[发明专利]基于视觉引导与RFID导航的仓储物流机器人群控系统

摘要

本发明公开了一种基于视觉引导与RFID导航的仓储物流机器人群控系统；本发明包括两块CPU模块、WIFI通信模块、电机控制、摄像头模块、RFID模块、电动推杆模块、陀螺仪模块、避障模块、电源模块和RFID卡片；本发明能够同时调度多辆AGV在仓库中有序运行，每辆AGV之间不会相互干扰，有序的完成自己的任务。与磁导航系统相比，该系统AGV行驶的路径可以更加灵活。

主权项

基于视觉引导与RFID导航的仓储物流机器人群控系统，包括两块CPU模块、WIFI通信模块、电机控制、摄像头模块、RFID模块、电动推杆模块、陀螺仪模块、避障模块、电源模块和RFID卡片；其特征在于：所述的CPU模块电路包括单片机模块电路、单片机晶振电路、单片机复位电路、单片机程序下载接口和芯片串口连接电路；其中单片机的型号为STM32F103VCT6和STM32F103C8T6；所述的单片机模块电路包括单片机STM32F103VCT6和STM32F103C8T6；单片机STM32F103VCT6的第10、19、20、27、49、74、94、99脚全部接地，第6、11、21、22、28、50、75、100脚全部3.3V电源，第1‑5、7‑9、15‑18、23、24、29‑36、38‑46、51‑54、57‑64、67、70、71、73、81、82、84、91、95、96脚悬空；单片机STM32F103C8T6的第8、20、23、35、44、47、脚全部接地，第9、24、36、48、脚全部3.3V电源，第1‑4、18、19、21、22、25‑29、32、33、38、39、40、42、43、45、46脚悬空；所述的单片机晶振电路包括两个8MHz的晶振和4个负载电容；第一个晶振Y1的一端与单片机STM32F103VCT6的第12脚、第一负载电容C10的一端连接，第一个晶振Y1的另一端与单片机STM32F103VCT6的第13脚、第二负载电容C1的一端连接，第一负载电容C10的另一端与第二负载电容C1的另一端接地；第二个晶振Y2的一端与单片机STM32F103C8T6的第5脚、第三负载电容C20的一端连接，第二个晶振Y2的另一端与单片机STM32F103C8T6的第6脚、第四负载电容C2的一端连接，第三负载电容C20的另一端与第四负载电容C2的另一端接地；所述的单片机复位电路包括两个电阻、两个滤波电容和两个按键；第一上拉电阻R1的一端接3.3V电源，第一上拉电阻R1的另一端与单片机STM32F103VCT6的第14脚、第十四滤波电容C14的一端、复位按键K1的一端连接，第十四滤波电容C14的另一端和复位按键K1的另一端接地；第二上拉电阻R2的一端接3.3V电源，第二上拉电阻R2的另一端与单片机STM32F103C8T6的第7脚、第二十六滤波电容C26的一端、复位按键K2的一端连接，第二十六滤波电容C26的另一端和复位按键K2的另一端接地；所述的单片机程序下载接口为插接件SWD1和插接件SWD2；插接件SWD1的第一引脚与3.3V电源相连，插接件SWD1的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第72引脚PA13，插接件SWD1的第三引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第76引脚PA14，插接件SWD1的第四引脚接地；插接件SWD2的第一引脚与3.3V电源相连，插接件SWD2的第二引脚连接到单片机STM32F103C8T6的第34引脚PA13，插接件SWD2的第三引脚连接到单片机STM32F103C8T6的第37引脚PA14，插接件SWD2的第四引脚接地；所述的单片机串口接口为插接件UART4；插接件UART4的第一引脚接地，插接件UART4的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第79引脚PC11和单片机STM32F103C8T6的第30引脚PA9，插接件UART4的第三引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第78引脚PC10和单片机STM32F103C8T6的第31引脚PA10,插接件UART4的第四引脚连接到5V电源；所述的摄像头模块电路包括摄像头模块、1个插接件P1；其中摄像头模块通过接口直接连接到插接件；插接件P1的第一引脚与单片机STM32F103VCT6的第六十八引脚PA9相连，第二引脚连接到5V电源，第四引脚与单片机STM32F103VCT6的第六十九引脚PA10相连，第六引脚接地；所述的WIFI模块电路包括WIFI芯片、三个滤波电容、两个下拉电阻和一个插接件；WIFI芯片型号为HLK‑RM04；第十七滤波电容C17的一端与第十八滤波电容C18的一