蛋鸡智能养殖机器人

RPN全称是RegionProposalNetwork，Region

Proposal的中文意思是“区域选取”，也就是“提取候选框”的意思，所以RPN就是用来提取候选框的网络；1.RPN的意义RPN第一次出现在世人眼中是在FasterRCNN这个结构中，专门用来提取候选框，在RCNN和FastRCNN等物体检测架构中，用来提取候选框的方法通常是SelectiveSearch，是比较传统的方法，而且比较耗时，在CPU上要2s一张图。所以作者提出RPN，专门用来提取候选框，一方面RPN耗时少，另一方面RPN可以很容易结合到FastRCNN中，称为一个整体。RPN的引入，可以说是真正意义上把物体检测整个流程融入到一个神经网络中，这个网络结构叫做FasterRCNN；FasterRCNN=RPN+FastRCNN图1FasterRCNN的整体结构我们不难发现，RPN在整个FasterRCNN中的位置，处于中间部分；2.RPN的运作机制我们先来看看FasterRCNN原文中的图：图2RPN的结构图2展示了RPN的整个过程，一个特征图经过slidingwindow处理，得到256维特征，然后通过两次全连接得到结果2k个分数和4k个坐标；相信大家一定有很多不懂的地方；我把相关的问题一一列举：RPN的input特征图指的是哪个特征图？为什么是用slidingwindow？文中不是说用CNN么？256维特征向量如何获得的？2k和4k中的k指的是什么？图右侧不同形状的矩形和Anchors又是如何得到的？首先回答第一个问题，RPN的输入特征图就是图1中FasterRCNN的公共FeatureMap，也称共享FeatureMap，主要用以RPN和RoIPooling共享；对于第二个问题，我们可以把3x3的slidingwindow看作是对特征图做了一次3x3的卷积操作，最后得到了一个channel数目是256的特征图，尺寸和公共特征图相同，我们假设是256x（HxW）。对于第三个问题，我们可以近似的把这个特征图看作有HxW个向量，每个向量是256维，那么图中的256维指的就是其中一个向量，然后我们要对每个特征向量做两次全连接操作，一个得到2个分数，一个得到4个坐标，由于我们要对每个向量做同样的全连接操作，等同于对整个特征图做两次1x1的卷积，得到一个2xHxW和一个4xHxW大小的特征图，换句话说，有HxW个结果，每个结果包含2个分数和4个坐标；图3问题1，2，3的解答描述图这里我们需要解释一下为何是2个分数，因为RPN是提候选框，还不用判断类别，所以只要求区分是不是物体就行，那么就有两个分数，前景（物体）的分数，和背景的分数；

我们还需要注意：4个坐标是指针对原图坐标的偏移，首先一定要记住是原图；

此时读者肯定有疑问，原图哪里来的坐标呢？这里我要解答最后两个问题了：首先我们知道有HxW个结果，我们随机取一点，它跟原图肯定是有个一一映射关系的，由于原图和特征图大小不同，所以特征图上的一个点对应原图肯定是一个框，然而这个框很小，比如说8x8，这里8是指原图和特征图的比例，所以这个并不是我们想要的框，那我们不妨把框的左上角或者框的中心作为锚点（Anchor），然后想象出一堆框，具体多少，聪明的读者肯定已经猜到，K个，这也就是图中所说的Kanchorboxes（由锚点产生的K个框）；换句话说，HxW个点，每个点对应原图有K个框，那么就有HxWxk个框默默的在原图上，那RPN的结果其实就是判断这些框是不是物体以及他们的偏移；那么K个框到底有多大，长宽比是多少？这里是预先设定好的，共有9种组合，所以k等于9，最后我们的结果是针对这9种组合的，所以有HxWx9个结果，也就是18个分数和36个坐标；图4问题4，5的解答描述图3.RPN的整个流程回顾图5RPN整个流程最后我们再把RPN整个流程走一遍，首先通过一系列卷积得到公共特征图，假设他的大小是Nx16x16，然后我们进入RPN阶段，首先经过一个3x3的卷积，得到一个256x16x16的特征图，也可以看作16x16个256维特征向量，然后经过两次1x1的卷积，分别得到一个18x16x16的特征图，和一个36x16x16的特征图，也就是16x16x9个结果，每个结果包含2个分数和4个坐标，再结合预先定义的Anchors，经过后处理，就得到候选框；整个流程如图5。区域推荐网络RPNRPN的实现方式：在conv5-3的卷积featuremap上用一个n*n的滑窗（论文中作者选用了n=3，即3*3的滑窗）生成一个长度为256（对应于ZF网络）或512（对应于VGG网络）维长度的全连接特征.然后在这个256维或512维的特征后产生两个分支的全连接层：(1)reg-layer,用于预测proposal的中心锚点对应的proposal的坐标x，y和宽高w，h；(2)cls-layer，用于判定该proposal是前景还是背景.slidingwindow的处理方式保证reg-layer和cls-layer关联了conv5-3的全部特征空间.事实上，作者用全连接层实现方式介绍RPN层实现容易帮助我们理解这一过程，但在实现时作者选用了卷积层实现全连接层的功能.(3)个人理解：全连接层本来就是特殊的卷积层，如果产生256或512维的fc特征，事实上可以用Num_out=256或512,kernel_size=3*3,stride=1的卷积层实现conv5-3到第一个全连接特征的映射.然后再用两个Num_out分别为2*9=18和4*9=36，kernel_size=1*1，stride=1的卷积层实现上一层特征到两个分支cls层和reg层的特征映射.(4)注意：这里2*9中的2指cls层的分类结果包括前后背景两类，4*9的4表示一个Proposal的中心点坐标x，y和宽高w，h四个参数.采用卷积的方式实现全连接处理并不会减少参数的数量，但是使得输入图像的尺寸可以更加灵活.在RPN网络中，我们需要重点理解其中的anchors概念，Lossfucntions计算方式和RPN层训练数据生成的具体细节.

Anchors:字面上可以理解为锚点，位于之前提到的n*n的slidingwindow的中心处.对于一个slidingwindow,我们可以同时预测多个proposal，假定有k个.k个proposal即k个referenceboxes，每一个referencebox又可以用一个scale，一个aspect_ratio和slidingwindow中的锚点唯一确定.所以，我们在后面说一个anchor,你就理解成一个anchorbox或一个referencebox.作者在论文中定义k=9，即3种scales和3种aspect_ratio确定出当前slidingwindow位置处对应的9个referenceboxes，4*k个reg-layer的输出和2*k个cls-layer的score输出.对于一幅W*H的featuremap,对应W*H*k个锚点.所有的锚点都具有尺度不变性.Lossfunctions:在计算Loss值之前，作者设置了anchors的标定方法.正样本标定规则：1)

如果Anchor对应的referencebox与groundtruth的IoU值最大，标记为正样本；2)

如果Anchor对应的referencebox与groundtruth的IoU>0.7，标记为正样本.事实上，采用第2个规则基本上可以找到足够的正样本，但是对于一些极端情况，例如所有的Anchor对应的referencebox与groudtruth的IoU不大于0.7,可以采用第一种规则生成.3)

负样本标定规则：如果Anchor对应的referencebox与groundtruth的IoU<0.3，标记为负样本.4)

剩下的既不是正样本也不是负样本，不用于最终训练.5)

训练RPN的Loss是有classificationloss（即softmaxloss）和regressionloss（即L1loss）按一定比重组成的.计算softmaxloss需要的是anchors对应的groundtruth标定结果和预测结果，计算regressionloss需要三组信息：

i.

预测框，即RPN网络预测出的proposal的中心位置坐标x,y和宽高w,h；

ii.

