夜光：车载通讯系统详细设计 (一)

夜光序言：

我想做一百件事来留住你，但其实我做一千件也留不住你。更让我难过的是我连一件事也做不了，只能在平淡无味的生活的间隙里，想一想，你此时在做什么呢。

正文：

AGV 物流与仓储智能化系统中，信息的交互是非常重要的。

地面控制系统与 AGV 小车都需要通过车载通讯系统从激光头获取到小车实时的定位信息，车载通讯系统作为整个系统的中枢神经为各子系统进行数据信号传输工作，较好的实时性与可靠性可以使地面控制系统准确的对 AGV 进行监控与调度。

微微一笑，研究的 AGV 车载通讯系统因为对实时性要求较高，且需要对底层进行操作，故采用 C++作为软件的开发语言，软件开发环境为 Visio Studio 2008。系统运行的硬件载体为车载 PC 机，在普通 PC 机上亦可运行，其软件运行平台是Windows XP 32 位操作系统。对于系统平台而言，现在分为两种形式，一种是 C/S（客户端 /服务器）体系结构，一种是 B/S（浏览器/服务器）结构体系。

由于本系统所作用场合多为工厂形式，对系统实时性要求较高，所通信网络为局域网（WLAN）形式等，因而采用 C/S 体系结构，车载通讯系统作为客户端存在

车载通讯系统功能结构设计

本文实现的车载通讯系统软件，通讯功能是其核心模块，通讯对象主要有激光头，车载 PLC，地面控制系统。与地面控制系统利用 WLAN 远程通信，与激光头和 PLC 采用有线连接。

通讯模型如图：

根据通信对象不同，将系统通信功能划分为三个模块，采用多线程工作方式，同时与三者进行数据通信。

在完成通信功能的前提下，系统也应具备系统日志、人机界面等辅助功能，保证系统功能的完善性以及良好的人机交互。在分析系统功能需求的基础上，终完成车载无线通讯系统软件功能的设计，其功能结构如图

（1）系统日志系统日志负责记录并显示系统工作期间软硬件和系统的错误信息，并对系统运行期间触发的部分事件进行监听。用户可以通过它来检查错误发生的原因，定位到具体程序代码处，并予以维护。

（2）地图信息处理车载通讯系统中含有一份与地面控制系统中完全相同的电子地图文件，电子地图文件由地面控制系统根据工厂实际环境绘制并维护。车载通讯系统可根据地面控制系统发送过来的路径指令，根据特定方式解析电子地图文件，提取相关信息，处理之后发送给车载 PLC 控制器。

（3）配置信息管理车载通讯系统要完成与各通信对象的链接，还需要用户预先设置一些特定信息，这些信息都包含在配置文件内，包括小车 ID、激光头 IP 地址与端口号、车载控制器 NetID、电子地图文件名等等。

系统通过特定方式从配置文件中读取相关配置信息，满足系统初始化需求。同时用户在手动模式下可以通过人机界面手动修改配置文件内信息。

（4）数据管理由于系统对实时性的要求，并未采用数据库管理数据，而是通过建立共享的数据容器来存储不同的数据。数据管理模块将对数据的操作封装成接口，以供其它模块调用，同时使用自动锁技术保持线程间的互斥。

（5）激光头通讯模块负责与激光头进行通讯，主要包括激光头参数的配置工作，AGV 车体实时定位信息的获取、管理与解析工作等。

（6）PLC 通讯模块负责与 PLC 进行通讯，接收 PLC 的请求与异常信息，并完成相关操作。同时根据地面控制系统下发的指令，从 PLC 获取小车运行状态信息，向 PLC 下发路径信息等。并将从激光头获取到的实时定位信息发送给 PLC。

（7）地面通讯模块负责与地面控制系统的通讯，接收各种指令数据包并进行解析，管理，执行相应操作。将激光头实时定位信息，以及 AGV 的运行状态，异常信息等数据反馈给地面控制系统。

（8）人机界面人机界面采用 9 寸的工控触摸屏,连接在车体 X86 工控主板上,还配备相应状态信号指示灯等。自动模式下用户可以根据显示信息实时了解 AGV 的状态，如运行方向、速度、是否出现故障等信息，保证 AGV 安全可靠运行。

车载通讯系统通过人机界面显示 AGV 当前的工作状态，手动模式下用户可通过界面修改 AGV 的运行参数，下达运行指令。同时当车载系统出现故障或无法与上位机通讯时，需要开启手动模式进行调试。