RPN全稱是RegionProposalNetwork，Region

Proposal的中文意思是“區域選取”，也就是“提取候選框”的意思，所以RPN就是用來提取候選框的網絡；1.RPN的意義RPN第一次出現在世人眼中是在FasterRCNN這個結構中，專門用來提取候選框，在RCNN和FastRCNN等物體檢測架構中，用來提取候選框的方法通常是SelectiveSearch，是比較傳統的方法，而且比較耗時，在CPU上要2s一張圖。所以作者提出RPN，專門用來提取候選框，一方面RPN耗時少，另一方面RPN可以很容易結合到FastRCNN中，稱為一個整體。RPN的引入，可以說是真正意義上把物體檢測整個流程融入到一個神經網絡中，這個網絡結構叫做FasterRCNN；FasterRCNN=RPN+FastRCNN圖1FasterRCNN的整體結構我們不難發現，RPN在整個FasterRCNN中的位置，處于中間部分；2.RPN的運作機制我們先來看看FasterRCNN原文中的圖：圖2RPN的結構圖2展示了RPN的整個過程，一個特征圖經過slidingwindow處理，得到256維特征，然后通過兩次全連接得到結果2k個分數和4k個坐標；相信大家一定有很多不懂的地方；我把相關的問題一一列舉：RPN的input特征圖指的是哪個特征圖？為什么是用slidingwindow？文中不是說用CNN么？256維特征向量如何獲得的？2k和4k中的k指的是什么？圖右側不同形狀的矩形和Anchors又是如何得到的？首先回答第一個問題，RPN的輸入特征圖就是圖1中FasterRCNN的公共FeatureMap，也稱共享FeatureMap，主要用以RPN和RoIPooling共享；對于第二個問題，我們可以把3x3的slidingwindow看作是對特征圖做了一次3x3的卷積操作，最后得到了一個channel數目是256的特征圖，尺寸和公共特征圖相同，我們假設是256x（HxW）。對于第三個問題，我們可以近似的把這個特征圖看作有HxW個向量，每個向量是256維，那么圖中的256維指的就是其中一個向量，然后我們要對每個特征向量做兩次全連接操作，一個得到2個分數，一個得到4個坐標，由于我們要對每個向量做同樣的全連接操作，等同于對整個特征圖做兩次1x1的卷積，得到一個2xHxW和一個4xHxW大小的特征圖，換句話說，有HxW個結果，每個結果包含2個分數和4個坐標；圖3問題1，2，3的解答描述圖這里我們需要解釋一下為何是2個分數，因為RPN是提候選框，還不用判斷類別，所以只要求區分是不是物體就行，那么就有兩個分數，前景（物體）的分數，和背景的分數；

我們還需要注意：4個坐標是指針對原圖坐標的偏移，首先一定要記住是原圖；

此時讀者肯定有疑問，原圖哪里來的坐標呢？這里我要解答最后兩個問題了：首先我們知道有HxW個結果，我們隨機取一點，它跟原圖肯定是有個一一映射關系的，由于原圖和特征圖大小不同，所以特征圖上的一個點對應原圖肯定是一個框，然而這個框很小，比如說8x8，這里8是指原圖和特征圖的比例，所以這個并不是我們想要的框，那我們不妨把框的左上角或者框的中心作為錨點（Anchor），然后想象出一堆框，具體多少，聰明的讀者肯定已經猜到，K個，這也就是圖中所說的Kanchorboxes（由錨點產生的K個框）；換句話說，HxW個點，每個點對應原圖有K個框，那么就有HxWxk個框默默的在原圖上，那RPN的結果其實就是判斷這些框是不是物體以及他們的偏移；那么K個框到底有多大，長寬比是多少？這里是預先設定好的，共有9種組合，所以k等于9，最后我們的結果是針對這9種組合的，所以有HxWx9個結果，也就是18個分數和36個坐標；圖4問題4，5的解答描述圖3.RPN的整個流程回顧圖5RPN整個流程最后我們再把RPN整個流程走一遍，首先通過一系列卷積得到公共特征圖，假設他的大小是Nx16x16，然后我們進入RPN階段，首先經過一個3x3的卷積，得到一個256x16x16的特征圖，也可以看作16x16個256維特征向量，然后經過兩次1x1的卷積，分別得到一個18x16x16的特征圖，和一個36x16x16的特征圖，也就是16x16x9個結果，每個結果包含2個分數和4個坐標，再結合預先定義的Anchors，經過后處理，就得到候選框；整個流程如圖5。區域推薦網絡RPNRPN的實現方式：在conv5-3的卷積featuremap上用一個n*n的滑窗（論文中作者選用了n=3，即3*3的滑窗）生成一個長度為256（對應于ZF網絡）或512（對應于VGG網絡）維長度的全連接特征.然后在這個256維或512維的特征后產生兩個分支的全連接層：(1)reg-layer,用于預測proposal的中心錨點對應的proposal的坐標x，y和寬高w，h；(2)cls-layer，用于判定該proposal是前景還是背景.slidingwindow的處理方式保證reg-layer和cls-layer關聯了conv5-3的全部特征空間.事實上，作者用全連接層實現方式介紹RPN層實現容易幫助我們理解這一過程，但在實現時作者選用了卷積層實現全連接層的功能.(3)個人理解：全連接層本來就是特殊的卷積層，如果產生256或512維的fc特征，事實上可以用Num_out=256或512,kernel_size=3*3,stride=1的卷積層實現conv5-3到第一個全連接特征的映射.然后再用兩個Num_out分別為2*9=18和4*9=36，kernel_size=1*1，stride=1的卷積層實現上一層特征到兩個分支cls層和reg層的特征映射.(4)注意：這里2*9中的2指cls層的分類結果包括前后背景兩類，4*9的4表示一個Proposal的中心點坐標x，y和寬高w，h四個參數.采用卷積的方式實現全連接處理并不會減少參數的數量，但是使得輸入圖像的尺寸可以更加靈活.在RPN網絡中，我們需要重點理解其中的anchors概念，Lossfucntions計算方式和RPN層訓練數據生成的具體細節.

Anchors:字面上可以理解為錨點，位于之前提到的n*n的slidingwindow的中心處.對于一個slidingwindow,我們可以同時預測多個proposal，假定有k個.k個proposal即k個referenceboxes，每一個referencebox又可以用一個scale，一個aspect_ratio和slidingwindow中的錨點唯一確定.所以，我們在后面說一個anchor,你就理解成一個anchorbox或一個referencebox.作者在論文中定義k=9，即3種scales和3種aspect_ratio確定出當前slidingwindow位置處對應的9個referenceboxes，4*k個reg-layer的輸出和2*k個cls-layer的score輸出.對于一幅W*H的featuremap,對應W*H*k個錨點.所有的錨點都具有尺度不變性.Lossfunctions:在計算Loss值之前，作者設置了anchors的標定方法.正樣本標定規則：1)

如果Anchor對應的referencebox與groundtruth的IoU值最大，標記為正樣本；2)

如果Anchor對應的referencebox與groundtruth的IoU>0.7，標記為正樣本.事實上，采用第2個規則基本上可以找到足夠的正樣本，但是對于一些極端情況，例如所有的Anchor對應的referencebox與groudtruth的IoU不大于0.7,可以采用第一種規則生成.3)

負樣本標定規則：如果Anchor對應的referencebox與groundtruth的IoU<0.3，標記為負樣本.4)

剩下的既不是正樣本也不是負樣本，不用于最終訓練.5)

訓練RPN的Loss是有classificationloss（即softmaxloss）和regressionloss（即L1loss）按一定比重組成的.計算softmaxloss需要的是anchors對應的groundtruth標定結果和預測結果，計算regressionloss需要三組信息：

i.

預測框，即RPN網絡預測出的proposal的中心位置坐標x,y和寬高w,h；

ii.

