通用型自动导引运输车控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通用型自动导引运输车控制系统，包括分别与控制单元连接的导航模块单元、电源单元、位置卡RFID模块单元、人机界面、防撞系统、执行单元、无线通信单元，所述电源单元通过电力电子转换对其它各单元进行供电，控制单元通过检测导航模块单元、防撞系统、位置卡RFID模块单元的信息对报警系统、执行单元进行控制，同时通过人机界面的操作实现对整个系统的显示与设置。本发明专利技术能够适应各种类型自动导引运输车，稳定可靠的与系统中其他模块进行通信，并为后期功能的更新提供足够的接口，使自动导引运输车能够安全工作或自动进入充电区域进行充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业控制
，特别是一种通用型自动导引运输车控制系统。
技术介绍
随着越来越多的生产制造企业着眼于提高企业核心竞争力，逐步摒弃传统的生产方式和设备，采用智能机器人、无人搬运车作为替代物，大大提高了企业生产效率，降低生产成本。通用型自动导引运输车控制系统的设计可以使大专院校及中学的学生了解这种新型自动导引运输车在实际自动化企业应用过程的开发和设计,同时也可应用于实际工业场合。目前传统的教学手段无法很好的解决理论与实践脱节现象，教学过程中不能很好的突出教学重点、突破教学难点，教学效果的实时检测能力较差，也无法很好的解决当前教学和实训内容与行业企业需求相差甚远的矛盾。传统的自动导引运输车是使用PLC作为主控制器实现的，但PLC成本高、数据存储和图形显示功能不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稳定可靠的通用型自动导引运输车控制系统，使自动导引运输车能够安全工作或自动进入充电区域进行充电。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种通用型自动导引运输车控制系统，包括分别与控制单元连接的导航模块单元、电源单元、位置卡RFID模块单元、人机界面、防撞系统、执行单元、无线通信单元，所述电源单元通过电力电子转换对其它各单元进行供电，控制单元通过检测导航模块单元、防撞系统、位置卡RFID模块单元的信息对报警系统、执行单元进行控制，同时通过人机界面的操作实现对整个系统的显示与设置。进一步地，所述控制单元包括电源转换单元、升压电路单元、电压检测单元、输入输出单元、状态显示单元、单片机系统和通信单元，所述升压电路单元与外部执行单元相连，单片机控制升压电路的模拟量输出得到电机驱动信号，实现对电机转速与转向的控制，其中升压电路单元通过D/A芯片和放大器实现指定范围电压输出；电源转换单元与单片机相连，为单片机和其他工作单元供电；电压检测单元通过分压法将输入电压转换到所需的电压范围，然后通过单片机的AD输入端口采集转换后的电压；输入输出单元包括带隔离的低边输入单元、高边输出单元，单片机与带隔离的低边输入单元相连接，在外部有低边信号输入时单片机根据输入信号的类型做出相应的处理，同时隔离开外部信号对单片机引脚的干扰；单片机与高边输出单元相连接，通过单片机控制实现24V的高电平输出；通信单元配有防静电单元以防止外部静电对通信接口的影响；单片机与状态显示单元相连接，通过单片机控制系统指示灯的闪烁情况来实现对不同的状态的提示；单片机还与通信单元相连接，通过通信单元与人机界面、位置卡RFID模块单元和无线传输模块进行通信。