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一种基于RFIDAGV电磁导引新方式摘要：针对传统电磁导引方式存在的缺陷，本文提出双线轨道和节点RFID导向方法，进一步降低地面和系统成本，提高了路径设计及更改的灵活性。 关键词：AGV、电磁导引、双线轨道、RFID导向、物联网 按照导引方式分类，AGV可以分为电磁导引、激光导引和视觉导引等方式。实验和应用表明，电磁导引具有高性价比、地面平整等优点。但是路径难以更改，轨道布设繁琐，成为制约其普及的因素。本文提出的方式旨在改善这一问题。 近年来，物联网概念火热，RFID作为物联网中的核心技术，有着巨大的应用和发展前景。本文将展望AGV系统在未来物联网中的使用方式和优点。 典型电磁导引方式 电磁导引一般是在地面下沿预先设定的行驶路径埋设电线，当高频电流流经导线时，导线周围产生电磁场。AGV上左右对称安装两个电磁传感器，所接受电磁信号的强度差异可以反映车辆偏离路径的程度。 图1为典型电磁导引方式示意图。其中共有1～10号磁钢定位点：1、2、3、4、8、9、10号磁钢所在的环路交流频率为f1：1、2、3、5、6、7、8、9、10号磁钢所在环路交流频率为f2。AGV在确定路线以后，通过选择对应路线上的频率实现节点导向。通常AGV是顺时针或逆时针单向运行的。 磁钢起定位作用，小车在检测到不同磁钢时定位并执行相应任务。可以将不同位置磁钢定义为等待指令点、加速点、减速点、选频点等。 电磁制导采用这种方式得到了广泛的应用，但仍然存在轨道布置繁琐、路径更改困难等局限性。如果工位数量较多，则轨道设计更加复杂。 新导引方案 为了较好地解决传统电磁导引方式存在的问题，在研究中采用了双线轨道布设和节点RFID导向方式，并根据需求设计了AGV小车。 1、AGV结构设计 AGV的结构采用图2所示的前轮差速驱动的形式。 RFID读写器、电磁传感器组和霍尔元件依次按照顺序排列。AGV控制系统中含有电机控制设备，确保前轮转速 致和稳定。当电磁传感器靠近电磁导引线时，检测到的交流信号增强，反之减弱。电磁传感器组不断感应电磁信号，计算并修正AGV与电磁导引线的相对位置。 2、双线轨道 对于选频电磁导引方式，由于每个环路上通有不同频率，通过不同频率环路交叠实现AGV路径转移。如果根据实际生产需求情况，要使用多个闭环路、多个频率实现AGV的路径转移，则不论对于AGV车身系统成本还是对于地面成本都将明显上升。双线轨道方式可以将所有工位点连接起来，路径设置可以依据实际情况灵活选择。地面只需要一台或几台同频率发生器，轨道上电磁信号强弱基本相同。 单导引线的演变过程如图3所示。其中，A到B为主干道，在A、B的两侧有C、D两个工位。通过在A、B中间拉线引出路径至C与D。如果有更多工位，在B的右侧还有E、G、F3个工位，则可以通过从B点引出新的双线轨道。由此可见，根据实际调度量需求和每个工位的物流范围等实际情况，轨道可以灵活设计。 由于该方式中一条轨道／路径由两根电流相反的电磁导线引导，存在电磁信号部分抵消情况。利用双导线的外侧信号导引，电磁传感器探测到的信号强度显然与信号源功率、双线之间距离以及电磁探测器的放大倍数等因素有关。实验证明，该方式与普通单线引导一样有效。 根据上面的方法，设置了如图4所示路径。该路径适用于流水线生产物流系统、仓储系统、医院病房、图书馆等场所。作为具有典型意义的路径，其能够满足现代工业生产及事业单位中对AGV路径的基本需求。 该路径连接6个工位，在每个工位及节点置有RFID标签。双线轨道方式能够保持电磁制导成本低、地面整洁的特点，同时进一步降低地面费用、AGV控制系统费用，并提高路径铺设的灵活性。 3、节点RFID导向 研究中，在节点及工位铺殴S50标签。该标签数据保存期达10年，可无限次读和近10万次写；具有8K位EEPROM；成本极低，可维护性好，便于整个系统的使用和维护。 当AGV通过电磁导引到达节点时，读写器首先读取标签中保存的位置信息。控制系统规划下一条路径并向主控机提出请求，主控机批准则继续前行，不批准则等待主控机指示。AGV在到达每个节点时都进行下一步规划。 图5为AGV节点RFID导向示意图。AGV检测到减速点磁钢时减速，并准备读取RFID标签。当RFID检测到标签时，读取信息，通过一系列处理获取下一步动作信息。若下一步动作信息为转向或直行，则AGV完成规定动作，并时刻比较两侧电磁感应传感器获得的信号。在转弯或直行完成后，下一个加速／减速磁钢将加速离开。 控制和调度系统 1、AGV控制及定位 根据图4所示的路径图，将该方案置于轿车总装线应用背景下，其空间布局如图6所示。以x