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在现代工业场景中,AGV(自动导引车)如同不知疲倦的智能搬运工穿梭于工厂车间,以满足厂区对高效率、低成本、柔性化的需求。而AGV能够灵活运作的背后,无线技术发挥着关键作用。
今天,我们将以NDC解决方案的核心组件—CVC700车辆控制器为例,带您深入了解AGV无线运用中的无线基础知识。
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局域网(LAN),如同一个限定区域内的“数字社区”,通过将有限地理范围内的设备连接在一起,使它们能够相互“交流”并共享资源。在工厂里,AGV和各种物联网IO设备都置身于“社区”之中:
系统管理器如同社区管理员,进行集中管理;路由器则像社区大门,负责内外网桥接;接入点(AP)好似信号基站,为设备提供无线网络覆盖,确保 AGV 无论处于何处都能保持在线状态。
在这个“数字社区”中,每台设备
可通过双重标识实现精准定位
类似“门牌号”,用于逻辑网络中的地址寻址,需二者配合使用,如IP地址(192.168.100.100)搭配子网掩码(如255.255.255.0)。
作为设备的“身份证”,具有全球唯一性,由硬件厂商固化在网卡芯片中,用于物理层设备识别,如00:0E:8E:19:19:05,是设备的专属标识。
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网络设备在AGV的无线世界里扮演着至关重要的角色。过去常用的HUB(集线器),采用广播式通信模式,犹如“信息大喇叭”,会将接收到的数据包无差别转发至所有端口。这种机制虽简单,但存在显著缺陷:
大量冗余数据充斥网络,导致带宽利用率低下,业务无法正常运行。
所有设备共享带宽,随着接入终端增加,冲突概率直线上升。
如今,交换机作为更加智能的选项,已逐步替代HUB,成为市场主流。它会读取收到的数据,并仅将数据发送给目标设备,极大地减少了冲突,使网络运行更加顺畅。
路由器的功能则更为强大,它不仅能够连接多个不同的“数字社区”(逻辑网络),还会选择最佳路径来传输数据包。就像一位经验丰富的导游,引领数据在复杂的网络世界中找到正确的路线。
借助交换机与路由器,CVC700得以在低延迟、高可靠的网络环境中实现稳定高效的通信,为AGV的精准控制和可靠运行提供了充足保障。
无线局域网(WLAN)标准是保障无线通信有序进行的“规则手册”,其中较为常见的是IEEE802.11系列标准。以CVC700为例,其支持Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac2x2MU-MIMO等多种标准。
例如IEEE802.11a,工作在5GHz频带,速度可达6-54Mbps,但与802.11b/g网络不兼容;
• 802.11b是1999年推出的首个主流Wi-Fi标准,速度为1-11Mbps,能与802.11g在同一个AP节点网络互联互通;
• 802.11g速度提升至6-54Mbps,且能完全兼容802.11b,是备受广大用户欢迎的网络类型;
• 802.11n(Wi-Fi 4)支持2.4GHz和5GHz两个频段,速度为72-600Mbps,通过MIMO技术提升数据传输速率;
• 802.11ac(Wi-Fi 5)在5GHz频段的表现更为出色,多站吞吐量不低于1.1Gbps,实现了数据的高速传输。
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AGV在网络中有着独特的运行方式。以搭载CVC700的AGV为例,刚启动通信时,会像好奇的探险家一样,在每个通信频道发送探测请求,寻找可用的无线网络,然后选择信号最强的接入点连接。
当AGV在工厂中移动时,会出现“漫游”情况。如果它与当前接入点失去联系,或者通信质量变差,比如接入点发送的信标低于50%,又或者按照设定的时间间隔(如每10s、30s、40s)进行后台扫描时,一旦发现有信号更强的接入点,就会进行自动切换,确保网络连接不断线。
此外,为应对异常连接,AGV另设有“黑名单”机制。若连接到某个接入点却无法正常通信,AGV会将该接入点加入黑名单,30s内不再尝试连接。不过,黑名单容量有限,若名单已满,则会自动清除最早加入的接入点。
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