端、WIFI芯片的第一引脚共同连接到5V电源，第十七滤波电容C17的另一端与第十八滤波电容C18的另一端接地；第十九滤波电容C19的一端WIFI芯片的第二十八引脚共同连接到5V电源，第十九滤波电容C19的另一端接地；WIFI芯片的第十引脚连接第三下拉电阻R3的一端，第三下拉电阻R3的另一端连接到VDD；WIFI芯片的第二十五引脚连接第四下拉电阻R4的一端，第四下拉电阻R4的另一端连接到VDD；WIFI芯片的第四引脚直接与VDD相连；WIFI芯片的第二十、二十一引脚分别与单片机STM32F103VCT6的第四十七引脚PB10、第四十八引脚PB11相连；所述的电动推杆控制电路包括两个继电器、两个二极管、两个三极管、两个电阻和两个插接件；继电器SL1的第一引脚连接到5V电源，继电器SL1的第二引脚连接到第一个二极管SS24A_1的正极和第一个三极管Q1的集电极，第一个二极管SS24A_1的负极连接到5V电源，第一个三极管Q1的发射级接地，第一个三极管Q1的基极连接到第三十五限流电阻R35的一端，第三十五限流电阻R35的另一端连接到单片机STM32F103VCT6的第97引脚PE0，继电器SL1的第三引脚连接到24V电源，继电器SL1的第四引脚接地，继电器SL1的第五引脚连接到插接件DING的第一引脚；继电器SL2的第一引脚连接到5V电源，继电器SL2的第二引脚连接到第二个二极管SS24A_2的正极和第二个三极管Q2的集电极，第二个二极管SS24A_2的负极连接到5V电源，第二个三极管Q2的发射级接地，第二个三极管Q2的基极连接到第三十六限流电阻R36的一端，第三十六限流电阻R36的另一端连接到单片机STM32F103VCT6的第98引脚PE1，继电器SL2的第三引脚连接到24V电源，继电器SL2的第四引脚接地，继电器SL2的第五引脚连接到插接件DING的第二引脚；所述的电源模块包括5V电源模块和3.3V电源模块；包括稳压芯片、滤波电容、电感、二极管和发光二极管；5V电源模块的稳压芯片型号为LM2596，3.3V电源模块的稳压芯片型号为AMS1117‑3.3；稳压芯片LM2596的第一引脚与24V电源相连；第十二滤波电容C12的正极与24V电源相连，负极接地；稳压芯片LM2596的第三引脚、第五引脚和第六引脚接地；稳压芯片LM2596的第二引脚与第一滤波电感L1的一端相连后接二极管SS54的负极，二极管SS54的正极接地；稳压芯片LM2596的第四引脚、第一滤波电感L1的另一端、第十三滤波电容C13的正极、第七分压电阻R7的一端相连后作为5V电源输出端，第十三滤波电容C13的负极接地；第七分压电阻R7的另一端连接发光二极管POWER的正极，发光二极管POWER的负极接地；稳压芯片AMA1117‑3.3的第一引脚接地；稳压芯片AMA1117‑3.3的第三引脚与第一滤波电容C1的一端、第二滤波电容C2的正极共同连接到输入的5V电源，第一滤波电容C1的另一端、第二滤波电容C2的负极接地；稳压芯片AMA1117‑3.3的第二引脚、第四引脚与第三滤波电容C3的正极、第四滤波电容的一端共同连接到输出的3.3V电源端，第三滤波电容C3的负极、第四滤波电容的另一端接地；第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8和第九滤波电容C9的一端共同连接到3.3V电源，第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8和第九滤波电容C9的另一端共同接地；第二十二滤波电容C22、第二十三滤波电容C23、第二十四滤波电容C24和第二十五滤波电容C25的一端共同连接到3.3V电源，第二十二滤波电容C22、第二十三滤波电容C23、第二十四滤波电容C24和第二十五滤波电容C25的另一端共同接地；插接件WJ2的第一引脚和第三引脚接地，插接件WJ2的第二引脚和第四引脚连接24V电源；所述的陀螺仪模块包括陀螺仪和插接座；陀螺仪的型号为MPU6050；陀螺仪的第一引脚和第八引脚连接到5V电源；陀螺仪的第四引脚和第五引脚接地；陀螺仪的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第80引脚PC12；陀螺仪的第三引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第83引脚PD2；所述的电机控制电路模块包括三个光耦、十六个电阻、一个电容和两个插接件；光耦型号为TLP281‑4和HCPL_0631；光耦TLP1的第一引脚、第三引脚和第五引脚分别连接第二十二分压流电阻R22、第二十一分压电阻R21和第二十分压电阻R20的一端，分压电阻R22、分压电阻R21和分压电阻R20的另一端连接到5V电源；光耦TLP1的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