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)19對(duì)應(yīng)電壓值（ V） 基于 AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果（實(shí)驗(yàn)室）：AGV 控制方式全自動(dòng) 運(yùn)行速度 030m/min，無(wú)級(jí)變速AGV 處理器 MSP430F247 導(dǎo)航精度 177。通訊方式 DF 無(wú)線收發(fā) 定位精度 177。2cm運(yùn)動(dòng)方向 前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)卸貨精度 177。當(dāng)小車(chē)在電量不足的情況下，小車(chē)自動(dòng)進(jìn)入低功耗模式下繼續(xù)沿軌跡行駛，當(dāng)尋找到充電區(qū)域，自動(dòng)進(jìn)行充電。整個(gè)設(shè)計(jì)基本符合原先預(yù)定的要求，并且，我們?cè)谠谢A(chǔ)上自行發(fā)揮，增加了以下功能：自動(dòng)檢障系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)障礙物的自動(dòng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)障礙物自動(dòng)停車(chē)報(bào)警， 應(yīng)對(duì)緊急和意外情況?；?AGV 的自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)20增加液晶顯示模塊，使系統(tǒng)各模塊狀態(tài)明朗化，即使出現(xiàn)故障，能從液晶顯示數(shù)據(jù)很快找到引起故障的原因，使整個(gè)系統(tǒng)易于調(diào)試和