基于AWorks平台的AGV小车应用

高科技对物流行业的赋能可谓是革命性的，表面是效率和服务之争，那背后又有哪些黑科技做支撑呢？

最近几年，相信大家对物流配送速度提升的感受比较直观，配送时间从一个礼拜到次日达的飞速跨越，幸福总是来得太突然，手撕快递的幸福感很容易得到满足，这一切都归功于科技对物流行业的不断赋能，从有人到无人的演变，一切都在紧锣密鼓地进行中。

AGV是科技赋能物流行业的一个典型代表，它也是实现从有人到无人分拣的科技产物，是建立无人仓储的重中之重，那它到底在仓储物流有什么举足轻重的作用？

图 1 仓储AGV

AGV是指装备有电磁或光学等自动引导装置，能够沿规定的引导路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，以可充电之蓄电池为主要动力来源，在仓储环节中，主要代替了分拣的复杂工作，实现24小时不间断自动分拣。

图 2 无人仓储实现原理图

整个无人仓储实现主要囊括两个部分，后台管理系统和仓储AGV小车，如图 2所示，中央控制系统实现整仓储AGV小车后台管理，包括仓库地图管理、任务调度以及路径规划的工作，实现对AGV小车的实时监控和指令下达，相当于指挥部，其中后台管理系统和AGV小车通过Wifi的形式实现链接，针对面积较大的仓库，还需要AGV在不同的热点之间无缝切换，完成与后台的不间断通信和数据上传。

图 3  AGV功能框架

对于AGV小车而言，其主要由自主导航定位、任务执行、自主避障、环境感知以及电池管理构成，其中导航传感系统主要实现AGV小车的路径识别，一般通过二维码和激光的方式实现导航；避障安全系统主要实现防碰撞措施，出于安全性和自我保护机制考虑；位置采集系统主要是定位AGV小车当前的位置，以上三个系统的实现完全取决与传感器本身，将数据传输到主控系统，实现优先级实时处理，其次AGV的位置也在实时的变化，后台对于数据更新的实时性要求同样也很高，针对AGV小车，ZLG集团针对此提供基于M1052为载体自主研发的Aworks实时操作系统平台，满足AGV主控系统的软硬件需求。

1. 软件-实时操作系统平台Aworks

导航传感系统、避障安全系统、运动控制系统以及位置采集系统都需要主控实时处理传感器的数据，根据对当前事务优先级进行实时抢占处理，高达528Mhz主频，完全可以及时响应控制AGV小车转向、刹车以及避障等紧急措施，保证AGV高效安全的运行。

图 4 可裁剪实时操作系统

ZLG将数十年对嵌入式底层开发的积累和对操作系统的理解，统一符合Posix标准的API接口，实现平台组件的可插拔、可替换的特性，针对不同的DSP、ARM等处理器，实现应用层代码跨平台使用，让用户关注自己的核心域-应用层功能实现，最快速度实现产品化。

图 5 可替换、可插拔组件

针对运动控制系统，Aworks系统平台提供成熟、稳定的CANopen应用层协议栈，ZLG提供支持I/O模组CIA401和运动控制CIA402，也可以根据客户的需求移植不同的开源版本，以组件的方式提供给用户适配，ZLG集团作为CiA协会的长期会员，专注CAN总线的软硬件开发和前沿技术研究长达10余年，提供从硬件隔离收发器模块、CANopen协议栈以及CAN总线故障定位全套解决方案，为AGV稳步前行提供强有力的保障。

图 6 丰富的协议栈支持

2. 硬件-麻雀虽小五脏俱全

AGV属于一个高度集成化的遥控自动驾驶微系统，小体积、大容量以及多接口是其主要特征，M1052提供7路串口、2路CAN口以及多路可复用IO口，接口扩展性极强。

图 7 M1052核心板

在仓库实际进行分拣工作中，任务下发主要是通过Wifi的方式，通过哦UDP模式不断与AGV实现数据交互和确认，后台对AGV本身的位置、运行状态以及电池信息的实时性极强，这就对Wifi的稳定性和数据上传和下发速率和稳定性要求很高，同时针对在跨AP切换时wifi重连的速率都极其关键，ZLG也提供从芯片到模块的解决方案。

图 8  WIFI模块

针对仓储的实际环境，AGV小车必须经受夏日寒冬的考验，实际运送过程中的震动等多方面外界因素，ZLG经过多年的项目实战经验积累，希望通过对嵌入式硬件和软件系统的深度理解，在产品开发中，助力客户专注自己的核心域，增强产品竞争力。