agv调度监控系统的设计与实现【字数：15286】
摘 要近年来，随着物流运输产业发展迅速，智慧物流的兴起，工业AGV的应用越来越广泛，人们对AGV调度的工作流程、工作效率等等提出较高要求。本次课题基于对如何高效的实现AGV的引用展开设计，主要对人工控制、自动循迹、智能调度三大功能进行设计。本文围绕调度监控系统及其算法进行设计与实现，基于Visual Studio在.NET环境下进行开发。整个系统的设计基于数据的传输与处理。数据传输介质为wifi，利用TCP/IP协议实现通讯，数据的储存利用微软系统中的SQL数据库。调度系统开发基于WPF平台下进行设计。监控系统的设计基于WebService平台，借助于网页信息动态更新技术实现AGV状态实时监控，其数据索引于SQL数据库。调度算法利用当下流行的A-star算法计算最短距离，进而实现车辆安排和路径安排。根据实现结果和调度效率，本次系统的设计达到预定要求，系统的运行效率可观。
目 录
1. 绪论 1
1.1 AGV调度监控系统的背景和意义 1
1.2 AGV综合控制系统概述 1
1.2.1 控制系统设备布局 2
1.2.2 控制系统功能简介 2
1.2.3 控制系统框架构建 3
1.3 论文章节安排 4
2. 系统总体方案设计 5
2.1 课题研究目的与内容 5
2.2 课题研究方案 5
2.3 相关技术简介 6
2.3.1 WPF技术介绍 6
2.3.2 XAML编程 6
2.3.3 SQL 数据库介绍 6
2.3.4 WebService介绍 7
2.4 本章小结 7
3. AGV调度监控系统的设计 8
3.1 SQL数据库的建立 8
3.2 WPF程序设计 9
3.2.1 控件布局与设计 10
3.2.2 数据库的连接 11
3.2.3 路径界面的加载 12
3.2.4 服务器监听 13
3.3 监控界面设计 13
3.4 本章小结 16
4. 调度分配与路径计算 17
4.1 系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
统调度分配. 17
4.1.1 任务分配原则 17
4.1.2 调度分配实现 18
4.2 最优路径计算 20
4.2.1 算法选择 20
4.2.2 Astar算法分析与设计 20
4.3 AGV运动控制 22
4.4 非技术因素考虑 26
4.5 本章小结 26
5. 系统调试与分析 27
5.1 人工控制 27
5.2 自动循迹 27
5.3 智能调度 27
6. 总结与展望 32
6.1 总结 32
6.2 对环境及社会可持续发展的影响 32
6.3 展望 32
参考文献 34
附录 35
致谢 40
绪论
AGV调度监控系统的背景和意义
AGV(Automated Guided Vehicle)，即自动导引运输车。AGV控制系统分为地面控制系统及车载控制系统，其中，地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能。随着柔性制造系统的广泛应用和物流自动化运输系统的快速发展，AGV技术得到了快速发展。从一开始对单台AGV的研究，发展到了对多AGV组成的物流系统的研究。而多AGV的路径规划作为直接影响多AGV系统整体性能的重要部分，一直倍受广大学者的关注。
现如今，国内的一些以京东阿里为主导的电商的兴起，使得网购的观念深入人心，自动化物流也随之兴起，大大提高效率、节省人力资源。但随之也出现一些问题,人工的搬运不仅需要耗费大量的人力，而且效率低下,AGV运输成本占总成本的比重较高，运输路径的单一、调度策略死板使得车辆任务死锁，任务饥饿，人工的管理成本也大大增加。此时对AGV实现调度准确性和路径的最优化有着极大的要求，高精度的实现调用和路径规划，对提高物流作业效率、降低运输成本有重大意义。针对作业效率，国内外学者也对任务分配、路径规划、容错率诊断进行研究，取得诸多成果。关于调度寻优的问题，也提出诸多数学模型和调度算法进行研究，包括进化算法、数学算法等等都获得一定成效。AGV系统由于自身的技术优势,将适合更为广泛的工业或非工业需求,得到越来越广泛的应用。
AGV调度监控系统作为综合控制系统的头脑，对其科学性、可行性研究的热度一直只增不减。本课题也主要围绕调度监控设计进行展开。
AGV综合控制系统概述
AGV综合控制系统包括AGV调度监控系统、遥控器、AGV。借助于学院创新实验室平台，与课题小组成员一同合作完成实现联调。基于对搬运需求的考虑、搬运的效率、人力资源的消耗，小组成员对AGV综合控制系统进行精心设计。
控制系统设备布局
结合实验室场地的条件，AGV综合控制系统平面布局如图1.1所示，路径轨迹布局为“田”字形，在其路径上布置磁条实现自动循迹，同时在路径上按照一定距离布置IC卡用于位置标记。
