AGV小车电池诊断系统的设计与实现

为解决AGV小车蓄电池组维护保养耗时长、效率低等问题，采用A/D转换、ModBus车辆定位、ZigBee无线物联网络传输以及计算机编程等技术，设计了一种AGV小车电池诊断系统。该系统由计算机、无线物联网络以及车载数据采集装置组成，系统架构由下至上分为采集层、网络传输层和应用层，采集层用于提取蓄电池组每一个单元格的实时电压，网络传输层用于传输管理指令及反馈数据，应用层采用令牌调度算法进行模块化编程，从而实现对AGV小车蓄电池组在线监控与远程诊断。以红云红河烟草（集团）有限责任公司会泽卷烟厂辅料高架库的5台AGV小车为对象进行测试，结果表明：系统可以在线实时监测AGV小车蓄电池组的运行状态，精准定位蓄电池的故障单元，故障诊断率与定位精准率均达到100%。该技术可为提升AGV小车动力装置监控水平提供支持。 

AGV 小车是卷烟企业生产中使用的主要物流搬运设备，其核心驱动部件镉镍蓄电池组［1-2］的使用寿命及维护效果对于小车运行效率起到重要作用。蓄电池组通常采用跨接板将40只单体电池串联后并列两排置于组合框内，由于缺少动力检测装置，蓄电池组的维护保养工作耗时费力，影响设备工作效率。针对此，舒泽芳等［3］提出一种基于 LIN（Local Interconnect Network，局域互联网络）总线的多个蓄电池单体电压电流检测系统，用于对蓄电池单体状态进行检测；丁聪等［4］采用蓄电池电压巡检技术对其性能及运行状态进行判断；鲍慧［5］利用传感和光电耦合技术采集蓄电池电压电流等数据，对蓄电池组的运行情况进行监测。近年来，随着 A/D 转换［6］、ModBus［7-8］车辆定位、ZigBee（紫蜂）无线物联网络传输［9-12］和计算机 Visual Studio 编程［13］等技术的广泛应用，通过无线网络实现蓄电池在线监控与远程诊断成为研究热点。为此，基于计算机和无线网络技术设计了一种 AGV 小车电池诊断系统，以期实现AGV小车动力装置的在线监控与远程诊断，提高设备运行效率。
1 系统设计
1.1 系统架构
AGV小车电池诊断系统由下至上分为采集层、网络传输层和应用层，信息采用双向传输方式，上层发出指令，下层返回数据。由图1可见：①采集层用于提取蓄电池组每一个单元格的实时电压值。在AGV小车上加装A/D数据转换模块，将各电池单元格的模拟电压转化为数字格式；然后对查询的AGV小车进行车辆地址追踪与锁定，根据ModBus协议生成地址内容不同、长度相同的呼叫指令并传输发送。②网络传输层主要采用ZigBee无线网络协议传输管理指令以及反馈数据。ZigBee无线网络依据网络号和地址寻址方式进行主从站点编址，即在计算机所在的监控室设置一个主站点，在下层各中间站点和AGV小车车体分别设置从站点，各从站点的网络地址不同，与主站点共同组成联网部署。③应用层采用令牌调度算法［14］进行模块化编程，包括单机
监控和令牌循环分时轮流监控。当 AGV 小车收到ModBus指令信息且验证结果与呼叫地址相同时，系统采集数据并通过ZigBee无线网络上传至计算机的监控软件，监控软件处于被触发监听状态，当收到监控数据时立即转入数据运算处理并在数据异常时提示报警。