CN105035893A一种agv与电梯的通讯系统及其通讯方法

摘要
本发明涉及一种AGV与电梯的通讯系统及其通讯方法，该通讯系统包括AGV、第一信息触发器、光电传感器和电梯，光电传感器设置在各层的电梯门外，用于检测电梯门的开闭状态，电梯包括设置在各楼层的电梯召唤箱、轿厢和设置在轿厢内的电梯控制箱，AGV上设有无线收发模块，还包括若干个多功能通讯控制盒，多功能通讯控制盒设置在各楼层的电梯召唤箱内和在电梯控制箱内，多功能通讯控制盒与电梯召唤箱、电梯控制箱电性连接；若干多功能通讯控制盒之间以及多功能通讯控制盒与AGV之间通过无线电通讯，光电传感器与多功能通讯控制盒电连接，第一信息触发器设置在电梯外侧。通过本发明的通讯系统和通讯方法，使AGV实现自动上下电梯，具有安全、可靠、通用的特点。

公开号 CN105035893 B
发布类型 授权
专利申请号 CN 201510375333
公开日 2017年5月31日
申请日期 2015年6月30日
优先权日 2015年6月30日
公告号 CN105035893A
发明者 刘锦安, 王勤义
申请人 广东嘉腾机器人自动化有限公司

说明
一种AGV与电梯的通讯系统及其通讯方法
技术领域

[0001] 本发明涉及AGV应用领域，尤其是一种AGV与电梯的通讯系统及其通讯方法

背景技术

[0002]随着工业自动化的发展，AGV在工厂里面的应用越来越广泛。由汽车厂到电子厂， 再到卫浴厂等，应用的行业也越来越多，跨度也越来越大。AGV己经成为了工厂物流配送系 统的有机的一部分。以前，AGV搬运物料，都只限于在本层楼运作，因为AGV还不会上下电梯， 进行跨楼层的物料配送，还必须得人工干预，才能完成。为了让配送系统实现更高的自动化 程度，以及实现更高的效率，有必要实现AGV自动上下电梯，而要实现AGV自动上下电梯，就 必须要实现AGV跟电梯系统之间的通信。但是，要实现直接通信的话，难度非常大，原因有以 下：

[0003] (1)由于电梯系统非常的复杂，主要分为召唤箱，轿厢，以及主机。各大部件，是通 过485总线或者CAN总线通信的，逻辑的状态都是由主机去处理的。所以，需要对该系统进行 二次开发，把AGV的信号转换一下，再用CAN接口跟电梯的主机通信。上述的二次开发在理论 上是可行的，但是电梯的控制系统是标准的系统，不是每个电梯厂家都有实力进行该系统 芯片级的二次开发。

[0004] (2)电梯是特种设备，安全性要求非常的高，改变其内部的控制电路，都需要经过 严格的安全评估，以及需要长时间的验证。另外，每个电梯厂家所用的系统都不相同，那么 将会导致几乎每个不同厂家的电梯都需要进行上述的二次开发，时间成本高昂。

[0005] 因此，有必要开发一套通用的、实用简易的AGV与电梯通信对接的系统装置。

发明内容
[0006] 本发明的第一个目的是提供一种简易、通用的AGV与电梯的通讯系统。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0008] —种AGV与电梯的通讯系统，包括AGV、第一信息触发器、光电传感器和电梯，所述 光电传感器设置在各层的电梯门外，用于检测电梯门的开闭状态，所述电梯包括设置在各 楼层的电梯召唤箱、轿厢和设置在轿厢内的电梯控制箱，所述AGV上设有无线收发模块，还 包括若干个多功能通讯控制盒，所述多功能通讯控制盒设置在各楼层的电梯召唤箱内以及 所述电梯控制箱内，所述多功能通讯控制盒与所述电梯召唤箱、电梯控制箱电连接;各楼层 的电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒与电梯控制箱内的多功能通讯控制盒之间通过无线 电通讯，所述若干个多功能通讯控制盒与AGV通过无线电通讯，各楼层的电梯召唤箱内的多 功能通讯控制盒与对应楼层的光电传感器电连接;所述第一信息触发器设置在电梯外侧， 所述AGV检测到所述第一信息触发器时，向电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒发送请求电 梯的指令。

[0009] 与现有技术相比，本发明的通讯系统不需要AGV与电梯直接进行通信，也不需要去 改造电梯的控制部分，只需要加设作为中间设备并与AGV进行通信的多功能通讯控制盒，利 用多功能通讯控制盒内的继电器阵列，实现对电梯各个按钮的控制，从而模仿人按下按钮 的动作，使AGV实现自动上下电梯。

[0010] 进一步，所述多功能通讯控制盒包括光电耦合器、无线收发模块、M⑶和继电器阵 列；所述光电传感器将电梯门开启信号传送给对应楼层的电梯召唤箱内的光电耦合器，所 述无线收发模块用于与AGV进行无线通讯，MCU根据光电耦合器和无线收发模块发送的信号 控制继电器开闭。