第85引脚PD4；光耦TLP1的第四引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第86引脚PD5；光耦TLP1的第六引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第87引脚PD6；光耦TLP1的第十二引脚与第二十五上拉电阻R25的一端共同连接到插接座motor1的第十二引脚；光耦TLP1的第十四引脚与第二十四上拉电阻R24的一端共同连接到插接座motor1的第十一引脚；光耦TLP1的第十六引脚与第二十三上拉电阻R23的一端共同连接到插接座motor1的第九引脚；上拉电阻R23、上拉电阻R24和上拉电阻R25的另一端连接到5V电源；光耦TLP1的第十一引脚、第十三引脚和第十五引脚接地；光耦TLP2的第一引脚、第三引脚和第五引脚分别连接到第三十分压电阻R30、第二十九分压电阻R29和第二十八分压电阻R28的一端，第三十分压电阻R30、分压电阻R29和分压电阻R28的另一端连接到5V电源；光耦TLP2的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第88引脚PD7；光耦TLP2的第四引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第55引脚PD8；光耦TLP2的第六引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第56引脚PD9；光耦TLP2的第十二引脚与第三十三上拉电阻R33的一端共同连接到插接座motor2的第十二引脚；光耦TLP2的第十四引脚与第三十二上拉电阻R32的一端共同连接到插接座motor2的第十一引脚；光耦TLP2的第十六引脚与第三十一上拉电阻R31的一端共同连接到插接座motor2的第九引脚；上拉电阻R31、上拉电阻R32和上拉电阻R33的另一端连接到5V电源；光耦TLP2的第十一引脚、第十三引脚和第十五引脚接地；光耦HCPL_0631的第一引脚连接到第六分压电阻R6的一端；光耦HCPL_0631的第二引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第92引脚PB6；光耦HCPL_0631的第三引脚连接到单片机STM32F103VCT6的第93引脚PB7；光耦HCPL_0631的第四引脚连接到第五分压电阻R5的一端；分压电阻R5和分压电阻R6的另一端连接到5V电源；光耦HCPL_0631的第五引脚和第十五滤波电容C15的一端接地；光耦HCPL_0631的第八引脚和滤波电容C15的另一端连接到5V电源；光耦HCPL_0631的第六引脚和第九上拉电阻R9的一端共同连接到插接件motor2的第八引脚；光耦HCPL_0631的第七引脚和第八上拉电阻R8的一端共同连接到插接件motor1的第八引脚；上拉电阻R8和上拉电阻R9的另一端连接到5V电源；插接件motor1的第一引脚接地；插接件motor1的第六引脚连接到5V电源；插接件motor1的第十引脚接地；插接件motor1的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和第七引脚悬空；插接件motor2的第一引脚接地；插接件motor2的第六引脚连接到5V电源；插接件motor2的第十引脚接地；插接件motor2的第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚和第七引脚悬空；所述的电机电压隔离电路包括一个继电器、一个二极管和一个插接件；继电器的型号为OMIH_SS_124LM；继电器的第一引脚和二极管的负极共同连接到24V电源；继电器的第二引脚和二极管的正极接地；继电器的第三引脚与插接件WJ1的第二引脚、第四引脚相连；继电器的第四引脚与24V电源相连；插接件的第一引脚和第三引脚接地；所述的RFID模块接口电路包括一个插接座；插接座Header8的第一引脚与单片机STM32F103C8T6的第十四引脚PA4相连；插接座Header8的第二引脚与单片机STM32F103C8T6的第十五引脚PA5相连；插接座Header8的第三引脚与单片机STM32F103C8T6的第十七引脚PA7相连；插接座Header8的第四引脚与单片机STM32F103C8T6的第十六引脚PA6相连；插接座Header8的第五引脚悬空；插接座Header8的第六引脚接地；插接座Header8的第七引脚与单片机STM32F103C8T6的第十一引脚PA1相连；插接座Header8的第八引脚与5V电源相连；所述的RFID卡片以二维坐标系的排列方式铺设在地面上，卡中存有二维坐标节点的信息，卡上贴有双色组合色块，组合色块为左右结构。