锚点referencebox:

之前的9个锚点对应9个不同scale和aspect_ratio的referenceboxes，每一个referenceboxes都有一个中心点位置坐标x_a,y_a和宽高w_a,h_a；iii.

groundtruth:标定的框也对应一个中心点位置坐标x*,y*和宽高w*,h*.因此计算regressionloss和总Loss方式如下：

RPN训练设置：(1)在训练RPN时，一个Mini-batch是由一幅图像中任意选取的256个proposal组成的，其中正负样本的比例为1：1.(2)如果正样本不足128，则多用一些负样本以满足有256个Proposal可以用于训练，反之亦然.(3)训练RPN时，与VGG共有的层参数可以直接拷贝经ImageNet训练得到的模型中的参数；剩下没有的层参数用标准差=0.01的高斯分布初始化.A*算法概述A*算法是一种启发式搜索，它的实现方法利用估价函数F(N)找出最接近目标状态的状态，再去搜索，搜索方式类似广度优先搜索。其特点如图： 黑点就是我们当前已经搜索到的状态，白点（即T点）为目标状态，那么我们就应当选取离T点最接近的点，即A点，先进行扩展最为合适。而在上图中，各条路径从S点到T点的“距离”的计算，即估价函数，就是A*算法的核心。估价函数F(N)=G(N)+H(N)。其中G(N)是起始节点S到任意节点N的最佳路径的实际代价G*(N)的估算值(G(N)>=G*(N))，由于我们的搜索一般是正向的，即搜索到N时G*(N)已经被计算出来了，所以一般情况下可以认为G(N)=G*(N)。H(N)是从任意节点N到目标结点T的最佳路径的实际代价H*(N)的估算值(H(N)<=H*(N))，被称为启发函数。当H(N)=0时，此搜索就是广度优先搜索。启发函数H(N)在A*算法中的作用最为重要，它不是一个固定的算法，不同的问题，其启发函数也一般不同。对于一个正确的A*算法，必须满足：H(N)小于结点N到目标结点T的实际代价，即(H(N)<=H*(N))。任意节点N的扩展结点M，必定满足F(M)>=F(N)。A*算法的实现对于A*算法，很明显每次扩展结点都应当选择F值尽可能小的待扩展结点进行搜索。可以看出，待扩展结点的变化是动态的，对某个节点扩展之后，此节点不再是待扩展结点，并且会得到新的待扩展结点。因此我们可以用堆进行实现。我们可以对待扩展结点按照小根堆的模式建堆，每次取出代价最小的结点，维护堆，然后插入扩展结点，维护堆。当堆空时，若依旧无法找到目标结点，则搜索无结果(没有结点可以继续扩展)。八数码问题【题目】在一个3*3的矩阵中有数码1~8的8个滑牌，矩阵中存在一个空位，用0表示，任意一个滑牌都可以移动到相邻的空位。现在给出一个当前状态，一个目标状态，要求输出最小移动步数和每一个移动步骤。如果无法达到目标状态，输出-1。【输入样例】123456780123456708【输出样例】1123456780123456708【题目分析】对于这个问题，很明显G(N)就是起始状态到当前状态的步数，问题就是H(N)如何处理。由于需要满足H(N)<=H*(N)，所以我们可以把当前状态和目标状态的相差个数作为H(N)。另外，八数码的每一个状态都可以看成排列，所以可以用康托展开式压缩状态。【代码】//A*算法八数码问题#include<iostream>#include<string.h>#definebase99999999usingnamespacestd;structX{intnow,x,s;//分别存储当前状态，康托展开式编号，0的位置}p[37000];structXtmp,d;//总状态数为9!=362880inth[370000]={0},g[370000]={0};//判重+记录到某种状态的H(N),G(N)intall=0,now[9]={0},end[9]={0};//分别记录待扩展节点数，当前状态，目标状态boolin_[370000]={0};//表示某个结点是否在堆内intcantor(ints[])//用康托展开式压缩{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[])//压缩状态{inti=0,num=0;for(i=0;i<9;++i)num=num*10+s[i];returnnum;}voiddcp(intnum,ints[])//解压状态{inti=0;for(i=8;i>=0;--i)s[i]=num%10,num/=10;return;}inth_(ints[])//启发函数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)//维护堆{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)//维护堆{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;//取出堆顶结点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;}养殖场常规监控养殖场内监控摄像机主要有网络枪机和网络球机2种类型，网络枪机一般为定焦镜头，用于固定视场角监控；网络球机为变焦镜头，360°旋转变倍看细节。网络枪机主要布设在养殖场内主干道、主要建筑及圈舍内部（每个角落各1个）看全景，对畜禽动物个体日常生活、饮食、排泄、防疫等过程和进出重要区域的人员、车辆行为活动进行跟踪拍摄并记录。网络球机主要布设在鸡舍内（中间位置），查看室内高清画面，随时掌握畜禽群体生活状况，并可根据实际需要变倍看细节，全面了解蛋鸡的饮食状况、休息状态、产出（蛋）过程等情况。养鸡场（笼养）前端点位部署图前端设备依据功能的不同其安装位置也有不同的要求，主要部署在鸡舍及养殖基地制高点等场所。在鸡舍内的人员通道拐角处部署星光枪机，可实时监控工作人员活动情况，也便于能快速发现异常。在工厂化鸡舍走道中央棚顶布设轨道机（或地面移轨），再搭载黑光球，可实现远程对鸡笼内鸡个体的移动观测，观察是否存在异样，尽早发现病鸡、死鸡个体，避免疾病范围的扩大。在圈舍内部署空气温湿度、CO2浓度、H2S浓度、NH3浓度、PM2.5、噪声等环境传感器，可接入前端摄像机（接口数量较少），也可接入动环主机。热成像测温通过在巡检机器人上部署热成像仪，对蛋鸡的鸡体温度进行精确测温，主要实现以下功能：温度监测在鸡舍整个鸡群生长环境下，支持测量一个区域内的最高温，最低温，同时可以设定温度阀值进行温度报警联动。支持两档测温范围：档位一：-20℃~150℃；档位二：0℃~550℃；测温精度可达±2℃或读数的±2%（取最大值）。当有蛋鸡温度过高或过低，可通过查看画面进行复核，及时减少病鸡、死鸡的产生。全屏对比温差识别通过前后抓图对比判断是否发生温度突变，发现突变则产生报警。无需设置测温框，可节省人工标定，操作简单，易用性更高。双光谱同屏显示在一台工作站的显示器上能实时同时显示红外以及可见光图像（并且不改变图像的原始分辨率）。同时，用户也可以通过同一台工作站，在两台显示器上对多台红外热像位与可见光摄像机的全分辨率图像进行实时显示、操作与温度数据分析，即在一台显示器上显示上述监控画面，同时在另一台显示器上分析指定的图像与温度数据，并与现有的视频监控系统融合，集中存储记录。智能分析存储智能分析存储，即在设备接入NVR存储，通过NVR接入平台的同时，NVR对所接入的视频进行实时或录像的智能分析。IPC与NVR之间实现了直接对接，而直接对接模式一般采用底层协议而非SDK方式，更有利于提高接入效率；AI算法训练平台进行素材算法的训练，并将训练成果物导入至NVR中，实现图像的智能分析。