錨點referencebox:

之前的9個錨點對應9個不同scale和aspect_ratio的referenceboxes，每一個referenceboxes都有一個中心點位置坐標x_a,y_a和寬高w_a,h_a；iii.

groundtruth:標定的框也對應一個中心點位置坐標x*,y*和寬高w*,h*.因此計算regressionloss和總Loss方式如下：

RPN訓練設置：(1)在訓練RPN時，一個Mini-batch是由一幅圖像中任意選取的256個proposal組成的，其中正負樣本的比例為1：1.(2)如果正樣本不足128，則多用一些負樣本以滿足有256個Proposal可以用于訓練，反之亦然.(3)訓練RPN時，與VGG共有的層參數可以直接拷貝經ImageNet訓練得到的模型中的參數；剩下沒有的層參數用標準差=0.01的高斯分布初始化.A*算法概述A*算法是一種啟發式搜索，它的實現方法利用估價函數F(N)找出最接近目標狀態的狀態，再去搜索，搜索方式類似廣度優先搜索。其特點如圖： 黑點就是我們當前已經搜索到的狀態，白點（即T點）為目標狀態，那么我們就應當選取離T點最接近的點，即A點，先進行擴展最為合適。而在上圖中，各條路徑從S點到T點的“距離”的計算，即估價函數，就是A*算法的核心。估價函數F(N)=G(N)+H(N)。其中G(N)是起始節點S到任意節點N的最佳路徑的實際代價G*(N)的估算值(G(N)>=G*(N))，由于我們的搜索一般是正向的，即搜索到N時G*(N)已經被計算出來了，所以一般情況下可以認為G(N)=G*(N)。H(N)是從任意節點N到目標結點T的最佳路徑的實際代價H*(N)的估算值(H(N)<=H*(N))，被稱為啟發函數。當H(N)=0時，此搜索就是廣度優先搜索。啟發函數H(N)在A*算法中的作用最為重要，它不是一個固定的算法，不同的問題，其啟發函數也一般不同。對于一個正確的A*算法，必須滿足：H(N)小于結點N到目標結點T的實際代價，即(H(N)<=H*(N))。任意節點N的擴展結點M，必定滿足F(M)>=F(N)。A*算法的實現對于A*算法，很明顯每次擴展結點都應當選擇F值盡可能小的待擴展結點進行搜索。可以看出，待擴展結點的變化是動態的，對某個節點擴展之后，此節點不再是待擴展結點，并且會得到新的待擴展結點。因此我們可以用堆進行實現。我們可以對待擴展結點按照小根堆的模式建堆，每次取出代價最小的結點，維護堆，然后插入擴展結點，維護堆。當堆空時，若依舊無法找到目標結點，則搜索無結果(沒有結點可以繼續擴展)。八數碼問題【題目】在一個3*3的矩陣中有數碼1~8的8個滑牌，矩陣中存在一個空位，用0表示，任意一個滑牌都可以移動到相鄰的空位。現在給出一個當前狀態，一個目標狀態，要求輸出最小移動步數和每一個移動步驟。如果無法達到目標狀態，輸出-1。【輸入樣例】123456780123456708【輸出樣例】1123456780123456708【題目分析】對于這個問題，很明顯G(N)就是起始狀態到當前狀態的步數，問題就是H(N)如何處理。由于需要滿足H(N)<=H*(N)，所以我們可以把當前狀態和目標狀態的相差個數作為H(N)。另外，八數碼的每一個狀態都可以看成排列，所以可以用康托展開式壓縮狀態。【代碼】//A*算法八數碼問題#include<iostream>#include<string.h>#definebase99999999usingnamespacestd;structX{intnow,x,s;//分別存儲當前狀態，康托展開式編號，0的位置}p[37000];structXtmp,d;//總狀態數為9!=362880inth[370000]={0},g[370000]={0};//判重+記錄到某種狀態的H(N),G(N)intall=0,now[9]={0},end[9]={0};//分別記錄待擴展節點數，當前狀態，目標狀態boolin_[370000]={0};//表示某個結點是否在堆內intcantor(ints[])//用康托展開式壓縮{intnum=0,i=0,j=0,b=0;for(i=8;i>=1;--i){b=s[i];for(j=8;j>i;--j)if(s[j]<s[i])--b;num+=b;num*=i;}returnnum;}intcps(ints[])//壓縮狀態{inti=0,num=0;for(i=0;i<9;++i)num=num*10+s[i];returnnum;}voiddcp(intnum,ints[])//解壓狀態{inti=0;for(i=8;i>=0;--i)s[i]=num%10,num/=10;return;}inth_(ints[])//啟發函數H（N）{inti=0,num=0;for(i=0;i<9;++i)if(s[i]!=end[i])++num;returnnum;}voidinit(){inti=0;chara=0;memset(g,-1,sizeof(g));memset(h,-1,sizeof(h));for(i=0;i<9;++i){cin>>now[i];if(now[i]==0)p[1].s=i;}for(i=0;i<9;++i)cin>>end[i];p[1].x=cantor(&now[0]);p[1].now=cps(&now[0]);g[p[1].x]=0;h[p[1].x]=h_(&now[0]);in_[p[1].x]=1;all=1;}voidmtd(intx)//維護堆{intd=x;if(x*2<=all&&g[p[x*2].x]+h[p[x*2].x]<g[p[d].x]+h[p[d].x])d=x*2;if(x*2+1<=all&&g[p[x*2+1].x]+h[p[x*2+1].x]<g[p[d].x]+h[p[d].x])d=x*2+1;if(d!=x){tmp=p[x],p[x]=p[d],p[d]=tmp;mtd(d);}}voidmtu(intx)//維護堆{while(x>1&&g[p[x].x]+h[p[x].x]<g[p[x/2].x]+h[p[x/2].x])tmp=p[x],p[x]=p[x/2],p[x/2]=tmp,x/=2;}voidTry(intstep){intnum=cantor(&now[0]);if(g[num]==-1||g[num]>g[d.x]+1){g[num]=g[d.x]+1;if(in_[num]==0){++all;if(h[num]==-1)h[num]=h_(&now[0]);p[all].x=num,p[all].now=cps(&now[0]),p[all].s=step;mtu(all);in_[num]=1;}}return;}voidA_(){inttemp=0;while(all>=1){if(h[p[1].x]==0){cout<<h[p[1].x]+g[p[1].x]<<"\n";return;}d=p[1],p[1]=p[all],--all;//取出堆頂結點mtd(1);in_[d.x]=0;dcp(d.now,&now[0]);if(d.s>2){temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s-3],now[d.s-3]=temp;Try(d.s-3);temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s-3],now[d.s-3]=temp;}if(d.s%3!=0){temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s-1],now[d.s-1]=temp;Try(d.s-1);temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s-1],now[d.s-1]=temp;}if((d.s+1)%3!=0){temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s+1],now[d.s+1]=temp;Try(d.s+1);temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s+1],now[d.s+1]=temp;}if(d.s<6){temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s+3],now[d.s+3]=temp;Try(d.s+3);temp=now[d.s],now[d.s]=now[d.s+3],now[d.s+3]=temp;}}cout<<"-1\n";return;}intmain(){freopen("input.in","r",stdin);freopen("output.out","w",stdout);init();A_();return0;}養殖場常規監控養殖場內監控攝像機主要有網絡槍機和網絡球機2種類型，網絡槍機一般為定焦鏡頭，用于固定視場角監控；網絡球機為變焦鏡頭，360°旋轉變倍看細節。網絡槍機主要布設在養殖場內主干道、主要建筑及圈舍內部（每個角落各1個）看全景，對畜禽動物個體日常生活、飲食、排泄、防疫等過程和進出重要區域的人員、車輛行為活動進行跟蹤拍攝并記錄。網絡球機主要布設在雞舍內（中間位置），查看室內高清畫面，隨時掌握畜禽群體生活狀況，并可根據實際需要變倍看細節，全面了解蛋雞的飲食狀況、休息狀態、產出（蛋）過程等情況。養雞場（籠養）前端點位部署圖前端設備依據功能的不同其安裝位置也有不同的要求，主要部署在雞舍及養殖基地制高點等場所。