摘 要

随着物流行业规模的持续扩大，而由于实际限制，所能使用的场地却十分有限，如果使用传统的作业模式就会使仓储内部就显得臃肿不堪，因而就需要一种运动灵活性更高、自由度更多的自动导引小车（Automated Guided Vehicle）简称AGV。目前AGV技术仍在高速发展当中，AGV的性能与功能都得到不断的提高，因此，AGV的自动化测试也具有十分重大的意义。一款新型的AGV设计制造出来之后，以往都需要人工的测试它的各项性能参数是否达到预期和实践生产要求，这样的测试方式往往比较耗时，效率和精度都不够高。AGV的自动化测试需求将会越来越高，因此本文设计了一款AGV运动性能自动测试平台，通过平台上位机和小车之间的无线通信进行指令发送和数据接受，从而完成一系列测试要求。本次研究的主要内容包括以下几个方面：

首先，阐述了论文研究的目的和意义，并分析了当前自动测试系统的发展状况和国内外研究现状。确定了本文研究的主要内容。

其次，通过查阅相关的资料和技术手册，确定本次测试所设计的各项性能参数，再确定测试所需要用到的各个传感器的选型和参数，最后再进行WiFi模块的硬件选型工作。

再次，设计了一套AGV小车和平台上位机之间通信的协议，成功的实现了对AGV小车的测试项目的指令发送。并能接收小车发来的数据指令，从中解析出小车左右轮速度，行驶距离，陀螺仪角度，当前电量，前方是否有障碍物等信息。并制定一系列测试项目，如直线前进/后退测试项目，最大速度、最大加速度、紧急停车测试项目、左右轮速度对比测试项目、转弯测试项目等等。

最后，通过分析自动测试系统的组成和工作原理，建立了基于Socket网络的自动测试平台的思想路线。通过学习C#编程语言，进行测试平台的编写和调试，最终实现了测试平台能对AGV小车进行一系列测试项目的测试。从而判断该AGV小车的性能是否符合要求。

关键词：AGV小车；自动测试系统；Socket无线通信

Abstract

With the continuous expansion of the logistics industry, due to practical constraints, the available venues are very limited. If the traditional operation mode is used, the interior of the warehouse will become bloated. Therefore, there is a need for more flexibility in sports. The Automated Guided Vehicle is more simply referred to as AGV. At present, AGV technology is still developing at a high speed. The performance and function of AGV have been continuously improved. Therefore, automatic testing of AGV is also of great significance. After a new type of AGV was designed and manufactured, it was necessary to manually test whether its performance parameters meet expectations and practical production requirements. Such testing methods are often time consuming, and the efficiency and accuracy are not high enough. The demand for automated testing of AGV will be higher and higher, so this article has designed a AGV motion performance automatic test platform, through the wireless communications between the platform PC and the car to send instructions and data to complete a series of test requirements. The main contents of this study include the following aspects:

First, the purpose and significance of the paper's research are expounded, and the development status of the current automatic test system and the research status at home and abroad are analyzed. Determined the main content of this study.

Secondly, by consulting relevant data and technical manuals, determine the performance parameters designed for this test, determine the selection and parameters of each sensor that need to be used for testing, and finally perform the hardware selection of the WiFi module.

Again, a protocol for communication between the AGV car and the platform PC was designed, and the instruction of the AGV car test project was successfully delivered. And can receive the data command sent by the car, from the car to analyze the left and right wheel speed, distance traveled, the gyroscope angle, the current power, whether there are obstacles in front and other information. And develop a series of test items, such as straight forward/back test items, maximum speed, maximum acceleration, emergency stop test items, left and right wheel speed comparison test items, turn test items, and so on.

Finally, by analyzing the composition and working principle of the automatic test system, the ideological route of the automatic test platform based on Socket network is established. By learning the C# programming language, the test platform was written and debugged, and finally the test platform was able to test a series of test items on the AGV dolly. In order to determine whether the performance of the AGV trolley meets the requirements.

