了解制造业AGV的独特无线需求
传统制造工厂依靠人员手动装载、移动和卸载货物。这是一项耗时、枯燥且可能肮脏和危险的工作。
您是希望让您的员工专注于这些单调的活动还是关键任务，例如识别改进机会、验证质量标准、监控生产指标以及做出数据驱动的决策以优化运营？
为了降低劳动力成本、将工人重新分配到高价值任务并提高运营效率，当今的现代制造工厂正在安装自动存储和检索系统 (AS/RS) 等技术。’自动导引车（AGV） 可以成为 AS/RS 的重要组成部分，用于在仓库或工厂内运输材料和货物。
必须实时监控这些 AGV，以确保安全、跟踪性能并提高效率。为了监控制造业中的大量 AGV，需要稳定的无线网络。它必须能够支持：
- 移动性 ，使AGV可以在覆盖区域内自由移动
- 灵活性，使AGV可以根据更新和指令适应不同的任务
- 实时通信，使终端可以与控制系统和其他AGV及设备进行通信，以协调移动
- 远程监测和控制，以便跟踪状态、性能和位置
- 可扩展，以便可以将新终端添加到系统中，而无需添加更多布线或大量重新配置
- 无缝漫游 ：自动在不同的无线接入点之间切换，不会丢失连接或出现延迟
- 低延迟交换，从而以最小的延迟处理和共享数据
早期无线网络规划的重要性
由于支持智能手机、笔记本电脑和其他移动设备的无线网络的普及，网络管理人员有时认为在整个仓库或工厂部署无线接入点很简单。
他们并不总是意识到在这些独特环境中必须考虑的所有因素：’
- 尽管有多层钢筋，但仍需要连通性。金属会阻碍、衍射和反射信号。它还可以为信号到达接收器创建多条路径，并使信号难以定位无线节点。这一切都会导致信号失真、干扰和停机。
- 对低延迟的需求极高。快速移动的 AGV 在制造业中需要 “秩序和禁令” 以确保低延迟。换句话说，为了顺利运作，他们需要一个结构化且协调良好的环境，其中包括精确的调度、清晰的路径和有组织的工作流程。他们还需要规则和限制来帮助他们避开某些区域、以安全的速度行驶并防止发生事故。这些规则和限制依赖于低延迟，以确保 AGV 能够足够快地获取消息并做出响应。
- 来自其他无线应用的干扰。在工厂环境中，2.4G 和 5G 无线网络均有使用。如果多个设备同时以相同频率发送和接收信号，则可能会产生干扰和信号衰减。此外，工厂中有许多类型的设备和机械在运行，这些设备和机械会产生电磁波，进一步造成信号干扰。
如果网络管理员不了解这些环境因素，他们的无线网络可能无法得到正确部署或管理。’缺乏了解可能会导致以下操作问题：
- 由于信号覆盖不足，AGV无法搜索和连接到无线网络
- 工厂中部署的无线接入点过多造成的额外干扰
- 多个设备使用相同或相邻的频率，因为计划外和未管理的信道会导致瓶颈
- 设备暴露在不一致的电压水平下，这会损坏硬件并导致AGV连接问题
- 由于AGV无法找到需要连接的节点而导致数据传输滞后
无线工厂网络中的常见性能问题
一旦无线网络投入运行，网络管理人员还必须能够确定性能问题和停机的根本原因，以便能够有效地解决这些问题并确保生产继续进行。
影响无线信号稳定传输的因素有很多。以下是影响制造业 AGV 的一些常见示例。
射频干扰
射频（RF）干扰分为两种类型：
- 同频干扰
- 相邻频率干扰
在 同频干扰中，部署在相邻区域的无线设备设置在同一信道上。在 邻频干扰中，无线设备部署在相邻信道上。
在无线网络中，在同一绝对时间和同一绝对空间内，一个信道上只能有一个设备发送和接收无线数据。
除了来自无线设备的射频干扰外，还可能存在来自环境的射频干扰（频繁的机械振动或复杂的电磁干扰）。制造环境通常难以管理射频干扰。
在正确的位置部署接入点，以及适当的信道管理和使用先进的无线协议，可以帮助减少这些问题。
隐藏节点
隐藏节点是工业厂房无线通信中的常见问题。
如下图所示，在一个接入点的覆盖范围内，有不少于两个客户端可以通过该接入点发送和接收数据。当客户端 2 与接入点通信时，客户端 1 也会向接入点发送数据传输请求，因为它’不知道客户端 2’的存在。
此时，同一信道上两个客户端的数据冲突会导致一个客户端保持重传状态，从而造成生产不稳定。
在此示例中，与客户端1相比，客户端2是隐藏节点。
正确的放置、先进的漫游协议和对信号强度的调整可以帮助避免这个问题。
漫游问题
无线网络的设计使得终端可以移动而不受空间和电缆的限制。使用无线网络时，漫游的情况是不可避免的。终端在移动过程中必须从一个接入点的覆盖范围切换到另一个接入点的覆盖范围。
漫游是工业环境中整个无线网络中不断发生的现象。
漫游切换分为 主动漫游 和 被动漫游。主动漫游时，终端周期内主动扫描空间无线信号强度，根据内置算法选择合适的信号接入点并快速漫游过去。被动漫游时，接入点根据算法检测终端连接状态，并主动踢出 “不合格” 客户。
主动和被动漫游都需要无线设备提供的高级算法。
如果由于网络拥塞、切换延迟或覆盖不足而出现漫游问题，则 AGV 在接入点之间移动时可能会失去无线连接。这可能会导致通信中断，从而导致 AGV 停止或暂停。
正确的接入点放置、信道规划和高级漫游协议的使用对于支持此功能至关重要。
您部署制造业AGV的旅程
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关于作者
Alex Liu 是一位经验丰富的无线工程师，专注于无线通信技术应用，擅长无线网络规划、优化和故障排除。 拥有八年多的无线应用经验。