在雞舍內的人員通道拐角處部署星光槍機，可實時監控工作人員活動情況，也便于能快速發現異常。在工廠化雞舍走道中央棚頂布設軌道機（或地面移軌），再搭載黑光球，可實現遠程對雞籠內雞個體的移動觀測，觀察是否存在異樣，盡早發現病雞、死雞個體，避免疾病范圍的擴大。在圈舍內部署空氣溫濕度、CO2濃度、H2S濃度、NH3濃度、PM2.5、噪聲等環境傳感器，可接入前端攝像機（接口數量較少），也可接入動環主機。熱成像測溫通過在巡檢機器人上部署熱成像儀，對蛋雞的雞體溫度進行精確測溫，主要實現以下功能：溫度監測在雞舍整個雞群生長環境下，支持測量一個區域內的最高溫，最低溫，同時可以設定溫度閥值進行溫度報警聯動。支持兩檔測溫范圍：檔位一：-20℃~150℃；檔位二：0℃~550℃；測溫精度可達±2℃或讀數的±2%（取最大值）。當有蛋雞溫度過高或過低，可通過查看畫面進行復核，及時減少病雞、死雞的產生。全屏對比溫差識別通過前后抓圖對比判斷是否發生溫度突變，發現突變則產生報警。無需設置測溫框，可節省人工標定，操作簡單，易用性更高。雙光譜同屏顯示在一臺工作站的顯示器上能實時同時顯示紅外以及可見光圖像（并且不改變圖像的原始分辨率）。同時，用戶也可以通過同一臺工作站，在兩臺顯示器上對多臺紅外熱像位與可見光攝像機的全分辨率圖像進行實時顯示、操作與溫度數據分析，即在一臺顯示器上顯示上述監控畫面，同時在另一臺顯示器上分析指定的圖像與溫度數據，并與現有的視頻監控系統融合，集中存儲記錄。智能分析存儲智能分析存儲，即在設備接入NVR存儲，通過NVR接入平臺的同時，NVR對所接入的視頻進行實時或錄像的智能分析。IPC與NVR之間實現了直接對接，而直接對接模式一般采用底層協議而非SDK方式，更有利于提高接入效率；AI算法訓練平臺進行素材算法的訓練，并將訓練成果物導入至NVR中，實現圖像的智能分析。在算法訓練平臺上進行算法訓練（以雞糞識別為例），大致流程如圖所示：移動巡檢裝置性能指標蛋雞養殖機器人性能指標如下： 參數數值尺寸（mm）800×560×1960重量（kg）80速度（m/s）0~1材質全金屬結構運動方式無軌化防護等級IP55爬坡能力（°）5越障能力(mm)100涉水深度（cm）15定位精確（cm）≤1緊急停車距離（m）無連續巡檢時間（h）7信息傳輸距離（km）無監控系統無最小轉彎半徑（°）90工作環境要求工作環境環境要求地形條件無要求天氣無能見度（km無工作溫度（℃）-20～55工作相對濕度（%）無存儲環境（℃）無存儲環境相對濕度非凝結積雪高度（mm）無蛋雞養殖機器人系統架構系統大致包括如下幾個部分：機器人車載子系統、機器人本地監控后臺、智能機器人遠程集控后臺控制系統。機器人系統組成智能機器人序號部件名稱序號部件名稱(1)激光傳感設備(10)紅外熱成像儀(2)天線(11)可見光攝像儀(3)拾音設備(12)模式開關(4)云臺(13)電源開關(5)后碰撞設備(14)急停開關(6)超聲傳感設備(15)音箱(7)前碰撞設備(16)警示燈(8)夜間照明設備(17)手動充電接口(9)鏡頭蓋(18)風扇機器人充電房機器人具有實時電量檢測及雙向自動充電功能。充電方式采用電池與地面充電系統接觸式充電結合的供電方式。其中地面充電系統安裝于充電房內，充電房是機器人防風、避雨及非運行狀態下的停放處。蛋雞養殖采用室內充電模式需要在雞舍專門找位置安裝充電裝置。網絡通訊系統智能機器人的網絡架構，將智能巡檢機器人應用系統劃分為A）車載系統、B）本地監控系統、C）遠程監控系統三部分，系統架構圖如下圖所示：本地監控后臺智能機器人本地監控后臺包括服務器端和客戶端，一個服務器端支持多個客戶端同時連接，實現多人操作同一巡檢機器人。服務器與客戶端相互之間通過無線的通訊方式進行日常手動或定時的監控點巡視，并實時的獲取溫濕度，可見光視頻、聲音、熱成像圖像和溫度。數據通過系統可以生成相關的報警信息和統計記錄，方便操作人員進入數據的分析、管理與故障判斷并及時對異常情況進行報警以及控制機器人執行相關任務，以實現事故預防與應急處理。a)服務器端序號名稱作用1客戶端端口實現對客戶端服務的開啟與關閉2開啟服務按鈕開啟相應的服務3關閉服務按鈕關閉相應的服務4機器人服務實現對機器人服務的開啟與關閉5連接狀態顯示實時顯示與客戶端、機器人的鏈接狀態6服務日志顯示實時顯示與客戶端、機器人的服務日志b)客戶端序號名稱作用1環境狀態欄實時顯示環境溫度、濕度和風速信息2任務狀態實時顯示機器人任務狀態、任務名稱、當前巡檢點、已巡檢點數信息，其中任務狀態有正在充電，自動任務，手動控制，返回充電房幾種狀態3機器人狀態欄實時顯示機器人當前位置、機內溫度、電池電流、機器人速度、云臺水平位置、云臺垂直位置以及相機倍數信息4機器人控制欄實現對機器人車身的控制以及云臺的控制，具體見“機器人控制欄功能導航”5全局地圖實時顯示機器人位置、自動任務欲走路徑以及全局地圖信息。具有界面縮放、移動、手動定點巡檢、開啟追蹤等功能，具體見“全局地圖窗功能導航”6消息提示窗實時顯示系統消息、實時消息、報警信息，具有對消息進行分類篩選、定位等功能，具體見“消息提示窗功能導航”7視頻監控實時顯示可見光攝像機拍攝的視頻信息8紅外監控實時顯示熱成像儀采集的紅外視頻信息10實時監控標簽實時顯示環境數據、任務狀態、機器人本體狀態、機器人巡檢路徑、可見光視頻、紅外線視頻、各種消息以及控制機器人運動11統計信息標簽對傳感器采集的信息進行查看、分析與導出12任務管理標簽增加、刪除、運行、修改巡檢任務13地圖編輯標簽編輯RFID14系統設置標簽對智能機器人系統、軟件平臺進行相關設置15連接狀態顯示服務器與多個機器人的通信連接狀態，綠色表示已連接，紅色為斷開16語音對講左邊是麥克風，右邊是揚聲器（點擊可以分別實現開關切換）序號名稱作用1報警指示燈顯示報警3顯示屏顯示信息4狀態顯示燈顯示當前狀態5車身控制區對智能巡檢機器人車身進行控制6返航鍵一鍵返回充電房7模式鍵模式切換按鈕，具體有巡線模式、自由模式、裝卸模式系統框架介紹本機器人系統主要由控制中心（客戶端軟件）和機器人本體以及機器人充電房組成，控制中心和機器人本體間通過5.8GHz無線雙向通信（參見下圖）。控制中心為本系統的核心控制系統，機器人本體通過無線接收控制中心的命令及上傳采樣信息。機器人本體搭載激光，紅外相機，可見光相機，超聲波，碰撞開關等檢測設備和傳感器。當控制中心下達巡檢命令后，機器人利用自身的激光導航自主前往目的地進行巡檢并上傳可見光相機和紅外相機拍攝的圖片，機器人自身配置的超聲波模塊和碰撞開關可協助激光實現避障。機器人搭載的照明燈可以在光線不好的情況下提供照明，提高可見光相機拍照的質量，急停開關可實現機器人異常緊急停止，信號指示燈可實現異常情況的指示，拾音器可以準確的讀取音頻信息，喇叭可實現喊話功能，升降裝置可以實現對云臺的升降控制，更加靈活的讀取表計等信息。如果有需要，也可以從客戶端軟件打開可見光相機視頻對現場進行視頻監控。本機器人系統不僅可以通過控制中心控制，也可以通過無線手柄進行控制運行。巡檢過程中，當機器人電池電量不足時可以自主返回充電房充電。智能巡檢機器人控制系統框圖機器人基本操作蛋雞養殖機器人是智能機器人系統的核心，主要用于雞舍內進行巡檢，并將采集的環境狀態數據及病害生物數據等數據通過無線網絡傳送回機器人監控后臺。外部環境檢查外部壞境檢查的內容包括雞舍環境、更換雞群、路面情況等。例行檢查不通過的情況：(1)更換雞群（雞籠更換雛雞）(2)雞舍路面清掃(3)大面積檢修（檢修時所使用的設備對定位及圖像抓取有影響）(4)充電房自動門沒有關閉(5)存在其他影響巡檢車運行的情況以上任一情況出現，都視為外部環境檢查不通過，不適合智能機器人執行巡檢任務，必須在異常恢復后才能繼續下一步操作。機器人狀態檢查機器人狀態檢查的內容包括機器人云臺鏡面狀態、機器人激光狀態、機器人初始位置、客戶端自檢模塊報警狀態、機器人定位狀態等。以下任一情況出現，都視為機器人狀態檢查不通過，不適合執行巡檢任務，必須在異常恢復后才能進行巡檢操作：1).機器人云臺鏡面有污漬2)機器人激光表面有污漬3)機器人初始位置不在充電房內4)客戶端自檢模塊發生報警5)機器人定位不正確。本地監控后臺操作客戶端軟件的使用者主要是飼養員，所以軟件界面設計的簡潔、方便，能一幕了然的查看到與機器人相關的任何信息，并且能通過簡單的鼠標操作來完成對機器人的控制操作。客戶端軟件主要操作界面包括了實時監控、巡檢計劃、遠程遙控、數據分析、歷史查詢、配置中心、幫助（其中配置中心與幫助界面還在開發中這里不做說明）。實時監控界面，主要作用是在機器人處于巡檢狀態時，查看機器人當前的位置、巡檢的路線、將要巡檢的設備信息、巡檢過程總實時的高清和紅外視頻、巡檢過程中實時的巡檢結果等信息，如圖所示，該界面主要包括了電子地圖、可見光視頻、紅外視頻、微氣象信息、近期巡檢任務、運行信息等功能。(1)電子地圖電子地圖控件具備了與地圖相關一些強大的功能，包括顯示巡檢環境地圖、顯示機器人位置、顯示巡檢點、顯示巡檢路線、設備機器人初始位置、發送臨時巡檢任務等功能。(2)可見光視頻可見光視頻控件實時顯示了機器人上高清相機當前的圖像，讓用戶能實時的觀察到巡檢過程中高清設備的信息（主要為表記設備）。該控件還提供了高清視頻的截圖、錄像和全屏顯示功能，具體操作會在第四部分遠程遙控巡檢中再做詳細描述。(3)紅外視頻紅外視頻控件主要功能與可見光視頻控件基本相同，實時顯示了巡檢機器人上紅外相機當時的圖像，如圖所示。紅外視頻(4)微氣象信息微氣象控件主要功能是顯示微氣象設備采集到的實時氣象數據，包括了實時的溫度、濕度、風向、風力、氣壓等信息，如圖所示。微氣象信息(5)近期巡檢任務近期巡檢任務控件，主要顯示了與巡檢任務相關的一些信息，包括了一條最近的巡檢歷史、一條正在巡檢的巡檢信息、一條下一個最近的巡檢任務等信息。點擊進入巡檢日歷按鈕，則能夠跳轉到生產管理頁面，查看具體的任務信息，如圖所示。近期巡檢任務(6)運行信息

