[實用新型]一種基于FPGA的AGV接口板

有效

• 申請號: 201220322552.0
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202677196U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 趙哲
• 申請（專利權）人: 無錫普智聯科高新技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本實用新型屬于AGV技術領域，尤其是一種基于FPGA的AGV接口板。

背景技術

AGV是一種以電池為動力、裝有非接觸導向裝置和獨立尋址系統的無人駕駛自動化搬運車輛，其在計算機的監控下，按指令自主駕駛，自動沿著規定的導引路徑行使，到達指定地點，完成一系列作業任務。

AGV本體控制系統一般包括外設、接口板、上位機控制單元三個部分。上位機控制單元（如PC104主控板）用于控制小車的行為和動作；外設指電機以及傳感器，如編碼器、陀螺儀、加速度計等；接口板是AGV外設和上位機控制單元中間的橋梁。

AGV接口板實現兩大任務，一是保證實時、正確地發送和接收電機數據：完成靈活的高精度的運動控制；一是保證快速、完整地采集和轉換傳感器數據，如編碼器、陀螺儀、加速度計等，并將轉換后的數據發送到上位機控制單元進行計算，再由上位機控制單元根據計算結果進行相應的控制：返回控制指令給電機，從而通過對電機的控制達到控制小車行為和動作之目的。

AGV控制系統對接口板的速度和精度要求很高:一方面是對電機接口的要求，要求接口板能夠實時、正確地接受和發送用于控制電機的位置數據，速度數據，輸進輸出狀態等信息，完成靈活的，高精度的運動控制；另一方面是對傳感器接口的要求，要求數據采集模塊能夠高效和快速地采集數據、轉換數據、計算數據、反饋結果。

鑒于目前國內AGV開發尚處于初級階段，相關廠家在AGV接口板對高精度電機的開發應用、高性能總線的開發應用方面都遠遠未能達到實際應用的要求，本實用新型正是基于填補國內這一空白的技術背景下而研發的。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實時性高、穩定性強的一種基于FPGA的AGV接口板。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種基于FPGA的AGV接口板，包括FPGA控制模塊、陀螺儀、加速度計和MECHATROLINK2總線控制模塊，FPGA控制模塊與陀螺儀、加速度計相連接，FPGA控制模塊與安裝在車軸上的一組絕對值編碼器相連接，FPGA控制模塊與MECHATROLINK2總線控制模塊相連接，該總線控制模塊通過MECHATROLINK2總線與驅動AGV運動的一組伺服電機相連接。

而且，所述的FPGA控制模塊包括MicroBlaze?CPU、SPI單元、SSI單元、ISA單元、EPC單元、GPIO單元，CPU與SPI單元、SSI單元、ISA單元、EPC單元及GPIO單元通過PLB總線相連接，SPI單元與陀螺儀、加速度計相連接，SSI單元與編碼器相連接，EPC單元及GPIO單元與MECHATROLINK2總線控制模塊相連接，所述的ISA單元與上位機控制單元相連接。

本實用新型的優點和積極效果是：

1、數據傳輸速率高。MECHATROLINK2總線傳輸速率（10Mbps）相比CAN總線傳輸速率（最高位1Mbps）高出10倍。

2、MECHATROLINK2總線實現了實時、正確地接受和發送用于控制的位置數據，速度數據，輸進輸出狀態等信息，完成靈活的，高精度的運動控制，特別適用于需要各軸間的協調同步和插補控制的應用。

3、MECHATROLINK2總線還可連接豐富的組件，其中包括伺服電機。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性。

4、FPGA可編程，軟、硬件在一定程度上可修改（通過硬件描述語言）。具有Soc片上系統的特點：可以按照用戶需求進行定制產品；FPGA還具有IO管腳多的特點,可以很容易掛接不同IO外設。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路框圖；

圖2是FPGA控制模塊的結構示意圖；

圖3是本實用新型的應用系統連接示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述：