基于DSP的无人物流车运输控制系统设计
文/高鹏超  2021年第7期第142页  2021-06-23

  摘要:智能物流运输是目前十分先进的一项运输技术,近几年来已经被广泛应用于社会各领域中。因此,对基于DSP的无人物流车运输控制系统进行设计。首先,通过驱动反馈模块的电路设计、以太网模块的电路设计两方面来对无人物流车进行硬件的设计;其次,再通过DSP无人物流车方向控制系统、DSP无人物流车物流信息查询系统、DSP无人物流车跟踪功能等三方面对其进行软件的设计;最后,对DSP技术下的无人物流车运输控制系统进行测试,对其稳定性、安全性进行相关验证,以减少无人物流车的事故发生率,促进智能物流运输进一步发展。

  关键词:无人物流车;运输控制;控制系统;DSP技术

  0.引言

  当今社会,随着物流行业的不断进步,人们对物流运输的速度和质量要求越来越严格,大量的快递、货物等加大了传统物流运输的压力,同时也降低了运输的效率。相较于传统物流运输方式,无人物流运输车有着更多的优势。传统运输可能会存在对货物运输信息的掌握出现滞后性的现象,这点在无人物流运输车技术上也得到了改进,它可以对其信息进行实时的跟踪掌握,降低它的滞后性。DSP是一种数字信号处理器,它的处理速度非常快,一般情况下会与CAN进行搭配使用[1]。所以,本文会在DSP技术的基础上,对无人物流车的运输控制系统进行设计,对其进行优化,提高它的控制力。

  1. DSP物流车运输控制系统硬件设计

  1.1驱动反馈模块的电路设计

  在系统的电路中,它的驱动模块是最为重要的一部分,对于控制无人运输车的行驶航向发挥着不可替代的作用。经过测试,电路可接受的最大额定电流为50 A,因此,首先用最大功率的CS连接管把电路连接到驱动模块,然后把A连接到所想模块中的A,这时,电路上的两片芯片可引流,CS被放置到电路中,STM92是一个保护电路安全的控制装置。接下来,打开电路上的引脚装置,将其与电机连接,以此来控制电机的转速。在无人驾驶条件下,当引脚的电平处为高电平时,当引脚的电平处为低电平时,物流车的系统会立即转向停车,即制动;但当引脚的电平处为平衡状态,此时,电平处为均匀电流,车辆加工处为匀速前进。最后,还需将芯片上的WM脉冲装置连接,这个装置是控制电机的转速的,它的电池电压一般被控制在I2 V,在这个范围内,芯片是可以对驱动模块进行方向上的自由控制的,这也使得无人物流车的驱动反馈模块变得更加灵敏。而且,再加上STM92装置的保护,物流车的驱动电路会更加的安全。

  1.2以太网模块的电路设计

  以太网是一种部分性的计算机网络技术,我们称之为计算机网络。对于无人物流车,我们便可以通过网络技术对电路进行设计。第一步,我们要建立控制系统和以太网之间的联系,单路的主要控制器为C52的控制机,它与系统共同组成以太网的模块[2],也就是两者互为通信关系。先在以太网的连接口处接入芯片W3500,这枚芯片的主要作用就是将电路上所有硬件所反映的信息集合到一处,包括它的TCP和IP,将之前连接的通信协议打开,这个协议有较强的信息传输力,再加之芯片对信息数据的集合,数据大致应该集合在一起。但是,在面对如此大量、复杂的数据信息时,也有可能造成电路的卡顿,以此,需要引入更加高级的逻辑电路,将此电路与之前的W3500芯片相连,此时,在处理大量数据时,先通过W3500芯片对数据进行处理,如果数量在芯片的可承受范围之内,就不需要高级电路的帮助,但数据如果过大,就需要在芯片的基础上,在使用高级逻辑电路对信息数据进行一定量的处理,以此来分担点芯片的压力。延长芯片的使用寿命。以太网的模块电路主要是对无人物流车的信息跟踪系统进行设计的,利用引脚PBI2对数据进行收发,使信息获取速度极快,而且信息相对可靠。

  2. DSP无人物流车运输控制系统软件设计

  2.1 设置DSP控制程序参数

  DSP技术对于无人物流车运输系统的控制是需要通过很多参数来实现的,对于无人物流车的不同功能,DSP技术也有着不同性质的参数,需先利用公式计算出相应的参数,结合参数的极限范围,来提高DSP控制程序的精准度。首先计算出相关参数的数值,公式如下:

  Fi=e(r-ai)

  以上那个公式中,Fi表示程序中的总体功能控制参数,e表示参数比,r表示程序中控制点的数值,ai则表示程序中附加控制参数数值。对于控制系统的不同功能,可以对其进行依次计算,得出DSP的程序控制参数。之后,将DSP与系统相关联,使二者建立一定的通信,再将计算得出的控制参数录入到新的大程序中,进行系统初始化指令操作,待完成后,将系统中的参数值设置为固定,继续进行程序设定。

  2.2 智能化控制程序的建立

  根据公式计算出的参数,已将参数录入到系统中,并将系统进行了初始化操作,接下来,需要建立一个智能化的DSP无人物流车运输控制系统的程序。首先,利用JAVA对控制程序进行编程,此次编程是阶梯式的,必须保证前面的参数是正确的,后面指令才会精准无误,随后,固定程序中每一个逻辑线中的控制点,利用Visual C对其进行连接,在连接中,可以进行第二阶段的数据整合。最后,将这两个阶段得到的控制点与整合之后的数据进行相关连,建立出一个新的系统控制程序,这个程序较为智能,可以按照使用者的需要,利用DSP程序对无人物流车进行指令下达,以此来进行控制操作。如图1 所示:

  图1 智能控制程序逻辑参数图

  上图为建立控制程序的逻辑参数图,图中展示的是建立程序所需要的相关参数的逻辑线和控制点,这些点和线相关联,建立出智能化的控制程序。相较于传统物流的控制程序,智能化的控制程序更不易受到其他因素的影响[3]。

  2.3 智能控制程序关联大数据库

  在建立智能控制程序之后,需要将程序与系统中的大数据相融合,先将智能控制程序的外接功能设置为开始,将数据库的数据导出保存好,再利用UPS将程序与数据库相连接,进行通信的建立,当完成建立之后,再将保存好的数据进行导入,利用Visual C数据整合系统对数据进行整合,之后在系统中连接GPS系统,将GPS设备与DSP相关联,GPS系统负责控制程序的定位跟踪,而DSP系统则负责通过GPS的相关定位信息来对其进行控制操作,做出控制指令[4]。连接之后,便完成了智能控制程序与大数据库的连接,完成系统控制。

  3.系统测试

  3.1测试准备

  首先,选取一辆中型无人物流挂车作为测试对象,再选取一项货物运输任务,计算出本次任务所要行驶的全路线,以此做为本次DSP无人物流车测试的主要路线。然后将无人物流车相关的速度控制、方向控制以及信息跟踪控制的相关基础参数输入到DSP系统中作为备用,然后进行测试。参数如表1所示:

  表1 无人物流车基础参数表

  3.2 DSP无人物流车运输控制系统测试

  本次测试是对DSP无人物流车控制系统进行测试。

  首先,先对DSP无人物流车运输控制系统速度控制的测试,利用小型无人物流车将此次要运送的货物进行装车,装车完毕之后,再对无人物流车的功能、系统进行相应的检查、试用,以保证测试中得到数据的准确和可靠。检查完成后,测试开始,控制无人物流车进行行驶,当行驶在车辆较少的路段上时,可以通过DSP系统对其做出适当的加速指令,缩短一定的运输时间。利用DSP技术对方向控制以及其电路设计进行一系列的辅助工作。最后,是对DSP无人物流车运输控制系统信息跟踪的测试。当测试车辆到达运输目的地时,可以利用DSP技术,再加之GPS设备的辅助,可以获取到车辆的相关定位,并将具体的定位数据利用DSP传送回大数据库。经过对比,此次测试距离存在误差,误差为15m,在可控范围之内,证明DSP的跟踪系统数据真实可靠,具有一定的准确性。

  3.3 测试结果

  通过对DSP的无人物流车的控制系统的测试,依照不同的测试时间和测试距离,得出相应的测试数据,如表2所示:

  表2 无人物流车控制状态表

  根据上述测试结果,可以看出DSP无人物流车运输控制系统精准率很高,测试中发现,当控制时间在0~0.5s,控制距离在100m左右时,控制系统的精准度在80%~90%左右,控制时间在5s~15s;控制距离在500m时,控制系统的精准度在90%~95%左右;当控制时间在20s以上;控制距离在1000m时,控制系统的精准度就会接近100%甚至达到100%。再加之,本是测试的测试驱动为200W,与电机转速大致相符合,所以这也表明了测试结果的准确性,说明DSP无人物流车运输控制系统控制力较强。

  结束语

  本文通过对DSP技术下的无人物流车运输控制系统进行设计。在DSP技术下,无人物流运输控制系统在DSP技术下得到了更大程度地应用,它不再沿用传统的物流运输方式,也不再局限于固定的运输流程,而是变得更加灵活、智能化,传统的物流运输控制系统在突发事件后,可能需要人工指令操作来改变路线,有些控制系统甚至会出现向错误路线行驶的问题,但在DSP技术的辅助下,无人物流车运输控制系统得到进一步优化,对于突发情况,DSP技术可帮助系统进行正确分析,做出正确指令,在帮助无人物流车安全运送货物到目的地的同时,也能保证车辆和货物的安全。虽然,DSP无人物流车运输控制系统技术目前相对成熟,但还是存在一定的不足之处,相信在未来DSP无人物流车控制系统会进一步完善起来。C

  (作者单位:郑州信息科技职业学院信息工程学院)

  基金项目:2021年河南省科技攻关项目,项目编号:212102210428

  参考文献 [1]郭保华,任继鹏,刘晓磊,张崭等。基于DSP和CAN总线的大载质量运输设备电制动器优化设计[J]. 机械设计与制造工程,2020,49(04):72-75.

  [2]王丽,卢普伟,林海亮,李祖为等。一种仓储物流搬运机器人控制系统设计与实现[J]. 包装与食品机械,2019,37(03):24-29+33.

  [3]侯文静,杨广东。基于DSP的智能车控制系统设计[J]. 信息技术与信息化,2020(05):234-235+239.

  [4]王梅,丁凰,张媛。基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统设计[J]. 计算机测量与控制,2020,28(04):85-88+94.


【编辑:editor】
上一篇:疫情之下对医院无接触药品配送模式的探究
下一篇:金华市创建华东物流中心实施路径研究
文章二维码分享至手机