在算法训练平台上进行算法训练（以鸡粪识别为例），大致流程如图所示：移动巡检装置性能指标蛋鸡养殖机器人性能指标如下： 参数数值尺寸（mm）800×560×1960重量（kg）80速度（m/s）0~1材质全金属结构运动方式无轨化防护等级IP55爬坡能力（°）5越障能力(mm)100涉水深度（cm）15定位精确（cm）≤1紧急停车距离（m）无连续巡检时间（h）7信息传输距离（km）无监控系统无最小转弯半径（°）90工作环境要求工作环境环境要求地形条件无要求天气无能见度（km无工作温度（℃）-20～55工作相对湿度（%）无存储环境（℃）无存储环境相对湿度非凝结积雪高度（mm）无蛋鸡养殖机器人系统架构系统大致包括如下几个部分：机器人车载子系统、机器人本地监控后台、智能机器人远程集控后台控制系统。机器人系统组成智能机器人序号部件名称序号部件名称(1)激光传感设备(10)红外热成像仪(2)天线(11)可见光摄像仪(3)拾音设备(12)模式开关(4)云台(13)电源开关(5)后碰撞设备(14)急停开关(6)超声传感设备(15)音箱(7)前碰撞设备(16)警示灯(8)夜间照明设备(17)手动充电接口(9)镜头盖(18)风扇机器人充电房机器人具有实时电量检测及双向自动充电功能。充电方式采用电池与地面充电系统接触式充电结合的供电方式。其中地面充电系统安装于充电房内，充电房是机器人防风、避雨及非运行状态下的停放处。蛋鸡养殖采用室内充电模式需要在鸡舍专门找位置安装充电装置。网络通讯系统智能机器人的网络架构，将智能巡检机器人应用系统划分为A）车载系统、B）本地监控系统、C）远程监控系统三部分，系统架构图如下图所示：本地监控后台智能机器人本地监控后台包括服务器端和客户端，一个服务器端支持多个客户端同时连接，实现多人操作同一巡检机器人。服务器与客户端相互之间通过无线的通讯方式进行日常手动或定时的监控点巡视，并实时的获取温湿度，可见光视频、声音、热成像图像和温度。数据通过系统可以生成相关的报警信息和统计记录，方便操作人员进入数据的分析、管理与故障判断并及时对异常情况进行报警以及控制机器人执行相关任务，以实现事故预防与应急处理。a)服务器端序号名称作用1客户端端口实现对客户端服务的开启与关闭2开启服务按钮开启相应的服务3关闭服务按钮关闭相应的服务4机器人服务实现对机器人服务的开启与关闭5连接状态显示实时显示与客户端、机器人的链接状态6服务日志显示实时显示与客户端、机器人的服务日志b)客户端序号名称作用1环境状态栏实时显示环境温度、湿度和风速信息2任务状态实时显示机器人任务状态、任务名称、当前巡检点、已巡检点数信息，其中任务状态有正在充电，自动任务，手动控制，返回充电房几种状态3机器人状态栏实时显示机器人当前位置、机内温度、电池电流、机器人速度、云台水平位置、云台垂直位置以及相机倍数信息4机器人控制栏实现对机器人车身的控制以及云台的控制，具体见“机器人控制栏功能导航”5全局地图实时显示机器人位置、自动任务欲走路径以及全局地图信息。具有界面缩放、移动、手动定点巡检、开启追踪等功能，具体见“全局地图窗功能导航”6消息提示窗实时显示系统消息、实时消息、报警信息，具有对消息进行分类筛选、定位等功能，具体见“消息提示窗功能导航”7视频监控实时显示可见光摄像机拍摄的视频信息8红外监控实时显示热成像仪采集的红外视频信息10实时监控标签实时显示环境数据、任务状态、机器人本体状态、机器人巡检路径、可见光视频、红外线视频、各种消息以及控制机器人运动11统计信息标签对传感器采集的信息进行查看、分析与导出12任务管理标签增加、删除、运行、修改巡检任务13地图编辑标签编辑RFID14系统设置标签对智能机器人系统、软件平台进行相关设置15连接状态显示服务器与多个机器人的通信连接状态，绿色表示已连接，红色为断开16语音对讲左边是麦克风，右边是扬声器（点击可以分别实现开关切换）序号名称作用1报警指示灯显示报警3显示屏显示信息4状态显示灯显示当前状态5车身控制区对智能巡检机器人车身进行控制6返航键一键返回充电房7模式键模式切换按钮，具体有巡线模式、自由模式、装卸模式系统框架介绍本机器人系统主要由控制中心（客户端软件）和机器人本体以及机器人充电房组成，控制中心和机器人本体间通过5.8GHz无线双向通信（参见下图）。控制中心为本系统的核心控制系统，机器人本体通过无线接收控制中心的命令及上传采样信息。机器人本体搭载激光，红外相机，可见光相机，超声波，碰撞开关等检测设备和传感器。当控制中心下达巡检命令后，机器人利用自身的激光导航自主前往目的地进行巡检并上传可见光相机和红外相机拍摄的图片，机器人自身配置的超声波模块和碰撞开关可协助激光实现避障。机器人搭载的照明灯可以在光线不好的情况下提供照明，提高可见光相机拍照的质量，急停开关可实现机器人异常紧急停止，信号指示灯可实现异常情况的指示，拾音器可以准确的读取音频信息，喇叭可实现喊话功能，升降装置可以实现对云台的升降控制，更加灵活的读取表计等信息。如果有需要，也可以从客户端软件打开可见光相机视频对现场进行视频监控。本机器人系统不仅可以通过控制中心控制，也可以通过无线手柄进行控制运行。巡检过程中，当机器人电池电量不足时可以自主返回充电房充电。智能巡检机器人控制系统框图机器人基本操作蛋鸡养殖机器人是智能机器人系统的核心，主要用于鸡舍内进行巡检，并将采集的环境状态数据及病害生物数据等数据通过无线网络传送回机器人监控后台。外部环境检查外部坏境检查的内容包括鸡舍环境、更换鸡群、路面情况等。例行检查不通过的情况：(1)更换鸡群（鸡笼更换雏鸡）(2)鸡舍路面清扫(3)大面积检修（检修时所使用的设备对定位及图像抓取有影响）(4)充电房自动门没有关闭(5)存在其他影响巡检车运行的情况以上任一情况出现，都视为外部环境检查不通过，不适合智能机器人执行巡检任务，必须在异常恢复后才能继续下一步操作。机器人状态检查机器人状态检查的内容包括机器人云台镜面状态、机器人激光状态、机器人初始位置、客户端自检模块报警状态、机器人定位状态等。以下任一情况出现，都视为机器人状态检查不通过，不适合执行巡检任务，必须在异常恢复后才能进行巡检操作：1).机器人云台镜面有污渍2)机器人激光表面有污渍3)机器人初始位置不在充电房内4)客户端自检模块发生报警5)机器人定位不正确。本地监控后台操作客户端软件的使用者主要是饲养员，所以软件界面设计的简洁、方便，能一幕了然的查看到与机器人相关的任何信息，并且能通过简单的鼠标操作来完成对机器人的控制操作。客户端软件主要操作界面包括了实时监控、巡检计划、远程遥控、数据分析、历史查询、配置中心、帮助（其中配置中心与帮助界面还在开发中这里不做说明）。实时监控界面，主要作用是在机器人处于巡检状态时，查看机器人当前的位置、巡检的路线、将要巡检的设备信息、巡检过程总实时的高清和红外视频、巡检过程中实时的巡检结果等信息，如图所示，该界面主要包括了电子地图、可见光视频、红外视频、微气象信息、近期巡检任务、运行信息等功能。(1)电子地图电子地图控件具备了与地图相关一些强大的功能，包括显示巡检环境地图、显示机器人位置、显示巡检点、显示巡检路线、设备机器人初始位置、发送临时巡检任务等功能。(2)可见光视频可见光视频控件实时显示了机器人上高清相机当前的图像，让用户能实时的观察到巡检过程中高清设备的信息（主要为表记设备）。该控件还提供了高清视频的截图、录像和全屏显示功能，具体操作会在第四部分远程遥控巡检中再做详细描述。(3)红外视频红外视频控件主要功能与可见光视频控件基本相同，实时显示了巡检机器人上红外相机当时的图像，如图所示。红外视频(4)微气象信息微气象控件主要功能是显示微气象设备采集到的实时气象数据，包括了实时的温度、湿度、风向、风力、气压等信息，如图所示。微气象信息(5)近期巡检任务近期巡检任务控件，主要显示了与巡检任务相关的一些信息，包括了一条最近的巡检历史、一条正在巡检的巡检信息、一条下一个最近的巡检任务等信息。点击进入巡检日历按钮，则能够跳转到生产管理页面，查看具体的任务信息，如图所示。近期巡检任务(6)运行信息