场地内，AGV一共有八辆可以实现控制。八辆车均可实现独立运动和调度，具体的功能如下节所示。在场地外，放置一个路由器用于覆盖wifi作为数据传输介质。两台PC机，记PC1和PC2，PC1用于调度系统的软件编程和用作数据服务器存储数据信息，PC2带有超大显示屏，用作监控界面，其主要是利用浏览器访问PC1发布的WebService，从而显示监控界面。调度任务是由呼叫点（遥控器模拟）进行呼叫。图中路径上标记的为4个模拟呼叫点位置，可分别实现呼叫，调度系统接到呼叫请求后选择车辆和路径进行调度分配。
图1.1 AGV综合控制系统平面布局
控制系统功能简介
目 录
1. 绪论 1
1.1 AGV调度监控系统的背景和意义 1
1.2 AGV综合控制系统概述 1
1.2.1 控制系统设备布局 2
1.2.2 控制系统功能简介 2
1.2.3 控制系统框架构建 3
1.3 论文章节安排 4
2. 系统总体方案设计 5
2.1 课题研究目的与内容 5
2.2 课题研究方案 5
2.3 相关技术简介 6
2.3.1 WPF技术介绍 6
2.3.2 XAML编程 6
2.3.3 SQL 数据库介绍 6
2.3.4 WebService介绍 7
2.4 本章小结 7
3. AGV调度监控系统的设计 8
3.1 SQL数据库的建立 8
3.2 WPF程序设计 9
3.2.1 控件布局与设计 10
3.2.2 数据库的连接 11
3.2.3 路径界面的加载 12
3.2.4 服务器监听 13
3.3 监控界面设计 13
3.4 本章小结 16
4. 调度分配与路径计算 17
4.1 系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
统调度分配. 17
4.1.1 任务分配原则 17
4.1.2 调度分配实现 18
4.2 最优路径计算 20
4.2.1 算法选择 20
4.2.2 Astar算法分析与设计 20
4.3 AGV运动控制 22
4.4 非技术因素考虑 26
4.5 本章小结 26
5. 系统调试与分析 27
5.1 人工控制 27
5.2 自动循迹 27
5.3 智能调度 27
6. 总结与展望 32
6.1 总结 32
6.2 对环境及社会可持续发展的影响 32
6.3 展望 32
参考文献 34
附录 35
致谢 40
绪论
AGV调度监控系统的背景和意义
AGV(Automated Guided Vehicle)，即自动导引运输车。AGV控制系统分为地面控制系统及车载控制系统，其中，地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能。随着柔性制造系统的广泛应用和物流自动化运输系统的快速发展，AGV技术得到了快速发展。从一开始对单台AGV的研究，发展到了对多AGV组成的物流系统的研究。而多AGV的路径规划作为直接影响多AGV系统整体性能的重要部分，一直倍受广大学者的关注。
现如今，国内的一些以京东阿里为主导的电商的兴起，使得网购的观念深入人心，自动化物流也随之兴起，大大提高效率、节省人力资源。但随之也出现一些问题,人工的搬运不仅需要耗费大量的人力，而且效率低下,AGV运输成本占总成本的比重较高，运输路径的单一、调度策略死板使得车辆任务死锁，任务饥饿，人工的管理成本也大大增加。此时对AGV实现调度准确性和路径的最优化有着极大的要求，高精度的实现调用和路径规划，对提高物流作业效率、降低运输成本有重大意义。针对作业效率，国内外学者也对任务分配、路径规划、容错率诊断进行研究，取得诸多成果。关于调度寻优的问题，也提出诸多数学模型和调度算法进行研究，包括进化算法、数学算法等等都获得一定成效。AGV系统由于自身的技术优势,将适合更为广泛的工业或非工业需求,得到越来越广泛的应用。
AGV调度监控系统作为综合控制系统的头脑，对其科学性、可行性研究的热度一直只增不减。本课题也主要围绕调度监控设计进行展开。
AGV综合控制系统概述
AGV综合控制系统包括AGV调度监控系统、遥控器、AGV。借助于学院创新实验室平台，与课题小组成员一同合作完成实现联调。基于对搬运需求的考虑、搬运的效率、人力资源的消耗，小组成员对AGV综合控制系统进行精心设计。
控制系统设备布局
结合实验室场地的条件，AGV综合控制系统平面布局如图1.1所示，路径轨迹布局为“田”字形，在其路径上布置磁条实现自动循迹，同时在路径上按照一定距离布置IC卡用于位置标记。
场地内，AGV一共有八辆可以实现控制。八辆车均可实现独立运动和调度，具体的功能如下节所示。在场地外，放置一个路由器用于覆盖wifi作为数据传输介质。两台PC机，记PC1和PC2，PC1用于调度系统的软件编程和用作数据服务器存储数据信息，PC2带有超大显示屏，用作监控界面，其主要是利用浏览器访问PC1发布的WebService，从而显示监控界面。调度任务是由呼叫点（遥控器模拟）进行呼叫。图中路径上标记的为4个模拟呼叫点位置，可分别实现呼叫，调度系统接到呼叫请求后选择车辆和路径进行调度分配。
图1.1 AGV综合控制系统平面布局
控制系统功能简介
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