[0011] 进一步，为了确保AGV不会因为障碍物的阻挡而误判已进入电梯，在第一信息触发 器与电梯之间设有第二信息触发器。

[0012] 优选的，所述第一信息触发器和第二信息触发器为RFID卡或对射式传感器或磁条 路标。

[0013] 进一步，所述电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒内的继电器阵列的输出端与所述 电梯召唤箱的电梯上行按钮、电梯下行按钮一一对应电连接，所述电梯控制箱内的多功能 通讯控制盒内的继电器阵列的输出端与所述电梯控制箱的各个楼层按钮、电梯开门按钮和 电梯关门按钮电 •对应电连接。

[0014] 本发明的第二个目的是提供一种利用该AGV与电梯的通讯系统的通讯方法，其具 步骤如下：

[0015] a:首先需要人工输入现在AGV所在的楼层和需要AGV到达的楼层，输入完毕后，启 动AGV，当AGV接近当前楼层电梯触发第一信息触发器后，向电梯召唤箱内的多功能通讯控 制盒发送请求电梯的指令；

[0016] b:召唤箱内的多功能通讯控制盒根据AGV发出的目标楼层指令，闭合AGV当前楼层 按钮对应的继电器，激活电梯召唤箱上的电梯上行按钮或电梯下行按钮；

[0017] C:电梯到达AGV所在楼层，电梯门打开，光电传感器将电梯门打开信号发送给召唤 箱内的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯门打开信号反馈给控制箱 内的多功能通讯控制盒;控制箱内的多功能通讯控制盒根据电梯门打开信号闭合与电梯开 门按钮电连接的继电器，激活电梯开门按钮;召唤箱内的多功能通讯控制盒向AGV发送进入 电梯的指令；

[0018] d: AGV接收到进入电梯的指令，启动并进入电梯，当AGV检测到其靠近轿厢内的墙 壁T1时间后，发出已进入电梯指令；

[0019] e:控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV发出的已进电梯指令后，与电梯开门 按钮对应的继电器复位，闭合与目标楼层按钮对应的继电器以及闭合与电梯关门按钮对应 的继电器；

[0020] f:电梯到达目标楼层，电梯门打开，该楼层电梯门外的光电传感器将电梯门打开 信号发送到召唤箱内的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯门打开信 号反馈给控制箱内的多功能通讯控制盒，控制箱内的多功能通讯控制盒根据电梯门打开信 号闭合与电梯开门按钮对应的继电器，并向AGV发送驶出电梯的指令；

[0021] g:AGV接收到驶出的指令后，启动并驶出电梯，当AGV行驶T2时间后，发送AGV驶离 电梯的指令，控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV驶离电梯的指令后，与电梯开门按钮 对应的继电器复位。

[0022] 进一步，AGV检测到其靠近轿厢内的墙壁3-8S后，发送已经进入电梯指令。

[0023] 进一步，为了确保AG V可以有足够的时间驶出电梯，AG V驶出电梯时的彳丁驶时丨日」力 有效行驶时间，该行驶时间T2为10-20S。

附图说明

[0024] 图1是本发明的多功能通讯控制盒的结构框图；

[0025] 图2是本发明的召唤箱、光电传感器与多功能通讯控制盒的连接框图；

[0026] 图3是本发明的控制箱与多功能通讯控制盒的连接框图；

[0027] 图4是本发明AGV控制流程图；

[0028] 图5是本发明多功能通讯控制盒的控制流程图。

具体实施方式

[0029] 下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0030] 参见图1至5，本发明的AGV与电梯的通讯系统，包括AGV、第一信息触发器、光电传 感器、电梯和若干个多功能通讯控制盒，所述AGV上设有无线收发模块，所述光电传感器设 置在各层的电梯门外，用于检测电梯门的开闭状态，所述电梯包括设置在各楼层的电梯召 唤箱、轿厢和设置在轿厢内的电梯控制箱，所述多功能通讯控制盒设置在各楼层的电梯召 唤箱内以及所述电梯控制箱内，所述多功能通讯控制盒与所述电梯召唤箱、电梯控制箱电 连接;各楼层的电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒与电梯控制箱内的多功能通讯控制盒之 间通过无线电通讯，所述若干个多功能通讯控制盒与AGV通过无线电通讯，各楼层的电梯召 唤箱内的多功能通讯控制盒与对应楼层的光电传感器通过导线相连接;所述第一信息触发 器设置在电梯外侧，所述AGV检测到所述第一信息触发器时，向电梯召唤箱内的多功能通讯 控制盒发送请求电梯的指令。