巡檢信息控件包含了三部分信息，分別是巡檢信息、機器人信息、軟件信息。巡檢信息：實時顯示巡檢過程中對當前設備巡檢分析后獲得的巡檢結果值，使得用戶能第一時間查看巡檢結果。該控件還提供了雙擊跳轉的功能，雙擊列表中某條信息則能跳轉到歷史查詢界面，查看該設備本次巡檢具體的圖片信息等。機器人信息：顯示機器人本身某些設備狀態，包括急停、充電、碰撞、激光停障、充電門狀態等信號狀態。控制機器人上車燈、充電門的開關等功能，如圖所示。機器人信息軟件信息：顯示機器人工控機中運行的軟件所打印的一些信息，可用于機器人故障的排查，如圖所示。軟件信息(7)行走路線機器人監測的路線需要針對不同的應用功能，規劃最優路線，以采集到盡可能多的有價值的數據資源，如當巡檢與常規巡檢不一致時的規劃尋優；機器人設計寬度需要根據舍內通道寬度，按照現有的560mm的尺寸數據，兩側有喂料行車時，機器人通行會有障礙。自主巡檢巡檢任務指定機器人要巡檢的設備，是巡檢機器人運行的關鍵所在。機器人根據要巡檢的設備列表來規劃巡檢的路徑，根據要巡檢設備的類型來決定巡檢模式。軟件提供了四種方式來下發巡檢任務，分別是常規巡檢任務的下發，定時巡檢任務的下發、特殊巡檢任務的下發及自主充電任務的下發。遙控巡檢通過對機器人進行遙控，遙控的過程中為了保證機器人的安全，可以通過可見光視頻和激光雷達等輔助控件來觀察機器人當前周邊的環境。遙控機器人到合適位置，通過界面或者鍵盤控制云臺運動，使得高清相機和紅外相機能夠對準需要巡檢的設備。此時，可以右鍵點擊可見光視頻控件或紅外視頻控件，選擇截圖或者視頻錄制，手動截取該設備的高清或紅外信息，完成任意設備的遙控巡檢。查詢操作(1)檢查巡檢數據巡檢數據的查詢可以通過報表查詢和設備查詢兩種模式。報表查詢模式與巡檢任務緊密相關，通過巡檢任務信息進一步查詢到與該任務相關的所有設備的詳細巡檢信息。(2)導出巡檢報表巡檢結束后能自動生成巡檢報表。進入[歷史查詢]界面，點擊<導出>按鈕，能將巡檢報表保存為excel格式。巡檢報表中羅列共巡檢多少設備，其中多少正常，多少異常，以及所有設備的詳細巡檢信息等數據，如圖所示。(3)編輯缺陷信息客戶端軟件支持對巡檢數據進行編輯說明。進入[歷史查詢]界面，[設備清單]中用紅色字體顯示的為機器人判斷巡檢結果異常的數據，根據實際情況編輯設備信息，勾選是否異常，點擊<提交>按鈕，能將缺陷列表保存為word格式，如圖3.1.25所示。(4)上電狀態檢查一次巡檢任務結束后，操作人員需檢查機器人自主充電是否成功，為下次巡檢做準備。上電成功后，客戶端軟件的標題欄上電池電量會在短時間內有明顯上升，且[實時監控/軟件信息]欄會打印自主充電的信息。遠程集控后臺操作遠程遙控界面，主要功能是讓用戶能夠根據需求，遙控機器人到任何允許的地方，對特定的設備進行手動的巡檢，并且可以截取對該設備的高清和紅外圖像和視頻。該界面主要包括了可見光視頻、紅外視頻、電子地圖、雷達、車體控制、云臺控制、模式切換等控件，如圖所示。遠程遙控界面其中可見光視頻、紅外視頻、電子地圖等控件的主要功能與實時監控中的基本相同，這里不再做說明。(1)雷達雷達控件主要的作用與汽車倒車雷達的功能基本相同，實時顯示了巡檢機器人前后的激光信息，用來在遙控中提示機器人周圍障礙物的距離，如圖所示。雷達(2)車體控制車體控制的主要作用與汽車方向盤類似，通過點擊控件中的不同區域來控制巡檢機器人前進、后退、左轉和右轉。此外，該控件提供了相應的鍵盤遙控功能，在鍵盤中按住與圖片中相應的字母，也可以控制機器人運動，所示。車體控制(3)云臺控制云臺控制控件的主要作用與車體控制的基本相同，通過鼠標點擊和鍵盤相結合的方式實現對云臺抬高、降低、左轉、右轉、變倍等的運動控制，如圖所示。云臺控制(4)模式切換模式切換控件的主要作用是，實現按鈕遙控模式與搖桿遙控模式之間的切換，如圖所示。模式切換AGV功能AGV的基本用途縱觀國內外ＡＧＶ的應用實例，ＡＧＶ大體上用于以下三個方面：1．物料搬運在工業現場ＡＧＶ常用于工位間或自動倉庫與工位間的物料搬運作業。例如在組裝線上，ＡＧＶ從自動倉庫取出機器零件并送到相應的組裝工位。又如在柔性加工系統中，ＡＧＶ依照加工工序順次將被加工工件送到相應自動機床進行加工，加工好的零件由ＡＧＶ送到質檢站測，最后合格品送到半成品庫。2．移動工作臺在組裝或柔性加工系統中ＡＧＶ常作為移動工作臺使用。以歐美一些汽車廠為例，在轎車組裝過程中從汽車底盤焊裝組立、安裝懸掛系統、車輪和制動系統、安裝發動機、變速箱、離合器、安裝轉向系統、安裝汽車外殼、安裝風檔玻璃和座椅到整車配電等一系列組裝過程都是在一臺ＡＧＶ上進行的。又如在歐美一些柴油機廠中，柴油機一系列的組裝過程也都是在一臺ＡＧＶ上完成的。3．與機器人或機器手配合在特殊工作環境下代替人工作業在ＡＧＶ上可以安裝機器人或機器手，在特殊工作環境下代替人工作業。例如在核電站中代替人在具有放射線的工作環境下進行遙控作業。本項目偏向第二個應用，即移動工作臺。AGV基本車型和典型應用1．列車型ＡＧＶ列車型ＡＧＶ是最早開發的產品，它由牽引車和拖車組成，一輛牽引車可以拖掛若干節拖車。這種車最適合成批小件物品較長距離的運輸。通常每節拖車上都載有一個帶鉸鏈的金屬網箱，小機器零部件或用紙箱包裝好的顯像管、電視機等裝在金屬網箱里運輸。當倉庫遠離生產車間時運送小機器零部件用列車型ＡＧV最合適。2．平板車型ＡＧＶ這種ＡＧＶ需要由人工裝卸載。載重量５００Ｋｇ以下的輕型車主要用于小件物品搬運，適用于電子行業、家電行業、食品行業、圖書館、醫院、事務所等地方。載重量０.５Ｔ以上的平板車型ＡＧＶ可在組裝線上作為組裝移動工作臺使用，用于汽車行業、柴油機行業等地方。3．帶移載裝置的ＡＧＶ這種ＡＧＶ小車上裝有輸送帶或輥子輸送機等類型移載裝置。它們常和地面板式輸送機或輥子輸送機配合使用，實現無人化自動搬運作業。這種車常用在自動倉庫與組裝工位或加工工位間運送托盤貨物。4．貨叉型ＡＧＶ這種ＡＧＶ小車類似人工駕駛的叉車式起重機，本身具有自動裝卸載的能力。一般貨叉起重量為０.５－－２Ｔ。按貨叉在小車上的位置分外普通貨叉型ＡＧＶ和橫向移載貨叉型ＡＧＶ。其中橫向移載貨叉型ＡＧＶ貨叉安裝在車的中部，貨叉可升降及橫向移動。貨叉型ＡＧＶ在工廠里主要用于物料自動搬運作業以及在組裝線上作為組裝移動工作臺使用。這種ＡＧＶ適用于在新聞印刷廠和新聞紙廠自動運送紙卷；在柔性加工業中自動搬運工件；在柴油機制造廠組裝線作移動工作臺等許多地方。5．帶升降工作臺的ＡＧＶ這種ＡＧＶ主要用于機器制造業和汽車制造業的組裝作業。由于車上裝有液壓升降工作臺，可以使操作者在最佳高度下作業，從而改善了工作條件提高工效。近年來在汽車制造長帶升降工作臺的ＡＧＶ用于發動機合裝線上。為了便于安裝，該工作臺被設計成即可旋轉又可在水平方向沿Ｘ、Ｙ方向移動。6．載機器人或機械手的ＡＧＶ這種ＡＧＶ小車實際上是機器人或機械手的運載工具，它將機器人或機械手運送到所要去的工作地點。主要用在特殊環境下代替人工作業。例如在核電站中代替人在具有放射線的工作環境下進行遙控作業；在化工廠中代替人在有毒害氣體環境下進行遙控作業。AGV的基本運行方式隨著ＡＧＶＳ技術的不斷進步，ＡＧＶ的運行方式有很大變化。大體有兩種小車控制方案：第一種：控制方案設計思想是強調小車的智能水平，只需操作者通過車上終端設備或由ＡＧＶ地面管理系統（以下簡稱ＶＳＭ）通過ＦＳＫ無線感應式數字通訊方式向車載微電腦系統輸入諸如目標地址或工藝路線編號等信息，小車就能在車載微電腦控制下按要求完成一系列作業。這種控制方案不需要ＶＳＭ給予更多的支持。第二種：控制方案設計思想是強調ＶＳＭ的作用，由ＶＳＭ對系統中的ＡＧＶ進行實時控制。ＡＧＶ與ＶＳＭ間以無線數字通訊方式交流信息，ＶＳＭ掌握系統中各小車的實時位置和狀態，對小車進行實時控制和調度。該方案技術關鍵的障礙是無線數字通訊環節，一旦通訊環節受到干擾小車就要失控。