巡检信息控件包含了三部分信息，分别是巡检信息、机器人信息、软件信息。巡检信息：实时显示巡检过程中对当前设备巡检分析后获得的巡检结果值，使得用户能第一时间查看巡检结果。该控件还提供了双击跳转的功能，双击列表中某条信息则能跳转到历史查询界面，查看该设备本次巡检具体的图片信息等。机器人信息：显示机器人本身某些设备状态，包括急停、充电、碰撞、激光停障、充电门状态等信号状态。控制机器人上车灯、充电门的开关等功能，如图所示。机器人信息软件信息：显示机器人工控机中运行的软件所打印的一些信息，可用于机器人故障的排查，如图所示。软件信息(7)行走路线机器人监测的路线需要针对不同的应用功能，规划最优路线，以采集到尽可能多的有价值的数据资源，如当巡检与常规巡检不一致时的规划寻优；机器人设计宽度需要根据舍内通道宽度，按照现有的560mm的尺寸数据，两侧有喂料行车时，机器人通行会有障碍。自主巡检巡检任务指定机器人要巡检的设备，是巡检机器人运行的关键所在。机器人根据要巡检的设备列表来规划巡检的路径，根据要巡检设备的类型来决定巡检模式。软件提供了四种方式来下发巡检任务，分别是常规巡检任务的下发，定时巡检任务的下发、特殊巡检任务的下发及自主充电任务的下发。遥控巡检通过对机器人进行遥控，遥控的过程中为了保证机器人的安全，可以通过可见光视频和激光雷达等辅助控件来观察机器人当前周边的环境。遥控机器人到合适位置，通过界面或者键盘控制云台运动，使得高清相机和红外相机能够对准需要巡检的设备。此时，可以右键点击可见光视频控件或红外视频控件，选择截图或者视频录制，手动截取该设备的高清或红外信息，完成任意设备的遥控巡检。查询操作(1)检查巡检数据巡检数据的查询可以通过报表查询和设备查询两种模式。报表查询模式与巡检任务紧密相关，通过巡检任务信息进一步查询到与该任务相关的所有设备的详细巡检信息。(2)导出巡检报表巡检结束后能自动生成巡检报表。进入[历史查询]界面，点击<导出>按钮，能将巡检报表保存为excel格式。巡检报表中罗列共巡检多少设备，其中多少正常，多少异常，以及所有设备的详细巡检信息等数据，如图所示。(3)编辑缺陷信息客户端软件支持对巡检数据进行编辑说明。进入[历史查询]界面，[设备清单]中用红色字体显示的为机器人判断巡检结果异常的数据，根据实际情况编辑设备信息，勾选是否异常，点击<提交>按钮，能将缺陷列表保存为word格式，如图3.1.25所示。(4)上电状态检查一次巡检任务结束后，操作人员需检查机器人自主充电是否成功，为下次巡检做准备。上电成功后，客户端软件的标题栏上电池电量会在短时间内有明显上升，且[实时监控/软件信息]栏会打印自主充电的信息。远程集控后台操作远程遥控界面，主要功能是让用户能够根据需求，遥控机器人到任何允许的地方，对特定的设备进行手动的巡检，并且可以截取对该设备的高清和红外图像和视频。该界面主要包括了可见光视频、红外视频、电子地图、雷达、车体控制、云台控制、模式切换等控件，如图所示。远程遥控界面其中可见光视频、红外视频、电子地图等控件的主要功能与实时监控中的基本相同，这里不再做说明。(1)雷达雷达控件主要的作用与汽车倒车雷达的功能基本相同，实时显示了巡检机器人前后的激光信息，用来在遥控中提示机器人周围障碍物的距离，如图所示。雷达(2)车体控制车体控制的主要作用与汽车方向盘类似，通过点击控件中的不同区域来控制巡检机器人前进、后退、左转和右转。此外，该控件提供了相应的键盘遥控功能，在键盘中按住与图片中相应的字母，也可以控制机器人运动，所示。车体控制(3)云台控制云台控制控件的主要作用与车体控制的基本相同，通过鼠标点击和键盘相结合的方式实现对云台抬高、降低、左转、右转、变倍等的运动控制，如图所示。云台控制(4)模式切换模式切换控件的主要作用是，实现按钮遥控模式与摇杆遥控模式之间的切换，如图所示。模式切换AGV功能AGV的基本用途纵观国内外ＡＧＶ的应用实例，ＡＧＶ大体上用于以下三个方面：1．物料搬运在工业现场ＡＧＶ常用于工位间或自动仓库与工位间的物料搬运作业。例如在组装线上，ＡＧＶ从自动仓库取出机器零件并送到相应的组装工位。又如在柔性加工系统中，ＡＧＶ依照加工工序顺次将被加工工件送到相应自动机床进行加工，加工好的零件由ＡＧＶ送到质检站测，最后合格品送到半成品库。2．移动工作台在组装或柔性加工系统中ＡＧＶ常作为移动工作台使用。以欧美一些汽车厂为例，在轿车组装过程中从汽车底盘焊装组立、安装悬挂系统、车轮和制动系统、安装发动机、变速箱、离合器、安装转向系统、安装汽车外壳、安装风档玻璃和座椅到整车配电等一系列组装过程都是在一台ＡＧＶ上进行的。又如在欧美一些柴油机厂中，柴油机一系列的组装过程也都是在一台ＡＧＶ上完成的。3．与机器人或机器手配合在特殊工作环境下代替人工作业在ＡＧＶ上可以安装机器人或机器手，在特殊工作环境下代替人工作业。例如在核电站中代替人在具有放射线的工作环境下进行遥控作业。本项目偏向第二个应用，即移动工作台。AGV基本车型和典型应用1．列车型ＡＧＶ列车型ＡＧＶ是最早开发的产品，它由牵引车和拖车组成，一辆牵引车可以拖挂若干节拖车。这种车最适合成批小件物品较长距离的运输。通常每节拖车上都载有一个带铰链的金属网箱，小机器零部件或用纸箱包装好的显像管、电视机等装在金属网箱里运输。当仓库远离生产车间时运送小机器零部件用列车型ＡＧV最合适。2．平板车型ＡＧＶ这种ＡＧＶ需要由人工装卸载。载重量５００Ｋｇ以下的轻型车主要用于小件物品搬运，适用于电子行业、家电行业、食品行业、图书馆、医院、事务所等地方。载重量０.５Ｔ以上的平板车型ＡＧＶ可在组装线上作为组装移动工作台使用，用于汽车行业、柴油机行业等地方。3．带移载装置的ＡＧＶ这种ＡＧＶ小车上装有输送带或辊子输送机等类型移载装置。它们常和地面板式输送机或辊子输送机配合使用，实现无人化自动搬运作业。这种车常用在自动仓库与组装工位或加工工位间运送托盘货物。4．货叉型ＡＧＶ这种ＡＧＶ小车类似人工驾驶的叉车式起重机，本身具有自动装卸载的能力。一般货叉起重量为０.５－－２Ｔ。按货叉在小车上的位置分外普通货叉型ＡＧＶ和横向移载货叉型ＡＧＶ。其中横向移载货叉型ＡＧＶ货叉安装在车的中部，货叉可升降及横向移动。货叉型ＡＧＶ在工厂里主要用于物料自动搬运作业以及在组装线上作为组装移动工作台使用。这种ＡＧＶ适用于在新闻印刷厂和新闻纸厂自动运送纸卷；在柔性加工业中自动搬运工件；在柴油机制造厂组装线作移动工作台等许多地方。5．带升降工作台的ＡＧＶ这种ＡＧＶ主要用于机器制造业和汽车制造业的组装作业。由于车上装有液压升降工作台，可以使操作者在最佳高度下作业，从而改善了工作条件提高工效。近年来在汽车制造长带升降工作台的ＡＧＶ用于发动机合装线上。为了便于安装，该工作台被设计成即可旋转又可在水平方向沿Ｘ、Ｙ方向移动。6．载机器人或机械手的ＡＧＶ这种ＡＧＶ小车实际上是机器人或机械手的运载工具，它将机器人或机械手运送到所要去的工作地点。主要用在特殊环境下代替人工作业。例如在核电站中代替人在具有放射线的工作环境下进行遥控作业；在化工厂中代替人在有毒害气体环境下进行遥控作业。AGV的基本运行方式随着ＡＧＶＳ技术的不断进步，ＡＧＶ的运行方式有很大变化。大体有两种小车控制方案：第一种：控制方案设计思想是强调小车的智能水平，只需操作者通过车上终端设备或由ＡＧＶ地面管理系统（以下简称ＶＳＭ）通过ＦＳＫ无线感应式数字通讯方式向车载微电脑系统输入诸如目标地址或工艺路线编号等信息，小车就能在车载微电脑控制下按要求完成一系列作业。这种控制方案不需要ＶＳＭ给予更多的支持。第二种：控制方案设计思想是强调ＶＳＭ的作用，由ＶＳＭ对系统中的ＡＧＶ进行实时控制。ＡＧＶ与ＶＳＭ间以无线数字通讯方式交流信息，ＶＳＭ掌握系统中各小车的实时位置和状态，对小车进行实时控制和调度。该方案技术关键的障碍是无线数字通讯环节，一旦通讯环节受到干扰小车就要失控。