进一步地，所述升压电路单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第一D/A转换芯片、第一集成运放；第一端子、第一电阻的一端接+5V电源，第一电阻的另一端接第一D/A转换芯片的2端；第二电阻的一端接+5V电源，第二电阻的另一端接第一D/A转换芯片的3端；第三电阻的一端接+5V电源，第三电阻的另一端接第一D/A转换芯片的4端；第四电阻的一端接+5V电源，第四电阻的另一端接第一D/A转换芯片的5端；第一电容的一端接第一D/A转换芯片的1端，第一电容的另一端接地；第一D/A转换芯片的1端接+5V，第一D/A转换芯片的2端接单片机的PB4，第一D/A转换芯片的3端接单片机的PB3，第一D/A转换芯片的4端接单片机的PB5，第一D/A转换芯片的5端接单片机的PB7，第一D/A转换芯片的7端接地，第一D/A转换芯片的8端接七电阻的一端,七电阻的另一端接第一集成运放的3端；第五电阻的一端接地，第五电阻的另一端接第一集成运放的2端；第六电阻的一端接第一集成运放的2端，第六电阻的另一端接第一集成运放的1端；第一集成运放的4端接+5V电源，第一集成运放的11端接地，第一集成运放的5端接第一集成运放的1端，第一集成运放的6端接第一集成运放的7端，第一集成运放[U8]的7端接第一端子的1端。进一步地，所述电压检测单元包括第八电阻、第九电阻、第二电容、第二集成运放，第八电阻的一端接24V电源输入，第八电阻的另一端接第二集成运放的1端；第九电阻的一端接地，第九电阻的另一端接第二集成运放的1端；第二电容的一端接第二集成运放的5端，第二电容的另一端接第二集成运放的2端；第二集成运放的4端接到单片机的AD输入口PA1。优选地，所述单片机的型号为STM32F103ZET6。进一步地，所述通信单元配有防静电单元以防止外部静电对通信接口的影响，其中通信单元包括MAX3485、MAX3232和TJA1050，防静电单元采用SMAJ7.0CA和SMAJ15CA两种不同类型的TVS管，包括第一端子、第二端子、第一双向TVS管、第二双向TVS管、第三双向TVS管、第四双向TVS管、第五双向TVS管；所述RS485的B端即RS485B1、RS485的A端即RS485A1分别接到所述MAX3485的两个端口，RS232的发送端即RS232_TX1、RS232的接收端即RS232_RX1分别接到所述MAX3232的两个端口；所述第一端子的1端接RS485的B，第一端子的2端接RS485的A端；第一双向TVS管的一端接地，第一双向TVS管的另一端接第一端子的1端；第二双向TVS管的一端接地，第二双向TVS管的另一端接第一端子的2端；第三双向TVS管的一端接第一端子的1端，第三双向TVS管的另一端接第一端子的2端；第二端子的3端接RS232的发送端，第二端子的2端接RS232的接收端，第二端子的1端接地；第四双向TVS管的一端接地，第四双向TVS管的另一端接第二端子的3端；第五双向TVS管的一端接地，第五双向TVS管的另一端接第二端子的2端。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)可以适应各种类型自动导引运输车，稳定可靠的与系统中其他模块进行通信，并为后期功能的更新提供足够的接口；(2)采用友好的人机界面，通过Modbus与控制系统进行通信，实现自动导引运输车系统的各项参数的设置与显示，及系统错误的提示与报警；(3)实时诊断电池的电压情况，进行声光报警，并实时切断执行机构，使自动导引运输车能够安全工作或自动进入充电区域进行充电；(4)通信接口配有静电保护电路提高接口电路的稳定性、可靠性，并且有效地将控制器与外界输入输出隔离，防止外部对控制器造成的干扰。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1是本专利技术通用型自动导引运输车控制系统的结构示意图。图2是控制器硬件示意图。图3是电压升压电路图。图4是电压检测电路图。图5是防静电模块电路图。具体实施方式结合图1，本专利技术提出一个通用型自动导引运输车控制系统，通过与外部模块之间的数据通信，获取道路信息、障碍物信息及外部控制指令等来对报警系统、执行机构、人机界面进行相应的控制。该系统具体包括分别与控制单元连接的导航模块单元、电源单元、位置卡RFID模块单元、人机界面、防撞系统、执行单元、无线通信单元，所述电源单元通过电力电子转换对其它各单元进行供电，控制单元通过检测导航模块单元、防撞系统、位置卡RFID模块单元的信息对报警系统、执行单元进行控制，同时通过人机界面的操作实现对整个系统的显示与设置。