對于簡單系統來說第一種小車控制方案比較適用，在實際應用中ＡＧＶ主要用于從一個站到另一個站的物料搬運或在生產流水線上按工藝流程次序依次從一個站到另一個站做物料搬運。這是ＡＧＶ小車兩種最基本的運行方式。為了使ＡＧＶ小車在不倚靠ＶＳＭ給予更多支持條件下能按上述兩種基本運行方式運行必須做兩件事：１.按用戶線路編制一個關于行車路線的（“內部地圖”）的軟件，存入車載微電腦系統內存中，“內部地圖”的作用是在運行時指示車載微電腦從一個站到另一個站的行車路徑。２.操作者通過設置在小車上的終端設備或由ＶＳＭ通過ＦＳＫ感應式數字通訊方式向車載電腦輸入小車要去地方的目標地址或小車將要服務的工藝路線編號。車載電腦一旦收到這個信息，小車行車路線就被確定下來了。之后小車在微電腦的控制下自動駛向目標地址。AGV的導向系統ＡＧＶ導向系統是ＡＧＶＳ的基本組成部分之一。近年來ＡＧＶ導引技術已經有很大發展。十年前幾乎所有ＡＧＶ都是采用電磁波導引，而今光電導引、磁電導引、磁氣導引、化學導引、以及諸如三維空間導引、網格導引、慣性導引等無導引線的導引技術已占據市場相當大的比例。AGV的區域閉鎖為了防止ＡＧＶ小車在合流點以及追尾相撞，在系統中我們劃分了若干區域并規定在一個區域里只允許有一輛車進入以防止小車相撞。在用戶系統中常有一些分支（道岔）和交叉路口，為了防止ＡＧＶ小車在這些地方的合流點處發生撞車事故，規定當有一輛車進入道岔合流部區域時不允許再有其它車輛進入該區域，對該區域實行閉鎖。當這輛車駛離該合流點后才允許其它車輛進入該合流部區域，這樣就能有效地防止來自不同方向的車輛在道岔或交叉路口合流處發生撞車事故。AGV通訊ＡＧＶ通過通訊手段與ＶＳＭ（地面管理系統）互相聯系和傳送信息。通常使用道德通訊方式有：超短波無線數字通訊、ＦＳＫ無線數字通訊、紅外光通訊等。其中超短波無線數字通訊和ＦＳＫ無線數字通訊用于ＡＧＶ小車與ＡＶＳＭ間的通訊，而紅外光通訊主要用于ＡＧＶ小車與地面周邊設備如輥子輸送機間的通訊。美國ＷＥＢＢ公司ＡＧＶＳ采用載頻４６０ＭＣ－－４６５ＭＣ超短波無線數字通訊，發射功率為此１Ｗ。采用超短波無線數字通訊的主要問題是首先必須向無線電管理部門提出申請，履行波道審批手續，而這個過程可能耽誤較長的時間。另一個問題是工業干擾問題，為了防止干擾先要對工業現場電磁場分布做詳細測試選擇一個最有利的位置安放無線通訊設備，這是比較難做的工作。我們向用戶推薦長波ＦＳＫ感應式無線數字通訊方式，因為長波在我國很少使用，同時采用感應式通訊方式不需很大的發射功率，因而在工業現場使用時即不會干擾周邊其它設備，也不易受其它設備的干擾，工作可靠。當然和超短波無線數字通訊相比，因為長波無線數字通訊載頻較低，所以調制頻率受到限制通訊速度較低，一般為９６００波特率以下。當系統較大要求通訊速度較高時必須使用超短波無線數字通訊。AGV地址識別技術在ＡＧＶ場中每一個道岔、交叉路口和停車站都設置一個攜址裝置或設施，每一輛ＡＧＶ小車上都裝有一個地址編碼閱讀器，這些就構成了地址編碼系統。ＡＧＶ小車靠系統中的攜址裝置或設施了解當前行駛到什么地方，從而決定下一步的去向或操作。目前常見的地址碼系統有以下幾種：1．發射機應答器這是一種被動式的地址碼系統，攜址裝置是一個叫做發射機應答器的裝置，又被稱做“電子標牌”，它工作時不需要供電，目前這種“電子標牌”有可改寫和不可改寫兩種產品。在ＡＧＶＳ中這個“電子標牌”被埋設在道岔、交叉路口或停車站的地板下。在ＡＧＶ小車上安裝一個地址閱讀器。ＡＧＶ小車行駛到道岔、交叉路口或停車站當小車上的閱讀器對準下面的“電子標牌”時，在閱讀器發射的高頻電磁波的激勵下，“電子標牌”對其產生調制作用，閱讀器接收到調制信號后經高頻放大，解調還原出“電子標牌”所攜地址編碼，最后通過標準ＲＳ－－２３２串行口輸出，可與微電腦ＲＳ－－２３２串行口相接。2．磁編碼系統磁編碼系統廣泛應用于積放式鏈式輸送機上。攜址裝置主要由小磁鐵組成，一塊塊小磁鐵以Ｓ極、Ｎ極按編碼交錯排列布置，形成磁性編碼板。讀址器主要由干簧管組成。磁性編碼板安裝在道岔、交叉路口或停車站上，ＡＧＶ小車經過這些地方當小車的讀址器對準下面的磁性編碼板時，讀址器上的干簧管將磁性編碼信號轉變為數字編碼信號。3．光地址編碼系統光地址編碼系統也是一種被動式的地址碼系統。攜址裝置是一塊光地址牌（code）。使用時只需將光地址牌安裝在地板上即可。當安裝在ＡＧＶ車上的閱讀器光電傳感頭從光地址牌上方經過時便可讀出標牌上所持的地址編碼。4．感應式地址編碼系統這是一種主動式地址碼系統。通過埋設在地板下面的導線將編碼發送器發出的編碼調制信號送到道岔、交叉路口或停車站。當路經這些地方時，車上的接收傳感器接收到編碼調制信號，經高頻放大、信號處理和解調還原出原編碼信號，并通過并行接口輸出。AGV中的停車站ＡＧＶＳ中的停車站按其功能分為裝／卸載停車站，工位停車站和排隊停車站。1．裝／卸載停車站一般裝／卸載停車站常安排在立體倉庫ＡＳ／ＲＳ（自動存取系統）出入庫的地方和物流系統物料轉運的地方，在這些地方裝／卸載停車站一般設置在移載機旁或輥子輸送機旁。在這里ＡＧＶ可以自動完成裝／卸載作業。2．工位停車站在生產車間里有許多加工工位和組裝工位，ＡＧＶ小車要在操作工位上停車進行裝卸工件、加工工件或組裝作業等。一般情況下在工位停車站對小車的停車準確度沒有特別嚴格的要求，但如果需要在車上進行加工則要求小車有很高的定位準確度，一般采用定位銷二次定位方法。3．排隊停車站有些生產過程是連續的，不允許中途停頓。例如在新聞印刷廠里高速輪轉印刷機從開機到結束不容許中途停頓。又如在汽車制造廠發動機合裝線，整個生產線是固定節拍的連續的，生產過程中也不能中途停頓。又如在汽車制造廠發動機合裝線，整個生產線是有固定節拍的連續的，生產過程中也不能中途停頓。為了確保及時將物料輸送到位，除設置工位停車站還必須根據生產節拍安排適當的排隊停車站，以確保物料及時供應。排隊停車站對生產環節起到緩沖作用。為了補充AGV小車的能量常在排隊停車站上安排一定數量的在線充電站，小車可以在排隊等待的空閑時間里補充蓄電池的能量。一般排隊停車站對小車的停車準確度沒有特別要求而對于帶有充電站的排隊停車站，則要求小車停車準確度小于10mm。AGV蓄電池充電AGV小車的能源是蓄電池，補充能量是不可忽視的環節。目前在AGVS中常用在線自動充電和人工充電兩種充電方法，究竟用那種方法充電要由所用蓄電池種類而定。目前AGV小車所用的蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎳鉻或鐵鎳堿性蓄電池兩大類。其中鉛酸蓄電池價格便宜充電時間較長（一般要10個小時左右），壽命較短（一般1－2年）。堿性蓄電池價格比較貴，可快速充電，使用壽命較長。1．在線充電當AGV小車采用堿性蓄電池供電時可采用在線充電方式充電，一般把充電站安排在排隊停車站或工位停車站處，利用停車空閑時間充電補充部分能量。為了使蓄電池具有充足能量還規定在一周或半個月進行一次徹底充電。2．人工充電當AGV小車采用酸性蓄電池供電時，必須用人工充電方式充電，規定每班充一次電，小車開到充電站由工作人員更換蓄電池或在車上充電。AGV的行走機構早期AGV小車自動運行時只能單向行駛，因而適用環境受到局限。為了滿足工業生產的要求，近年來國外已有在自動運行時能前進和后退甚至全方位行駛（前進、后退、側向和旋轉）的AGV產品了，這些成就歸功于行走機構的進步。1．兩輪差速的行走機構這種行走機構，兩行走驅動車輪對稱布置在前后中線上，兩支承輪前后分別布置在以兩行走輪支點為底邊的等腰三角形頂點處。小車靠兩側行走驅動輪差速轉向，因此不必設置舵輪。該小車機構簡單、工作可靠、成本低。在自動運行狀態下小車能做前進、后退行駛并能垂直轉彎，機動性好。和帶舵輪的四輪行走機構小車相比，該車由于省去了舵輪不僅可以省去兩臺駕駛馬達，還能節省空間，小車可以做的更小些。近年來這種機構的小車得到廣泛應用。