[0031] 上述的无线电均是使用433MHZ的载波频率，使各部件间获得更稳定可靠的通讯状 态;而电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒内的继电器阵列的输出端与所述电梯召唤箱的电 梯上行按钮、电梯下行按钮——对应电连接，所述电梯控制箱内的多功能通讯控制盒内的 继电器阵列的输出端与所述电梯控制箱的各个楼层按钮、电梯开门按钮和电梯关门按钮电 一一对应电连接。继电器阵列为4路常开继电器组合而成，当电梯楼层超过2层，需要增加一 个或以上设置在控制箱内的多功能通讯控制盒，从而确保每一楼层按钮均有与之对应的继 电器。

[0032] 第一信息触发器设置在电梯外侧，具体的位置为距离电梯2.5米的地方，当然可以 因具体的环境进行调整。另外，为了确保AGV不会因为障碍物的阻挡，而误判己经入电梯，可 以在第一信息触发器与电梯之间设有第二信息触发器，第二信息触发器与电梯之间的距离 为0.5米为宜，当然也同样可以像第一信息触发器那样配置设置的环境进行调整。

[0033] 作为一种优选的方案，第一信息触发器和第二信息触发器可以是RFID卡或对射传 感器或磁条路标。

[0034] 由于多功能通讯控制盒内具有常开的继电器整列，继电器整列又与电梯各个按钮 进行电连接，通过控制继电器整列的闭合和断开，模仿人对电梯进行操作，从而实现控制电 梯的功能;此外，多功能通讯控制盒通过无线电与AGV进行通讯，将从AGV接受到的指令经过 转换后再控制继电器阵列，从而间接地使AGV与电梯进行通讯，实现AGV自动上下电梯。

[0035]参见图4和图5，本发明还提供了利用上述AGV与电梯的通讯系统的通讯方法，该方 法包括如下步骤：

[0036] a:首先需要人工输入现在AGV所在的楼层和需要AGV到达的楼层，输入完毕后，启 动AGV，当AGV接近当前楼层电梯，并触发第一信息触发器后，会向电梯召唤箱内的多功能通 讯控制盒发送请求电梯的指令，AGV发送的请求电梯的指令会每隔2秒发送一次；

[0037] b:当召唤箱内的多功能通讯控制盒根据AGV发出的目标楼层指令，闭合AGV当前楼 层按钮对应的继电器，激活电梯召唤箱上的电梯上行按钮或电梯下行按钮。 t〇〇38] c:电梯到达AGV所在楼层，电梯门打开，光电传感器将电梯门打开信号发送给召唤 箱内的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯门打开信号反馈给控制箱 内的多功能通讯控制盒;控制箱内的多功能通讯控制盒根据电梯门打开信号闭合与电梯开 门按钮电连接的继电器，激活电梯开门按钮；召唤箱内的多功能通讯控制盒向AGV发送进入 电梯的指令。

[0039] d:AGV接收到进入电梯的指令后，启动并开始进入电梯，当AGV检测到轿厢内的墙 壁5-10秒后，发送已经入电梯的指令。在AGV进入电梯期间，若AGV不发送已经进入电梯的指 令，控制箱上的电梯开门按钮会被持续激活，电梯门不会被关闭。

[0040]当在第一信息触发器与电梯之间设有第二信息触发器时，AGV需要同时触发第二 信息触发器和检测到轿厢内的墙壁5-10秒后才会停止，并发送已经进入电梯的指令，这样 设置是为了防止AGV在未到达电梯时，被障碍物挡住而唔检测为到达电梯内，有效确保正常 运行。

[0041] e:控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV发出的指令后，与电梯开门按钮对应 的继电器复位，闭合与目标楼层按钮对应的继电器以及闭合与电梯关门按钮对应的继电 器，电梯门关闭；

[0042] 在电梯运行期间，AGV每隔2秒会进行查询电梯是否己经到达目标楼层。

[0043] f:电梯到达目标楼层，该楼层电梯门外的光电传感器检测到电梯门打开，并将电 梯门打开信号发送到召唤箱内的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯 门打开信号反馈给控制箱内的多功能通讯控制盒，控制箱内的多功能通讯控制盒根据信号 闭合与电梯开门按钮对应的继电器，并向AGV发送驶离电梯的指令。

[0044] g:AGV接收到驶出的指令后，启动并驶出电梯，当行驶10-20秒后，发送AGV已经驶 离电梯的指令，控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV驶离电梯的指令后，与电梯开门按 钮对应的继电器复位。在AGV驶出电梯期间，若AGV不发送已经驶离电梯的指令，控制箱上的 电梯开门按钮会被持续激活，电梯门不会被关闭。

[0045] 作为一种优选的方案，为了确保AGV可以有足够的时间驶出电梯，AGV驶出电梯时 的行驶时间为有效行驶时间，即AGV在驶出电梯时若出现卡死的情况，这时候AGV内的驶出 计时将会停止，AGV不发出已经驶离电梯的指令；当AGV恢复行驶，驶出计时继续计时，直至 到达预设时间。