对于简单系统来说第一种小车控制方案比较适用，在实际应用中ＡＧＶ主要用于从一个站到另一个站的物料搬运或在生产流水线上按工艺流程次序依次从一个站到另一个站做物料搬运。这是ＡＧＶ小车两种最基本的运行方式。为了使ＡＧＶ小车在不倚靠ＶＳＭ给予更多支持条件下能按上述两种基本运行方式运行必须做两件事：１.按用户线路编制一个关于行车路线的（“内部地图”）的软件，存入车载微电脑系统内存中，“内部地图”的作用是在运行时指示车载微电脑从一个站到另一个站的行车路径。２.操作者通过设置在小车上的终端设备或由ＶＳＭ通过ＦＳＫ感应式数字通讯方式向车载电脑输入小车要去地方的目标地址或小车将要服务的工艺路线编号。车载电脑一旦收到这个信息，小车行车路线就被确定下来了。之后小车在微电脑的控制下自动驶向目标地址。AGV的导向系统ＡＧＶ导向系统是ＡＧＶＳ的基本组成部分之一。近年来ＡＧＶ导引技术已经有很大发展。十年前几乎所有ＡＧＶ都是采用电磁波导引，而今光电导引、磁电导引、磁气导引、化学导引、以及诸如三维空间导引、网格导引、惯性导引等无导引线的导引技术已占据市场相当大的比例。AGV的区域闭锁为了防止ＡＧＶ小车在合流点以及追尾相撞，在系统中我们划分了若干区域并规定在一个区域里只允许有一辆车进入以防止小车相撞。在用户系统中常有一些分支（道岔）和交叉路口，为了防止ＡＧＶ小车在这些地方的合流点处发生撞车事故，规定当有一辆车进入道岔合流部区域时不允许再有其它车辆进入该区域，对该区域实行闭锁。当这辆车驶离该合流点后才允许其它车辆进入该合流部区域，这样就能有效地防止来自不同方向的车辆在道岔或交叉路口合流处发生撞车事故。AGV通讯ＡＧＶ通过通讯手段与ＶＳＭ（地面管理系统）互相联系和传送信息。通常使用道德通讯方式有：超短波无线数字通讯、ＦＳＫ无线数字通讯、红外光通讯等。其中超短波无线数字通讯和ＦＳＫ无线数字通讯用于ＡＧＶ小车与ＡＶＳＭ间的通讯，而红外光通讯主要用于ＡＧＶ小车与地面周边设备如辊子输送机间的通讯。美国ＷＥＢＢ公司ＡＧＶＳ采用载频４６０ＭＣ－－４６５ＭＣ超短波无线数字通讯，发射功率为此１Ｗ。采用超短波无线数字通讯的主要问题是首先必须向无线电管理部门提出申请，履行波道审批手续，而这个过程可能耽误较长的时间。另一个问题是工业干扰问题，为了防止干扰先要对工业现场电磁场分布做详细测试选择一个最有利的位置安放无线通讯设备，这是比较难做的工作。我们向用户推荐长波ＦＳＫ感应式无线数字通讯方式，因为长波在我国很少使用，同时采用感应式通讯方式不需很大的发射功率，因而在工业现场使用时即不会干扰周边其它设备，也不易受其它设备的干扰，工作可靠。当然和超短波无线数字通讯相比，因为长波无线数字通讯载频较低，所以调制频率受到限制通讯速度较低，一般为９６００波特率以下。当系统较大要求通讯速度较高时必须使用超短波无线数字通讯。AGV地址识别技术在ＡＧＶ场中每一个道岔、交叉路口和停车站都设置一个携址装置或设施，每一辆ＡＧＶ小车上都装有一个地址编码阅读器，这些就构成了地址编码系统。ＡＧＶ小车靠系统中的携址装置或设施了解当前行驶到什么地方，从而决定下一步的去向或操作。目前常见的地址码系统有以下几种：1．发射机应答器这是一种被动式的地址码系统，携址装置是一个叫做发射机应答器的装置，又被称做“电子标牌”，它工作时不需要供电，目前这种“电子标牌”有可改写和不可改写两种产品。在ＡＧＶＳ中这个“电子标牌”被埋设在道岔、交叉路口或停车站的地板下。在ＡＧＶ小车上安装一个地址阅读器。ＡＧＶ小车行驶到道岔、交叉路口或停车站当小车上的阅读器对准下面的“电子标牌”时，在阅读器发射的高频电磁波的激励下，“电子标牌”对其产生调制作用，阅读器接收到调制信号后经高频放大，解调还原出“电子标牌”所携地址编码，最后通过标准ＲＳ－－２３２串行口输出，可与微电脑ＲＳ－－２３２串行口相接。2．磁编码系统磁编码系统广泛应用于积放式链式输送机上。携址装置主要由小磁铁组成，一块块小磁铁以Ｓ极、Ｎ极按编码交错排列布置，形成磁性编码板。读址器主要由干簧管组成。磁性编码板安装在道岔、交叉路口或停车站上，ＡＧＶ小车经过这些地方当小车的读址器对准下面的磁性编码板时，读址器上的干簧管将磁性编码信号转变为数字编码信号。3．光地址编码系统光地址编码系统也是一种被动式的地址码系统。携址装置是一块光地址牌（code）。使用时只需将光地址牌安装在地板上即可。当安装在ＡＧＶ车上的阅读器光电传感头从光地址牌上方经过时便可读出标牌上所持的地址编码。4．感应式地址编码系统这是一种主动式地址码系统。通过埋设在地板下面的导线将编码发送器发出的编码调制信号送到道岔、交叉路口或停车站。当路经这些地方时，车上的接收传感器接收到编码调制信号，经高频放大、信号处理和解调还原出原编码信号，并通过并行接口输出。AGV中的停车站ＡＧＶＳ中的停车站按其功能分为装／卸载停车站，工位停车站和排队停车站。1．装／卸载停车站一般装／卸载停车站常安排在立体仓库ＡＳ／ＲＳ（自动存取系统）出入库的地方和物流系统物料转运的地方，在这些地方装／卸载停车站一般设置在移载机旁或辊子输送机旁。在这里ＡＧＶ可以自动完成装／卸载作业。2．工位停车站在生产车间里有许多加工工位和组装工位，ＡＧＶ小车要在操作工位上停车进行装卸工件、加工工件或组装作业等。一般情况下在工位停车站对小车的停车准确度没有特别严格的要求，但如果需要在车上进行加工则要求小车有很高的定位准确度，一般采用定位销二次定位方法。3．排队停车站有些生产过程是连续的，不允许中途停顿。例如在新闻印刷厂里高速轮转印刷机从开机到结束不容许中途停顿。又如在汽车制造厂发动机合装线，整个生产线是固定节拍的连续的，生产过程中也不能中途停顿。又如在汽车制造厂发动机合装线，整个生产线是有固定节拍的连续的，生产过程中也不能中途停顿。为了确保及时将物料输送到位，除设置工位停车站还必须根据生产节拍安排适当的排队停车站，以确保物料及时供应。排队停车站对生产环节起到缓冲作用。为了补充AGV小车的能量常在排队停车站上安排一定数量的在线充电站，小车可以在排队等待的空闲时间里补充蓄电池的能量。一般排队停车站对小车的停车准确度没有特别要求而对于带有充电站的排队停车站，则要求小车停车准确度小于10mm。AGV蓄电池充电AGV小车的能源是蓄电池，补充能量是不可忽视的环节。目前在AGVS中常用在线自动充电和人工充电两种充电方法，究竟用那种方法充电要由所用蓄电池种类而定。目前AGV小车所用的蓄电池主要有铅酸蓄电池和镍铬或铁镍碱性蓄电池两大类。其中铅酸蓄电池价格便宜充电时间较长（一般要10个小时左右），寿命较短（一般1－2年）。碱性蓄电池价格比较贵，可快速充电，使用寿命较长。1．在线充电当AGV小车采用碱性蓄电池供电时可采用在线充电方式充电，一般把充电站安排在排队停车站或工位停车站处，利用停车空闲时间充电补充部分能量。为了使蓄电池具有充足能量还规定在一周或半个月进行一次彻底充电。2．人工充电当AGV小车采用酸性蓄电池供电时，必须用人工充电方式充电，规定每班充一次电，小车开到充电站由工作人员更换蓄电池或在车上充电。AGV的行走机构早期AGV小车自动运行时只能单向行驶，因而适用环境受到局限。为了满足工业生产的要求，近年来国外已有在自动运行时能前进和后退甚至全方位行驶（前进、后退、侧向和旋转）的AGV产品了，这些成就归功于行走机构的进步。1．两轮差速的行走机构这种行走机构，两行走驱动车轮对称布置在前后中线上，两支承轮前后分别布置在以两行走轮支点为底边的等腰三角形顶点处。小车靠两侧行走驱动轮差速转向，因此不必设置舵轮。该小车机构简单、工作可靠、成本低。在自动运行状态下小车能做前进、后退行驶并能垂直转弯，机动性好。和带舵轮的四轮行走机构小车相比，该车由于省去了舵轮不仅可以省去两台驾驶马达，还能节省空间，小车可以做的更小些。近年来这种机构的小车得到广泛应用。为了提高行驶时车体横向稳定性，可将两轮差速的四轮行走机构做如下改进：将支承轮由原来的两个增加到四个，分别布置在小车底盘的四个角处。