為了提高行駛時車體橫向穩定性，可將兩輪差速的四輪行走機構做如下改進：將支承輪由原來的兩個增加到四個，分別布置在小車底盤的四個角處。2．三輪行走機構三輪行走機構的AGV小車三個車輪分別布置在等腰三角形的三個頂點上，前輪既是舵輪又是行走驅動輪，后面兩個車輪是無動力支承輪。三輪行走機構的AGV小車結構簡單、控制容易、工作可靠、造價低。該車手動時可前進、后退和轉彎，自動運行時只能單向行駛，轉彎時后輪中點軌跡偏離導引線（輪跡呈曳物線）。3．帶舵輪的四輪行走機構帶舵輪的四輪行走機構是在三輪行走機構基礎上演變過來的，它相當于把兩個三輪車合并在一起，兩支承輪對稱地布置在小車前后的中線上，前后車輪分別對稱布置在以兩支承輪支點為底邊的等腰三角形頂點處。前后車輪既是舵輪又是行走驅動輪。這種AGV小車在自動運行狀態下可全方位行駛，轉彎時前后車輪均能跟蹤導引線軌跡，機動性比三輪車好適用于狹窄通道作業環境。4．其它形式的行走機構近年來國外公司不斷研究出新的行走機構，其中最有代表性的屬瑞典麥卡納姆公司的行走機構。該行走機構設計新穎、機構緊湊，四個驅動車輪以鉸接形式分別布置在底盤的四個角上。運行時分別控制四個車輪的轉向和轉速，利用速度矢量合成原理實現駕駛。后來日本三井公司與麥卡納姆公司合作在原基礎上做了改進，推出了三井－麥卡納姆車輪系統，其性能比原來又有所提高。這種AGV小車可實現全方位行駛。AGV小車控制系統概述1．AGV小車控制系統硬件框圖AGV小車控制系統采用三星公司ARM7內核芯片44B0X來實現核心控制，附帶各種外圍擴展模塊，實現高速實時的對小車控制，與計算機控制軟件通信。S3C44B0X提供了豐富的內部器件，包括:8K字節的CACHE，內部SRAM,LCD控制器，自動握手的兩通道UART，4通道DMA，代用PWM功能的5通道定時器，豐富的I/O端口，RTC,8通道10位ADC，IIS,IIC，同步SIO接口等。框圖如下：本控制系統采用S3C44B0X作為核心處理的CPU，并且在板上帶了2M字節的FLASH，8字節的SDRAM構成最小系統。帶有10/100M自適應網卡芯片，USB接口芯片，IIC存儲芯片構成完整的應用系統。為了更適用于AGV小車控制系統領域，本控制系統除了核心控制板之外，還帶有一塊LCD，鍵盤擴展控制板。LCD為松下256色彩屏，8寸640×480象素，更直觀的將小車狀態實時表現；20個鍵組成的鍵盤陣列能讓操作者更方便的輸入各種配置信息和路徑信息。擴展板上帶有豐富的狀態表示發光管，所有發光管可根據用戶的要求編程，除了已經應用于當前小車的AD,DA，還留有足夠的備用AD,DA接口，方便用戶自己擴展功能。小車控制系統硬件結構圖如下：2．小車控制軟件介紹小車控制軟件主要功能為小車配置，小車路徑輸入，小車行走狀態表示等。小車配置能配置小車的各種參數，包括小車地址，小車各檔速度，小車控制方式等，并且能預覽小車行走地圖，減少錯誤的路徑信息。小車行走狀態圖能顯示當前小車的所有狀態，比如地址，控制方式，運行方向，障礙信息，當前路徑的ID號，當前遵循的導引線號，停車倒計時等信息。小車路徑表能在小車上輸入或者顯示計算機傳送的路徑信息，共可預設27條路徑信息。AGV小車計算機通訊協議通信方式：異步半雙工，1位起始位＋8位數據位＋1位停止位無奇偶位，無流控波特率：9600bps協議格式：協議頭：AAH+BBH小車地址：00H-07H由于本系統只有一臺小車，所以小車地址默認為00h功能號：01H計算機輪訊小車是否在線02H小車應答計算機的輪訊03H計算機發送路徑信息04H小車應答路徑信息，接收成功并請求下條路徑05H計算機要求小車開始運行06H小車應答啟動指令，開始運行07H小車完成當前路徑08H小車完成當前路徑表內所有路徑，到達永久停車站09H小車被人為中斷執行路徑，非正常停車協議尾：0DH+0AH具體格式如下：AAH+BBH+小車地址+功能號+0DH+0AH計算機輪訊小車是否在線：AAH+BBH+00H+01H+0DH+0AH，小車應答計算機的輪訊：AAH+BBH+00H+02H+0DH+0AH，計算機發送路徑信息：AAH+BBH+00H+03H+路徑編號+導引線號+小車速度+小車方向+目的地址卡號+停車時間分+停車時間秒+滾筒閥動作+0DH+0AH，路徑編號從0-27，最大只能輸入28條路徑來組成完成的路徑表，導引線號從0-2，一共只有3條導引線，小車總是在三條線路上不斷切換，實現各種行走方向，小車速度從0-4，分別代表一個速度檔位，0為靜止，4位最高速，小車方向從0-1，0為正向前進，1為反向前進，目的地址卡號：小車進行路徑切換是通過讀取地面上的RF射頻卡來實現，地址卡號為射頻卡的編號，停車時間分從0-59代表0分鐘-59分鐘，停車時間秒從0-59代表0秒鐘-59秒鐘，兩者結合，能實現停車59分59秒，當停車時間分和停車時間秒為88分88秒，代表小車永久停車，當前路徑為整個路徑表的最后一條路徑，滾筒閥動作00代表不動作，01代表正轉，02代表反轉，滾筒閥動作只能在小車臨時停車時才能有效，所謂臨時停車就是有時間限制的停車。小車應答路徑信息，接收成功并請求下條路徑：AAH+BBH+00H+04H+0DH+0AH計算機要求小車開始運行：AAH+BBH+00H+05H+0DH+0AH小車應答啟動指令，開始運行：AAH+BBH+00H+06H+0DH+0AH小車完成當前路徑：AAH+BBH+00H+07H+0DH+0AH小車完成當前路徑表內所有路徑，到達永久停車站：AAH+BBH+00H+08H+0DH+0AH小車被人為中斷執行路徑，非正常停車：AAH+BBH+00H+09H+0DH+0AH技術參數1．導引方式：電磁導引，導引介質電磁線2．運行速度：0—1米/秒3．供電方式：24V—40AH電瓶供電，正常使用2年4．速度調節：0-1米/秒5．轉彎半徑：最小1米6．載重：>30KG7．溫度要求：-10-40℃8．濕度要求：小于90%9．防撞裝置：前后帶有超聲波雷達。并帶有開關保險杠，觸發器件：行程開關10．行走方式：雙輪差速行走，后輪驅動11．導引精度：±10MM12．停車精度：±10MM13．充電方式：外配自動充電器14．充電電源：AC220V50HZ15．導引信號：配有標準信號發生器16．環境要求：不允許在強電磁場環境下運行17．路面要求：基本平整，有足夠的摩擦系數，不能是金屬地面18．導引方式：多頻磁導引，至少支持2路不同頻率的導引線路19．運行方式：連續運行20．控制方式：小車面板手動控制，計算機遠程控制網絡及視頻傳輸方案組網示意及說明雞舍以IEEE802.11技術為主，能夠滿足蛋雞養殖機器人數據采集和設備控制等業務需求，同時能滿足未來對無線傳感器網絡環境應用的可行性。系統結構如下：交換機交換機接入控制器AC接入點AP接入點AP接入點AP防火墻SDH/MSTP、無線寬帶網絡核心業務網絡機器人視頻監測系統系統環境監測系統固定無線終端固定無線終端系統方案及網絡模型示意圖FITAP通過工業以太網交換機接入雞舍SDH/MSTP局域網AC通過傳輸承載網絡，對多個雞舍內的FITAP進行管理核心業務網絡通過RADIUS服務器對寬帶無線局域網終端進行鑒權和授權，防止非法終端接入無線局域網與核心業務網絡之間、核心業務網絡與Internet之間，使用物理隔離和防火墻數據隔離的方式，實現二次網絡安全防護工程實施設計設計目標系統提供全IP架構的接入方式，支持以太網或光纖網絡作為傳輸承載網，可選擇就近的SDH或MSTP網絡接入企業內網，也可結合XPON技術，實現無線與有線接入方式的融合。組網規劃IP編址方案IP編址方案包括如下幾部分：無線交換機AC、7個AP、接入終端；設備IP備注無線控制器A.B.0.5/24中心站AP1A.B.5.1/27室內AP2A.B.5.33/27室內AP3A.B.5.65/27室內AP4A.B.5.97/27室內AP5A.B.5.129/27室外AP6A.B.5.161/27室外AP7A.B.5.193/27室外