[0046] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的 一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用 了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

权利要求
1. 一种AGV与电梯的通讯系统，包括AGV、第一信息触发器、光电传感器和电梯，所述光 电传感器设置在各层的电梯门外，用于检测电梯门的开闭状态，所述电梯包括设置在各楼 层的电梯召唤箱、轿厢和设置在轿厢内的电梯控制箱，所述AGV上设有无线收发模块，其特 征在于:还包括若干个多功能通讯控制盒，所述多功能通讯控制盒设置在各楼层的电梯召 唤箱内以及所述电梯控制箱内，所述多功能通讯控制盒与所述电梯召唤箱、电梯控制箱电 连接;各楼层的电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒与电梯控制箱内的多功能通讯控制盒之 间通过无线电通讯，所述若干个多功能通讯控制盒与AGV通过无线电通讯，各楼层的电梯召 唤箱内的多功能通讯控制盒与对应楼层的光电传感器电连接;所述第一信息触发器设置在 电梯外侧，所述AGV检测到所述第一信息触发器时，向电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒发 送请求电梯的指令。
2. 根据权利要求1所述的一种AGV与电梯的通讯系统，其特征在于:所述多功能通讯控 制盒包括光电耦合器、无线收发模块、MCU和继电器阵列；所述光电传感器将电梯门开启信 号传送给对应楼层的电梯召唤箱内的光电耦合器，所述无线收发模块用于与AGV进行无线 通讯，MCU根据光电親合器和无线收发模块发送的彳目号控制继电器开闭。
3. 根据权利要求1所述的一种AGV与电梯的通讯系统，其特征在于:所述第一信息触发 器与电梯之间设有第二信息触发器。
4. 根据权利要求3所述的一种AGV与电梯的通讯系统，其特征在于:所述第一信息触发 器和第二信息触发器为RFID卡或对射式传感器或磁条路标。
5. 根据权利要求2所述的一种AGV与电梯的通讯系统，其特征在于:所述电梯召唤箱内 的多功能通讯控制盒内的继电器阵列的输出端与所述电梯召唤箱的电梯上行按钮、电梯下 行按钮一一对应电连接，所述电梯控制箱内的多功能通讯控制盒内的继电器阵列的输出端 与所述电梯控制箱的各个楼层按钮、电梯开门按钮和电梯关门按钮电一一对应电连接。
6. —种根据权利要求1所述的AGV与电梯的通讯系统的通讯方法，其步骤包括： a:向AGV输入当前楼层指令以及去往目标楼层指令，当AGV接近当前楼层电梯触发第一 信息触发器后，向电梯召唤箱内的多功能通讯控制盒发送请求电梯的指令； b:召唤箱内的多功能通讯控制盒根据AGV发出的目标楼层指令，闭合AGV当前楼层按钮 对应的继电器，激活电梯召唤箱上的电梯上行按钮或电梯下行按钮； c:电梯到达AGV所在楼层，电梯门打开，光电传感器将电梯门打开信号发送给召唤箱内 的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯门打开信号反馈给控制箱内的 多功能通讯控制盒;控制箱内的多功能通讯控制盒根据电梯门打开信号闭合与电梯开门按 钮电连接的继电器，激活电梯开门按钮;召唤箱内的多功能通讯控制盒向AGV发送进入电梯 的指令； d: AGV接收到进入电梯的指令，启动并进入电梯，当AGV检测到其靠近轿厢内的墙壁T1 时间后，发出已进入电梯指令； e:控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV发出的己进电梯指令后，与电梯开门按钮 对应的继电器复位，闭合与目标楼层按钮对应的继电器以及闭合与电梯关门按钮对应的继 电器； f:电梯到达目标楼层，电梯门打开，该楼层电梯门外的光电传感器将电梯门打开信号 发送到召唤箱内的多功能通讯控制盒，召唤箱内的多功能通讯控制盒将电梯门打开信号反 馈给控制箱内的多功能通讯控制盒，控制箱内的多功能通讯控制盒根据电梯门打开信号闭 合与电梯开门按钮对应的继电器，并向AGV发送驶出电梯的指令； g: AGV接收到驶出的指令后，启动并驶出电梯，当AGV行驶T2时间后，发送AGV驶离电梯 的指令，控制箱内的多功能通讯控制盒接收到AGV驶离电梯的指令后，与电梯开门按钮对应 的继电器复位。
7.根据权利要求6所述的AGV与电梯的通讯系统的通讯方法，其特征在于:步骤种，所 述T1为3-8S。
8.根据权利要求6所述的AGV与电梯的通讯系统的通讯方法，其特征在于:步骤g中，AGV 驶出电梯时的行驶时间T2为有效行驶时间，T2为10-20S。