Key Words：AGV Car; Automatic Test System; Socket Wireless Communication

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1. 2国内外的研究动态 2

1.2.1 AGV国内外研究现状 2

1.22 自动化测试系统国内外发展现状 2

1.3主要研究内容 3

1.3.1 主要工作内容 3

1.3.2 AGV运动功能自动测试系统的基本内容 4

1.4本章小结 4

第2章 AGV运动功能测试平台的系统设计 5

2 . 1系统设计目标及基本内容 5

2.1.1 系统设计目标 5

2.1.2测试平台基本内容 5

2 . 2 系统总体设计 6

2.2.1 系统总体架构设计 6

2.2.2 系统功能模块设计 7

2.3 无线通信技术 8

2.3.1 Socket通信技术简介 8

2.3.2 无线通信通信指令设计 10

2.4 数据处理模型设计 11

2.4.1左右轮速度计算 11

2.4.2距离计算 11

2.4.3陀螺仪角度计算 12

2.5 本章小结 13

第3章 AGV小车运动功能测试平台的硬件设计 13

3.1数据采集子系统硬件设计 13

3.1.1左右轮脉冲编码器选型 13

3.1.2陀螺仪选型 13

3.1.3超声波传感器 14

3.2 数据传输子系统硬件设计 15

3.2.1 WiFi模块性能概述 15

3.2.2. WiFi模块接口定义 15

3.2.3 WiFi模块配置 16

3.3 本章小结 19

第4章 AGV运动性能测试平台软件设计 19

4.1软件开发语言的选择 19

4.2 Socket通信程序设计 19

4.2.1 Socket程序客户端工作流程 19

4.2.2 Socket客户端的C#实现 20

4.3系统各功能模块设计 21

4.3.1主界面设计 21

4.3.2 直线前进/后退测试项目 21

4.3.3 最大速度、最大加速度、紧急停车测试项目 23

4.3.4左右轮速度对比项目 25

4.3.5 转弯性能测试项目 26

4.3.6 防碰撞能力测试 27

4.4 测试结果分析 27

4.4.1 直线前进、后退结果分析 27

4.4.2 最大速度、最大加速度、紧急停车测试 28

4.4.3 左右轮速度对比 29

4.4.4 原地顺时针/逆时针转90°/180°测试 30

4.4.5 防碰撞性能测试 31

4.5本章小结 31

第5章 经济学和可行性分析 32

5.1 经济性分析 32

5.2 环保性分析 32

第6章 总结和展望 33

6.1 研究总结 33

6.2 研究展望 33

参考文献 34

致 谢 35

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

AGV 是指能够沿着预先铺设的固定路径运动，通常用于货物搬运的自动导引小车，其导引方式一般为电磁导引，且自身具有安全防护功能。随着第一台电磁导引的 AGV 在50 年代由美国公司 Barrett 研发成功，AGV 得到快速发展和应用，其应用领域非常广泛，如汽车行业、飞机制造业、烟草行业、仓储物流行业等等。随着AGV行业的飞速发展，AGV的性能测试就越来越具有重要意义。

一台AGV小车设计制造出来之后，必须通过测试才能得知其具体实际性能参数。所以本文针对一款新研发的AGV小车。使用C#编程语言开发出了一款AGV小车自动测试平台。

AGV小车的检测，认证和标准制定是当前的重要工作，通过在AGV测试平台上的研究，对AGV性能标准的制定以及AGV实际工作性能的考察，能够有效地促进AGV的生产设计制造，使其往高效化，智能化，自动化，实用化的方向发展，也能够有效的促进物流行业的仓储运输自动化朝更好的方向发展。

1.1.2 研究意义

（1） 现实应用意义

本次论文所设计的AGV小车运动功能测试平台，可应用于AGV小车的出厂性能测试、日常维护测试、对于AGV行业的发展具有越来越重大的现实意义。

从整体性能角度考虑，设计一个AGV性能自动测试平台，能够实现客观化、标准化的对AGV的实际性能进行全面而深入的评测，保证其主要设计参数能够达到设计目标，能够促进AGV小车的设计改良和创新，发现产品身上的问题和不足之处，从而更好的促进AGV小车设计制造的发展，使其更好的服务于物流行业。

从行业角度考虑，设计一个AGV性能自动测试平台，通过AGV性能自动测试平台的测试项目，来考察AGV小车是否能到达设计制造和实际应用的既定目标，从而帮助企业提高产品的多领域应用能力。

通过在AGV测试平台上的研究，对AGV性能标准的制定以及AGV实际工作性能的考察，能够有效地促进AGV的生产设计制造，使其往高效化，智能化，自动化，实用化的方向发展，也能够有效的促进物流行业的仓储运输自动化朝更好的方向发展。

（2） 理论指导意义

利用该系统反馈的AGV小车性能参数和各项测试项目的评价参数，可进行更加深入的AGV小车的研究开发，例如应用到AGV小车智能化自动分拣搬运作业当中，推动AGV行业的蓬勃发展。也能为AGV的性能参数提供一个良好的参考和评价标准。

1. 2国内外的研究动态

1.2.1 AGV国内外研究现状

自动导航车(Automated Guided Vehicles )简称AGV小车,在20世纪中首次被亮相，,属于移动式机器人系统,是现代仓储物流中最重要的设备之一。AGV小车具有灵活性、智能化等显著特点,因此它可以广泛的应用于各种物流作业流程当中。 与传统的仓储运输人工搬运来比较，AGV系统减轻了劳动强度，提高了作业的效率并大大降低了作业的成本，并在现代物流行业中发挥着越来越重要的作用。