傳輸和承載網絡與現有傳輸承載網絡兼容的有線接入方式，包括SDH和MSTP傳輸方式。平水變目前采用SDH網絡，AP數據通過交換機匯聚以后接入SDH網絡。頻率規劃Wifi頻率為公共頻率，IEEE802.11b/g/n定義被操作在2.4GHz（2.4-2.4835）GHz的頻率。802.11a/n被操作在有更多信道的5.8GHz（4.9GHz到5.875）頻譜中。AP650支持820.11a/b/g/n.1、在一個AP覆蓋區內直序擴頻技術最多可以提供3個不重疊的信道同時工作。考慮到制式的兼容性，相鄰區域頻點配置時宜選用1，6，11信道。2、頻點配置時首先應對目標區域現場進行頻率檢測，對于覆蓋區域內已有AP采用的信道，應盡量避免采用。3、對于室外區域干擾宜采用調整天線方向角，避免天線主瓣對準干擾源的方式或調整功率。4、覆蓋區頻點配置時，為了實現AP的有效覆蓋，避免信道間的相互干擾，在信道分配時宜引入移動通信系統的蜂窩覆蓋原理。對1，6，11信道進行復用，見下圖。5、室內AP覆蓋區頻點配置時應充分利用建筑物內部結構，從平層和相鄰樓層的角度盡量避免每一個AP所覆蓋的區域對橫向和縱向相鄰區域可能存在的干擾。6、設計時指定規劃覆蓋區域的每個AP的工作頻率，不宜考慮AP自動頻率調整功能，防止頻率的頻繁調整而導致用戶無法接入。集中管理架構通過無線交換機AC管理整個網絡，網管人員只需在無線交換機上就可開通、管理、維護所有AP設備以及移動終端，包括無線信號發射、安全、接入認證、移動切換。具體可以表現以下幾個方面：AP零配置AP無需任何配置，即插即用。所有對無線網絡的配置都在無線交換機上完成。AP支持PoE供電，在連接上網線后，AP可以通過DHCP方式自動獲取WirelessSwitch的地址列表，然后通過WISPe(WirelessSwitchProtocolenhanced)與WirelessSwitch進行通信。流量轉發模式：集中轉發和本地轉發考慮到無線網絡維護的方便性，所有室內室外AP，都由位于匯聚層的的無線交換機AC來進行統一的管理控制，也就是無論處于NAT防火墻、寬帶路由器、交換機后面的AP都可以通過AP到AC的WISPe隧道直接接受無線交換機AC的集中管理。本地轉發，在采用集中管理的同時，所有的流量不需要經過AC，而是從AP直接轉發到相對的路徑上。如AC發生故障時，AP還可以轉發流量。無須改造現有網絡AP可以無縫接入現有網絡。遠程AP使用DHCP方式獲取地址后就可以跨越3層路由器，甚至跨越互聯網絡，與WirelessSwitch進行自動連接。由于使用DHCP方式，網絡的規劃、網絡的擴展可以集中而簡單地對DHCP作配置即可，而無需去修改分散各地的成百上千的遠程AP。更換和升級AP方便所有配置維護都可以在中心機房完成。接入端的維護更是無需專業管理人員，即插即用。在AP