2．三轮行走机构三轮行走机构的AGV小车三个车轮分别布置在等腰三角形的三个顶点上，前轮既是舵轮又是行走驱动轮，后面两个车轮是无动力支承轮。三轮行走机构的AGV小车结构简单、控制容易、工作可靠、造价低。该车手动时可前进、后退和转弯，自动运行时只能单向行驶，转弯时后轮中点轨迹偏离导引线（轮迹呈曳物线）。3．带舵轮的四轮行走机构带舵轮的四轮行走机构是在三轮行走机构基础上演变过来的，它相当于把两个三轮车合并在一起，两支承轮对称地布置在小车前后的中线上，前后车轮分别对称布置在以两支承轮支点为底边的等腰三角形顶点处。前后车轮既是舵轮又是行走驱动轮。这种AGV小车在自动运行状态下可全方位行驶，转弯时前后车轮均能跟踪导引线轨迹，机动性比三轮车好适用于狭窄通道作业环境。4．其它形式的行走机构近年来国外公司不断研究出新的行走机构，其中最有代表性的属瑞典麦卡纳姆公司的行走机构。该行走机构设计新颖、机构紧凑，四个驱动车轮以铰接形式分别布置在底盘的四个角上。运行时分别控制四个车轮的转向和转速，利用速度矢量合成原理实现驾驶。后来日本三井公司与麦卡纳姆公司合作在原基础上做了改进，推出了三井－麦卡纳姆车轮系统，其性能比原来又有所提高。这种AGV小车可实现全方位行驶。AGV小车控制系统概述1．AGV小车控制系统硬件框图AGV小车控制系统采用三星公司ARM7内核芯片44B0X来实现核心控制，附带各种外围扩展模块，实现高速实时的对小车控制，与计算机控制软件通信。S3C44B0X提供了丰富的内部器件，包括:8K字节的CACHE，内部SRAM,LCD控制器，自动握手的两通道UART，4通道DMA，代用PWM功能的5通道定时器，丰富的I/O端口，RTC,8通道10位ADC，IIS,IIC，同步SIO接口等。框图如下：本控制系统采用S3C44B0X作为核心处理的CPU，并且在板上带了2M字节的FLASH，8字节的SDRAM构成最小系统。带有10/100M自适应网卡芯片，USB接口芯片，IIC存储芯片构成完整的应用系统。为了更适用于AGV小车控制系统领域，本控制系统除了核心控制板之外，还带有一块LCD，键盘扩展控制板。LCD为松下256色彩屏，8寸640×480象素，更直观的将小车状态实时表现；20个键组成的键盘阵列能让操作者更方便的输入各种配置信息和路径信息。扩展板上带有丰富的状态表示发光管，所有发光管可根据用户的要求编程，除了已经应用于当前小车的AD,DA，还留有足够的备用AD,DA接口，方便用户自己扩展功能。小车控制系统硬件结构图如下：2．小车控制软件介绍小车控制软件主要功能为小车配置，小车路径输入，小车行走状态表示等。小车配置能配置小车的各种参数，包括小车地址，小车各档速度，小车控制方式等，并且能预览小车行走地图，减少错误的路径信息。小车行走状态图能显示当前小车的所有状态，比如地址，控制方式，运行方向，障碍信息，当前路径的ID号，当前遵循的导引线号，停车倒计时等信息。小车路径表能在小车上输入或者显示计算机传送的路径信息，共可预设27条路径信息。AGV小车计算机通讯协议通信方式：异步半双工，1位起始位＋8位数据位＋1位停止位无奇偶位，无流控波特率：9600bps协议格式：协议头：AAH+BBH小车地址：00H-07H由于本系统只有一台小车，所以小车地址默认为00h功能号：01H计算机轮讯小车是否在线02H小车应答计算机的轮讯03H计算机发送路径信息04H小车应答路径信息，接收成功并请求下条路径05H计算机要求小车开始运行06H小车应答启动指令，开始运行07H小车完成当前路径08H小车完成当前路径表内所有路径，到达永久停车站09H小车被人为中断执行路径，非正常停车协议尾：0DH+0AH具体格式如下：AAH+BBH+小车地址+功能号+0DH+0AH计算机轮讯小车是否在线：AAH+BBH+00H+01H+0DH+0AH，小车应答计算机的轮讯：AAH+BBH+00H+02H+0DH+0AH，计算机发送路径信息：AAH+BBH+00H+03H+路径编号+导引线号+小车速度+小车方向+目的地址卡号+停车时间分+停车时间秒+滚筒阀动作+0DH+0AH，路径编号从0-27，最大只能输入28条路径来组成完成的路径表，导引线号从0-2，一共只有3条导引线，小车总是在三条线路上不断切换，实现各种行走方向，小车速度从0-4，分别代表一个速度档位，0为静止，4位最高速，小车方向从0-1，0为正向前进，1为反向前进，目的地址卡号：小车进行路径切换是通过读取地面上的RF射频卡来实现，地址卡号为射频卡的编号，停车时间分从0-59代表0分钟-59分钟，停车时间秒从0-59代表0秒钟-59秒钟，两者结合，能实现停车59分59秒，当停车时间分和停车时间秒为88分88秒，代表小车永久停车，当前路径为整个路径表的最后一条路径，滚筒阀动作00代表不动作，01代表正转，02代表反转，滚筒阀动作只能在小车临时停车时才能有效，所谓临时停车就是有时间限制的停车。小车应答路径信息，接收成功并请求下条路径：AAH+BBH+00H+04H+0DH+0AH计算机要求小车开始运行：AAH+BBH+00H+05H+0DH+0AH小车应答启动指令，开始运行：AAH+BBH+00H+06H+0DH+0AH小车完成当前路径：AAH+BBH+00H+07H+0DH+0AH小车完成当前路径表内所有路径，到达永久停车站：AAH+BBH+00H+08H+0DH+0AH小车被人为中断执行路径，非正常停车：AAH+BBH+00H+09H+0DH+0AH技术参数1．导引方式：电磁导引，导引介质电磁线2．运行速度：0—1米/秒3．供电方式：24V—40AH电瓶供电，正常使用2年4．速度调节：0-1米/秒5．转弯半径：最小1米6．载重：>30KG7．温度要求：-10-40℃8．湿度要求：小于90%9．防撞装置：前后带有超声波雷达。并带有开关保险杠，触发器件：行程开关10．行走方式：双轮差速行走，后轮驱动11．导引精度：±10MM12．停车精度：±10MM13．充电方式：外配自动充电器14．充电电源：AC220V50HZ15．导引信号：配有标准信号发生器16．环境要求：不允许在强电磁场环境下运行17．路面要求：基本平整，有足够的摩擦系数，不能是金属地面18．导引方式：多频磁导引，至少支持2路不同频率的导引线路19．运行方式：连续运行20．控制方式：小车面板手动控制，计算机远程控制网络及视频传输方案组网示意及说明鸡舍以IEEE802.11技术为主，能够满足蛋鸡养殖机器人数据采集和设备控制等业务需求，同时能满足未来对无线传感器网络环境应用的可行性。系统结构如下：交换机交换机接入控制器AC接入点AP接入点AP接入点AP防火墙SDH/MSTP、无线宽带网络核心业务网络机器人视频监测系统系统环境监测系统固定无线终端固定无线终端系统方案及网络模型示意图FITAP通过工业以太网交换机接入鸡舍SDH/MSTP局域网AC通过传输承载网络，对多个鸡舍内的FITAP进行管理核心业务网络通过RADIUS服务器对宽带无线局域网终端进行鉴权和授权，防止非法终端接入无线局域网与核心业务网络之间、核心业务网络与Internet之间，使用物理隔离和防火墙数据隔离的方式，实现二次网络安全防护工程实施设计设计目标系统提供全IP架构的接入方式，支持以太网或光纤网络作为传输承载网，可选择就近的SDH或MSTP网络接入企业内网，也可结合XPON技术，实现无线与有线接入方式的融合。组网规划IP编址方案IP编址方案包括如下几部分：无线交换机AC、7个AP、接入终端；设备IP备注无线控制器A.B.0.5/24中心站AP1A.B.5.1/27室内AP2A.B.5.33/27室内AP3A.B.5.65/27室内AP4A.B.5.97/27室内AP5A.B.5.129/27室外AP6A.B.5.161/27室外AP7A.B.5.193/27室外