国内的AGV产业发展相对于欧美和日本AGV产业的发展在发展水平和速度上相对落后和迟缓。直到近几年，人工成本不断上升，能够大量较少人工成本的AGV小车开始被企业重视起来，从而引发了AGV的研发热潮。由于我国这方面技术起步较晚，所以技术积累相比欧美等发达国家仍具有较大的差距，只有个别的企业具备长远眼光，但一开始便坚持自主研发的少之又少。坚持自主研发的投入也是现在AGV企业之间的分水岭，只有拥有自主知识产权才能积累企业的竞争优势。

国外的AGV技术起步早，具有较多的技术和设计积累，最早的AGV小车由美国于20实际初开发，显著的提高了当时自动化搬运的水平，此后的AGV行业一直是欧美等发达国家研究的热潮，在这个方面投入了大量的人力物力和财力，一定时间内实现了AGV技术的垄断。他们将AGV小车发展到了很高的水准，使用更加先进的计算机控制技术，极大的提高了AGV小车的实际生产性能。

总的来说，当前我国AGV发展水平距离国外先进水平仍有较大的差距，需要我国投入更大的财力物力人力在AGV领域的创新技术研究，以追赶世界先进水平。AGV在国内具有广阔的需求市场和开发前景，在这样的需求和前景下，AGV系统由于自身的技术优势，将适合更为广泛的工业和非工业的需求，在工业现代化建设上发挥更加重要的作用。

1.2.2 自动化测试系统国内外发展现状

自动测试系统（Automatic Test System）简称ATS，是指能对被测设备进行自动检测是否故障、采集数据、传输数据、处理数据、存储并显示数据的系统。自动测试系统的发展经历了从专用型向通用型发展的过程。从早期仅侧重于ATE（自动测试系统中的硬件平台）研究，到现在朝着分布式的集成测试系统开始发展。

国外自动测试设备的发展开始于20世纪50年代中期，当时测试设备主要是专用检测设备，到了70年代，随着GPIB总线的出现和计算机技术的发展，测试设备开始朝着自动化、标准化的方向大步前进，由于美国国防部开始规定ATLAS语言为ATE唯一使用的TPS开发语言。在这个过程中，国外的自动测试技术呈现出以下的发展趋势：

（1）数字化、智能化

随着微电子行业的繁荣兴盛，测试系统也享受到了这一先进行业所带来的福利，通过使用先进的微电子产品，极大的减小了测试系统的体积和改善了内部的结构，使其重量更轻、体积更小、可靠性更高、成本更低廉。再随着CAD\CAPP等技术的介入，测试系统也更多的向数字化、只能化进军。

（2）网络化

当前的测试系统正在一步步向网络化的方向发展，由于移动互联网技术的兴旺发达，网络化将成为不可阻挡的趋势，测试系统可以和网络很好的结合，比如可以通过网络另外一端来操作测试系统，或将测试数据传入网络中，使测试数据更好的被利用起来。

（3）微型化

当前的测试系统正在向着微型化的方向逐步发展，体积更小、需要的硬件设施越少，测试的成本和效率就将会越高，所以，测试系统朝着微型化发展，将更好的促进测试系统走向寻常生活中的场景，更好的为生产生活造福。

总的来说，面对目前我国测试技术的的诸多不足与挑战，我们在看到压力的同时也要看到前进的动力和方向。在测试技术上应该努力向世界先进水平看齐，同时，国家和企业应该加大在测试系统上的开发力度和投资力度，广大测试技术从业个人也要努力拼搏，学习先进技术来努力提高我国的测试技术水平，争取通过努力拼搏赶超国际先进水平。

1.3主要研究内容

1.3.1 主要工作内容

本文首先对国内外AGV的发展和应用情况进行了充分详细的调研，查阅了多种相关资料，尤其是对自动测试系统技术发展进行了比较分析，学习了自动测试系统的设计实施方案，了解了测试系统的相关需求。接着查阅并学习与AGV小车相关的资料，尤其是与AGV运动性能有关的性能参数和AGV小车能够完成的一些常用动作，从而有效的制定本次测试系统所需要测试的性能参数和测试项目。然后根据实际项目的需求，选型了一款WiFi-TTL的实用性WiFi通信通信芯片，学习了与其相关的基本使用方法后成功调试成功并安装在了本次测试所需的AGV小车上。最后使用C#作为编程语言来编写一款基于WinForm界面的小车运动功能测试系统的上位机软件，与身边正在研发的AGV小车项目进行大量相关调试和测试项目演练，最终完成AGV小车运动功能测试系统的编写设计。

1.3.2 AGV运动功能自动测试系统的基本内容

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