出現故障時，可以簡單地將新的AP插上即可。無需任何配置。在WirelessSwitch作升級后，可以自動對所有AP作升級，避免對每個AP手工升級的工作。統一的網絡管理無線交換體系能夠對于硬件、軟件配置和網絡策略進行統一管理，所有配置在無線交換機上完成即可。向所有接入點自動部署配置。AP設備安裝饋線的安裝用于連接AP和天線，為了盡量減少饋線的插入損耗，應將饋線與設備及天線連接接口擦干凈再緊固接頭。網線的安裝無線AP與交換機、網線供電模塊連接的網線，因設備常安裝在較高處或通信塔，為減少外界對數據的影響，網線應選用屏蔽網線，及屏蔽接插件。因網線在室外使用，應對網線作好保護措施，露天網線必須穿管，并固定牢固。在靠近設備的網線，應穿軟管，并制作防水彎。接頭防水處理室外設備的各個連接接頭，至少要作三層防水處理，第一層用防水膠帶將接頭纏好，第二層使用防水膠泥進行處理，第三層再用防水膠帶纏好。如設備安裝比較惡劣的環境中，可增加膠帶的層次，這時需要重復第二、第三層防水處理的步驟。無線網絡避雷接地處理安裝擴頻通信設備的站點，應有完善的防雷接地系統。防雷接地標準應符合YD5004-94《數字微波接力通信工程設計規范》、YD2011《微波站防雷與接地設計規范》和YD26《通信局（站）接地設計暫行技術規定》，接地電阻應≤5Ω。架裝天線的支架或鐵塔應與樓頂接地系統良好連接。根據相關國標/國際標準，要求必須在室外無線設備旁架設避雷針（直擊雷防護處理），射頻端口必須設置相應避雷器；室內設備射頻端口、LAN口也必須設置相應避雷器（感應雷防護處理）；射頻線纜的金屬屏蔽層、避雷器必須做等電位接地處理。當天饋線系統受到雷擊時（或有高壓磁場）所產生浪涌不要進入系統設備，通過接地及時的放掉浪涌來保障系統設備以及工作的安全。避雷針：通過在天線旁邊架設避雷針來引開雷電的襲擊，避雷針為良好導體比天線高，當雷電來時會由避雷針將其引走，避雷針需要良好的接到大地上，接地電阻小于5歐姆。射頻避雷器：在無線設備外接天線系統中接入射頻避雷器，當天饋線受到雷擊時，避雷器在雷電來時它會及時與設備斷開，通過連在避雷器外部的接地線把電流放掉后，并自動恢復連接。饋線的接地線要求每20米做一個接地，所以通常接地線到饋線頭不超過20米時可以在接地線近處接地。避雷器安裝在饋線和設備之間，從避雷器引出接地線接至地極。地極接地電阻要求5歐姆以下，一定要連接牢固，確保受雷擊時可正常放電。連接室外部分和室內部分POE的RJ-45線這根RJ-45線為標準8芯直通線，在室外安裝時應該用PVC管或其他符合室外安裝標準的材料加以保護。無線射頻管理自動射頻管理由于無線射頻信號是一種無形的東西，它的強度和所在的信道一般都需要根據經驗手工調整，要做到無線信號均勻分布，信道的利用率高，無信道干擾并不是件非常容易的事情，但是Motorola系統的RF智能控管可以自動調節網上所有MotorolaAP的射頻信號特性。可以保證無線信號均勻分布，信道的利用率高，無信道干擾，無線網絡做到最為優化的運行。通過RFPlanning的SmartRFCalibration功能來自動調節整個無線網絡上所有AP的無線射頻信號頻率和功率。啟動了SmartRFCalibration以后AP和AP之間會自動互傳有關無線射頻信號的信息和調整射頻信號的參數，直到AP之間達到了一個最優化的無線射頻信號運行環境。當無線網絡經過SmartRFCalibration調整后而正式運作時，網絡管理員可在Motorola交換機內啟動SMARTRF功能，則無線網絡上所有的MotorolaAP都會在設定的時間內自行掃描其它的無線頻道。所謂射頻信號掃描，是指MotorolaAP從一個射頻信號頻道跳到另一頻道時，如Ch1到Ch2到Ch3，由于掃描的速度非常快，所以對于在線的無線用戶（指連接到AP上在同一頻率上的無線終端）的傳輸過程是不受到影響的。當AP停留在一個頻道時，它會把在這頻道上收到的無線射頻信號信息轉送回Motorola無線交換機。這樣Motorola無線交換機就對整個無線網絡上的射頻信號情況有了一定了解和記錄。當某一覆蓋范圍內的射頻信號改變，如出現干擾AP所發出的射頻信號或其它應用所發出的射頻信號等，Motorola無線交換機就會把所獲取的無線射頻信號資料做分析，以確定是否需要調整范圍內AP的無線射頻信號。無線空洞檢測集中控制型WLAN熱點接入設備支持自動功率調整。當一個瘦AP失效時，周圍瘦AP能夠自動調整功率補償失效AP的覆蓋，具體實現如下圖所示：例如在三個AP所覆蓋區域，如果其中一個AP出現了故障，那么檢測AP將檢測到故障，并觸發鄰居增加發射功率，對故障AP所覆蓋范圍進行覆蓋區域進行補償恢復。而且可以檢測到多種故障情況，如天線故障、AP以太網故障、AP因為障礙物引起的不可視、AP損壞等。可以配合控制設備完成全局的動態功率控制，通過增加功率支持無線空洞補償、通過降低功率避免高密度部署環境下復用頻點小區間的干擾。用戶在AP覆蓋區域移動，但移動到邊緣情況下，用戶信號強度以及接入速率低于設定要求，出現的無線覆蓋的空洞，這時AP將增大發射功率對無線空洞進行補償，而在高密度覆蓋情況下，檢測器將能夠檢測到信號覆蓋狀況，并全局調整AP的發射功率，減少區間干擾。系統的抗干擾措施當AP設備啟動時，會自動搜索已經存在的無線信號，主動躲避由噪音的信道，選擇無噪音的信道作為自身的工作信道。在AP設備已經完成啟動后，還會實時監聽信道噪音。當發現當前的工作信道出現外來信號噪音，AP會自動判斷該信號是否來自欺詐AP。如果是欺詐AP，則通知網絡管理員；如果不是，則自動選擇最清晰的信道，以保證信號質量。無線系統可以對WiFi和非WiFi的設備進行統計告警以及分析。無線WLAN的Qos機制語音等特殊應用對無線網絡的帶寬和時延敏感，WLAN采用802.11e來保證不同應用的優先級，在無線接口上共有四個隊列，每個隊列均有相應的CWMIN/CWMAX值，對應訪問無線鏈路的不同優先級，從而不同隊列中的應用數據可以有不同的服務質量。QoS指的是網絡通過不同的網絡技術為特定的網絡流量提供更出色服務的能力。QoS技術是園區網絡中的企業級多媒體和語音應用的重要組成部分。QoS讓網絡管理人員可以與他們的網絡用戶制定服務水平協議（SLA）。QoS能更加有效地實現網絡資源的共享，加快關鍵任務型應用的處理速度。QoS可以管理對時間敏感的多媒體和語音應用流量，確保這些流量獲得比盡力而為型數據流量更高的優先級、更多的帶寬和更低的延時。利用QoS，網絡管理人員可以更加有效地管理LAN和WAN的帶寬。 QoS可以通過下列方式提供增強的、可預測的網絡服務：為關鍵的用戶和應用提供專用帶寬控制抖動和延時（滿足實時流量的需要）管理和最大限度地減少網絡擁塞對網絡流量進行整形，讓流量平穩傳輸對網絡流量進行優先級劃分 QoS功能的作用在一