传输和承载网络与现有传输承载网络兼容的有线接入方式，包括SDH和MSTP传输方式。平水变目前采用SDH网络，AP数据通过交换机汇聚以后接入SDH网络。频率规划Wifi频率为公共频率，IEEE802.11b/g/n定义被操作在2.4GHz（2.4-2.4835）GHz的频率。802.11a/n被操作在有更多信道的5.8GHz（4.9GHz到5.875）频谱中。AP650支持820.11a/b/g/n.1、在一个AP覆盖区内直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的信道同时工作。考虑到制式的兼容性，相邻区域频点配置时宜选用1，6，11信道。2、频点配置时首先应对目标区域现场进行频率检测，对于覆盖区域内已有AP采用的信道，应尽量避免采用。3、对于室外区域干扰宜采用调整天线方向角，避免天线主瓣对准干扰源的方式或调整功率。4、覆盖区频点配置时，为了实现AP的有效覆盖，避免信道间的相互干扰，在信道分配时宜引入移动通信系统的蜂窝覆盖原理。对1，6，11信道进行复用，见下图。5、室内AP覆盖区频点配置时应充分利用建筑物内部结构，从平层和相邻楼层的角度尽量避免每一个AP所覆盖的区域对横向和纵向相邻区域可能存在的干扰。6、设计时指定规划覆盖区域的每个AP的工作频率，不宜考虑AP自动频率调整功能，防止频率的频繁调整而导致用户无法接入。集中管理架构通过无线交换机AC管理整个网络，网管人员只需在无线交换机上就可开通、管理、维护所有AP设备以及移动终端，包括无线信号发射、安全、接入认证、移动切换。具体可以表现以下几个方面：AP零配置AP无需任何配置，即插即用。所有对无线网络的配置都在无线交换机上完成。AP支持PoE供电，在连接上网线后，AP可以通过DHCP方式自动获取WirelessSwitch的地址列表，然后通过WISPe(WirelessSwitchProtocolenhanced)与WirelessSwitch进行通信。流量转发模式：集中转发和本地转发考虑到无线网络维护的方便性，所有室内室外AP，都由位于汇聚层的的无线交换机AC来进行统一的管理控制，也就是无论处于NAT防火墙、宽带路由器、交换机后面的AP都可以通过AP到AC的WISPe隧道直接接受无线交换机AC的集中管理。本地转发，在采用集中管理的同时，所有的流量不需要经过AC，而是从AP直接转发到相对的路径上。如AC发生故障时，AP还可以转发流量。无须改造现有网络AP可以无缝接入现有网络。远程AP使用DHCP方式获取地址后就可以跨越3层路由器，甚至跨越互联网络，与WirelessSwitch进行自动连接。由于使用DHCP方式，网络的规划、网络的扩展可以集中而简单地对DHCP作配置即可，而无需去修改分散各地的成百上千的远程AP。更换和升级AP方便所有配置维护都可以在中心机房完成。接入端的维护更是无需专业管理人员，即插即用。在AP