结合图2，所述控制单元包括电源转换单元、升压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用型自动导引运输车控制系统，其特征在于，包括分别与控制单元连接的导航模块单元、电源单元、位置卡RFID模块单元、人机界面、防撞系统、执行单元、无线通信单元，所述电源单元通过电力电子转换对其它各单元进行供电，控制单元通过检测导航模块单元、防撞系统、位置卡RFID模块单元的信息对报警系统、执行单元进行控制，同时通过人机界面的操作实现对整个系统的显示与设置。

【技术特征摘要】
1.一种通用型自动导引运输车控制系统，其特征在于，包括分别与控制单元连接的导航模块单元、电源单元、位置卡RFID模块单元、人机界面、防撞系统、执行单元、无线通信单元，所述电源单元通过电力电子转换对其它各单元进行供电，控制单元通过检测导航模块单元、防撞系统、位置卡RFID模块单元的信息对报警系统、执行单元进行控制，同时通过人机界面的操作实现对整个系统的显示与设置。2.根据权利要求1所述的通用型自动导引运输车控制系统，其特征在于，所述控制单元包括电源转换单元、升压电路单元、电压检测单元、输入输出单元、状态显示单元、单片机系统和通信单元，所述升压电路单元与外部执行单元相连，单片机控制升压电路的模拟量输出得到电机驱动信号，实现对电机转速与转向的控制，其中升压电路单元通过D/A芯片和放大器实现指定范围电压输出；电源转换单元与单片机相连，为单片机和其他工作单元供电；电压检测单元通过分压法将输入电压转换到所需的电压范围，然后通过单片机的AD输入端口采集转换后的电压；输入输出单元包括带隔离的低边输入单元、高边输出单元，单片机与带隔离的低边输入单元相连接，在外部有低边信号输入时单片机根据输入信号的类型做出相应的处理，同时隔离开外部信号对单片机引脚的干扰；单片机与高边输出单元相连接，通过单片机控制实现24V的高电平输出；通信单元配有防静电单元以防止外部静电对通信接口的影响；单片机与状态显示单元相连接，通过单片机控制系统指示灯的闪烁情况来实现对不同的状态的提示；单片机还与通信单元相连接，通过通信单元与人机界面、位置卡RFID模块单元和无线传输模块进行通信。3.根据权利要求2所述的通用型自动导引运输车控制系统，其特征在于，所述升压电路单元包括第一电阻[R3]、第二电阻[R4]、第三电阻[R5]、第四电阻[R6]、第五电阻[R29]、第六电阻[R14]、第七电阻[R139]、第一电容[C27]、第一D/A转换芯片[U7]、第一集成运放[U8]；第一端子[JD2]、第一电阻[R3]的一端接+5V电源，第一电阻[R3]的另一端接第一D/A转换芯片[U7]的2端；第二电阻[R4]的一端接+5V电源，第二电阻[R4]的另一端接第一D/A转换芯片[U7]的3端；第三电阻[R5]的一端接+5V电源，第三电阻[R5]的另一端接第一D/A转换芯片[U7]的4端；第四电阻[R6]的一端接+5V电源，第四电阻[R6]的另一端接第一D/A转换芯片[U7]的5端；第一电容[C27]的一端接第一D/A转换芯片[U7]的1端，第一电容[C27]的另一端接地；第一D/A转换芯片[U7]的1端接+5V，第一D/A转换芯片[U7]的2端接单片机的PB4，第一D/A转换芯片[U7]的3端接单片机的PB3，第一D/A转换芯片[U7]的4端接单片机的PB5，第一D/A转换芯片[U7]的5端接单片机的PB7，第一D/A转换芯片[U7]的7端接地，第一D/A转换芯片[U7]的8端接七电阻[R139]的一端,七电阻[R139]的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐银银，胡迪，戚志东，徐胜元，何永康，薛长森，徐民强，戈卫平，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32