出现故障时，可以简单地将新的AP插上即可。无需任何配置。在WirelessSwitch作升级后，可以自动对所有AP作升级，避免对每个AP手工升级的工作。统一的网络管理无线交换体系能够对于硬件、软件配置和网络策略进行统一管理，所有配置在无线交换机上完成即可。向所有接入点自动部署配置。AP设备安装馈线的安装用于连接AP和天线，为了尽量减少馈线的插入损耗，应将馈线与设备及天线连接接口擦干净再紧固接头。网线的安装无线AP与交换机、网线供电模块连接的网线，因设备常安装在较高处或通信塔，为减少外界对数据的影响，网线应选用屏蔽网线，及屏蔽接插件。因网线在室外使用，应对网线作好保护措施，露天网线必须穿管，并固定牢固。在靠近设备的网线，应穿软管，并制作防水弯。接头防水处理室外设备的各个连接接头，至少要作三层防水处理，第一层用防水胶带将接头缠好，第二层使用防水胶泥进行处理，第三层再用防水胶带缠好。如设备安装比较恶劣的环境中，可增加胶带的层次，这时需要重复第二、第三层防水处理的步骤。无线网络避雷接地处理安装扩频通信设备的站点，应有完善的防雷接地系统。防雷接地标准应符合YD5004-94《数字微波接力通信工程设计规范》、YD2011《微波站防雷与接地设计规范》和YD26《通信局（站）接地设计暂行技术规定》，接地电阻应≤5Ω。架装天线的支架或铁塔应与楼顶接地系统良好连接。根据相关国标/国际标准，要求必须在室外无线设备旁架设避雷针（直击雷防护处理），射频端口必须设置相应避雷器；室内设备射频端口、LAN口也必须设置相应避雷器（感应雷防护处理）；射频线缆的金属屏蔽层、避雷器必须做等电位接地处理。当天馈线系统受到雷击时（或有高压磁场）所产生浪涌不要进入系统设备，通过接地及时的放掉浪涌来保障系统设备以及工作的安全。避雷针：通过在天线旁边架设避雷针来引开雷电的袭击，避雷针为良好导体比天线高，当雷电来时会由避雷针将其引走，避雷针需要良好的接到大地上，接地电阻小于5欧姆。射频避雷器：在无线设备外接天线系统中接入射频避雷器，当天馈线受到雷击时，避雷器在雷电来时它会及时与设备断开，通过连在避雷器外部的接地线把电流放掉后，并自动恢复连接。馈线的接地线要求每20米做一个接地，所以通常接地线到馈线头不超过20米时可以在接地线近处接地。避雷器安装在馈线和设备之间，从避雷器引出接地线接至地极。地极接地电阻要求5欧姆以下，一定要连接牢固，确保受雷击时可正常放电。连接室外部分和室内部分POE的RJ-45线这根RJ-45线为标准8芯直通线，在室外安装时应该用PVC管或其他符合室外安装标准的材料加以保护。无线射频管理自动射频管理由于无线射频信号是一种无形的东西，它的强度和所在的信道一般都需要根据经验手工调整，要做到无线信号均匀分布，信道的利用率高，无信道干扰并不是件非常容易的事情，但是Motorola系统的RF智能控管可以自动调节网上所有MotorolaAP的射频信号特性。可以保证无线信号均匀分布，信道的利用率高，无信道干扰，无线网络做到最为优化的运行。通过RFPlanning的SmartRFCalibration功能来自动调节整个无线网络上所有AP的无线射频信号频率和功率。启动了SmartRFCalibration以后AP和AP之间会自动互传有关无线射频信号的信息和调整射频信号的参数，直到AP之间达到了一个最优化的无线射频信号运行环境。当无线网络经过SmartRFCalibration调整后而正式运作时，网络管理员可在Motorola交换机内启动SMARTRF功能，则无线网络上所有的MotorolaAP都会在设定的时间内自行扫描其它的无线频道。所谓射频信号扫描，是指MotorolaAP从一个射频信号频道跳到另一频道时，如Ch1到Ch2到Ch3，由于扫描的速度非常快，所以对于在线的无线用户（指连接到AP上在同一频率上的无线终端）的传输过程是不受到影响的。当AP停留在一个频道时，它会把在这频道上收到的无线射频信号信息转送回Motorola无线交换机。这样Motorola无线交换机就对整个无线网络上的射频信号情况有了一定了解和记录。当某一覆盖范围内的射频信号改变，如出现干扰AP所发出的射频信号或其它应用所发出的射频信号等，Motorola无线交换机就会把所获取的无线射频信号资料做分析，以确定是否需要调整范围内AP的无线射频信号。无线空洞检测集中控制型WLAN热点接入设备支持自动功率调整。当一个瘦AP失效时，周围瘦AP能够自动调整功率补偿失效AP的覆盖，具体实现如下图所示：例如在三个AP所覆盖区域，如果其中一个AP出现了故障，那么检测AP将检测到故障，并触发邻居增加发射功率，对故障AP所覆盖范围进行覆盖区域进行补偿恢复。而且可以检测到多种故障情况，如天线故障、AP以太网故障、AP因为障碍物引起的不可视、AP损坏等。可以配合控制设备完成全局的动态功率控制，通过增加功率支持无线空洞补偿、通过降低功率避免高密度部署环境下复用频点小区间的干扰。用户在AP覆盖区域移动，但移动到边缘情况下，用户信号强度以及接入速率低于设定要求，出现的无线覆盖的空洞，这时AP将增大发射功率对无线空洞进行补偿，而在高密度覆盖情况下，检测器将能够检测到信号覆盖状况，并全局调整AP的发射功率，减少区间干扰。系统的抗干扰措施当AP设备启动时，会自动搜索已经存在的无线信号，主动躲避由噪音的信道，选择无噪音的信道作为自身的工作信道。在AP设备已经完成启动后，还会实时监听信道噪音。当发现当前的工作信道出现外来信号噪音，AP会自动判断该信号是否来自欺诈AP。如果是欺诈AP，则通知网络管理员；如果不是，则自动选择最清晰的信道，以保证信号质量。无线系统可以对WiFi和非WiFi的设备进行统计告警以及分析。无线WLAN的Qos机制语音等特殊应用对无线网络的带宽和时延敏感，WLAN采用802.11e来保证不同应用的优先级，在无线接口上共有四个队列，每个队列均有相应的CWMIN/CWMAX值，对应访问无线链路的不同优先级，从而不同队列中的应用数据可以有不同的服务质量。QoS指的是网络通过不同的网络技术为特定的网络流量提供更出色服务的能力。QoS技术是园区网络中的企业级多媒体和语音应用的重要组成部分。QoS让网络管理人员可以与他们的网络用户制定服务水平协议（SLA）。QoS能更加有效地实现网络资源的共享，加快关键任务型应用的处理速度。QoS可以管理对时间敏感的多媒体和语音应用流量，确保这些流量获得比尽力而为型数据流量更高的优先级、更多的带宽和更低的延时。利用QoS，网络管理人员可以更加有效地管理LAN和WAN的带宽。 QoS可以通过下列方式提供增强的、可预测的网络服务：为关键的用户和应用提供专用带宽控制抖动和延时（满足实时流量的需要）管理和最大限度地减少网络拥塞对网络流量进行整形，让流量平稳传输对网络流量进行优先级划分 QoS功能的作用在一