关于自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游设计

【自动化仓储】AGV装备的快速、稳固运行，需要依赖高可靠的Wi-Fi网络，特殊是对Wi-Fi网络的周游能力有更高的要求。本文将针对自动仓储的Wi-Fi网络举行深入探讨。

宣布时间：2019-05-27
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我想谈论

随着移动互联网手艺的生长，自动化仓储手艺也日趋成熟，并获得大宗的应用。其中典范的自动指导运输车(AGV)装备，在物流仓储的拣货、分拣等环节大大提升了运转效率，提升质量的同时降低了运营本钱。而AGV装备的快速、稳固运行，需要依赖高可靠的Wi-Fi网络，特殊是对Wi-Fi网络的周游能力有更高的要求。本文将针对自动仓储的Wi-Fi网络举行深入探讨。

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▲图1: AGV示意图

探索自动化仓储对Wi-Fi网络的需求

AGV属于轮式移念头械人(Wheeled Mobile Robot)的领域，更直接点就是无人驾驶(Driverless)的运输车。AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移念头械人具有行动快捷、事情效率高、结构简朴、可控性强、清静性好等优势，且无需铺设轨道、支座架等牢靠装置，不受园地、蹊径和空间的限制。因此，在自动化仓储系统中，AGV是最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、无邪的无人化生产。

说了AGV这么多特点，我们不禁要问：这与Wi-Fi网络的无缝周游有什么直接关系呢？带着这个疑问，下面就先给各人剖析一下在自动化仓储中真正的网络需求。

从AGV的事情模式剖析，AGV必需通过无线通讯方法由电脑来控制其行进蹊径以及行为，这就注定AGV的作业离不开无线网络的支持，而Wi-Fi网络是AGV接纳的最主要的无线通讯手段。那么凭证古板办公网Wi-Fi思绪安排一张无线网络能够支持AGV营业需求吗？谜底是否定的。

如下图2所示，在现实的自动化仓储中，AGV装卸作业需要往返于差别事情区域，单个无线接入点（AP）无法完全笼罩整个区域，因此一个AGV现实需要在多个AP信号之间周游通讯。

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▲图2: 自动化仓储图示

相比办公网中人的移动速率，AGV的移动速率要快得多，如表1所示，其中视觉二维码导航的AGV在电商物盛行业应用较量普遍，其行驶速率可以高达150m/min，以是AGV现实会在多个AP之间会举行快速周游，可是这个周游历程中，仍然需要确保AGV与后台的通讯交互准确无误，也就是要确保AGV不掉线停车，阻止因导致AGV拥堵而严重影响生产作业。

磁导航	60m/min
视觉二维码+惯导	90m~150m/min
激光导航	150m/min

▲表1:AGV运行速率

可是在目今的自动化仓储场景中，客户一样平常是使用古板WLAN手艺安排Wi-Fi网络，并集成了古板的周游手艺，可是关于AGV的稳固运行，着实际效果并不是很理想。

下面，我们剖析下Wi-Fi周游的手艺难点，以及古板的周游方法为什么不可知足AGV的需求。

剖析自动化仓储古板Wi-Fi周游解决计划的乏力

自动化仓储周游问题剖析

1、古板的周游历程，一样平常分为三步：

预周游状态：如下图3所示。

● 进入条件：信号强度≤预周游阈值；

● 操作行为：扫描信道, 存入周游列表；

● 一连时间：信号强度升高于阈值后恢复；

● 体验影响：扫描时代不收包, 通讯中止，造成时延增大/丢包。

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▲图3:预周游状态图

终端漫出状态：如下图4所示。

● 进入条件：信号强度≤漫出阈值；

● 操作行为：断开旧AP毗连；

● 一连时间：瞬间行为；

● 体验影响：此时终端处于断开状态，不收发报文。

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▲图4:漫出状态图

终端漫入状态：如下图5所示。

● 进入条件：周游列表内有信号好的AP；

● 操作行为：终端重新与AP关联；

● 一连时间：一样平常终端完成关联在300ms以内；

● 体验影响：关联完成之前，终端网络处于无毗连状态，不收发报文。

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▲图5:漫入状态图

2、在古板周游历程中所保存的问题剖析：

● 预周游阶段：由于目今终端周游的算法不敷完善，导致预周游效果较差，终端在脱离目今无线网络区域时往往会掉线一段时间才华接入新的无线网络中；

● 漫出阶段：可能由于漫出AP笼罩的区域规模较大，虽然目今终端所能吸收到的信号质量已经很差，可是照旧无法切换到新的AP中，从而引发周游粘滞问题；

● 漫入阶段：可能由于漫入AP信号笼罩的区域规模较小，导致终端在脱离漫出AP时依旧无法接入到漫入的AP中，导致终端短时间掉线，影响整个营业的稳固运行。

另外，在古板周游计划中，关于周游切换的行动，自动权在终端无线网卡上，AP端是无法直接控制的，总会保存无线网络短暂中止的状态。

那么，无线装备厂商针对古板周游问题的优化计划是什么呢？接下来我们来看一下，古板无线厂商基于AP层面的优化手段。

古板Wi-Fi网络的周游优化计划

针对古板周游中保存的问题，古板无线厂商做了许多的起劲，在自动化仓储古板周游解决计划中基本解决了AP端周游的许多问题。下面通过一个终端由AP1周游到AP2中的：预周游、漫出、漫入等三个差别状态，详细相识下古板周游优化计划。

预周游状态：如图6所示，使用零网优手艺 (DWO，Distributed Wireless Optimize)，调解漫出AP的笼罩规模，让终端更早进入自己的周游状态机，主要包括三个层面的优化：

● 信道扫描逻辑优化；

● 信道扫描时间优化；

● 周游状态机优化。

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▲图6:预周游状态优化图

漫出状态：如图7所示，通过智能周游手段以终端RSSI信号强度为依据，当AP在检测到终端RSSI信号强度到阈值（终端差别参数差别）一样平常是-70dBm左右时，自动踢终端下线，迫使终端举行周游。

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▲图7:漫出状态优化图

漫入状态：如图8所示，使用DWO手艺，自动调解漫入AP的笼罩规模、发射功率、信道宽度以及优化切换时间：

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▲图8:漫入状态优化图

如上所述，关于古板Wi-Fi问题，AP也只能通过优化手段间接影响终端的周游行为，关于古板办公网络来说，基本可以解决问题，从而改善终端的体验。可是在自动化仓储场景中，由于AGV在多个AP间快速周游，古板周游优化计划照旧无法彻底解决问题。另外，由于AGV装备的无线网卡能力、质量狼籍不齐，Wi-Fi周游的效果更佳无法控制。

总结来看，若是要彻底解决AGV快速周游的体验，需要从以下两个方面入手：

● AGV端Wi-Fi网卡与主机解耦，通过硬件能力统一，实现终端侧Wi-Fi周游行为的可控；

● 基于现有Wi-Fi协议设计新的周游机制。

自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划给你带来解答。

自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划，助力自动化仓储营业高速生长

自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划架构

自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划如下图9所示，其中网络产品组件和应用手艺及可抵达的效果如下：

● 网络产品组件：无线控制器（AC）、AP，Wi-Fi转换器等；

● 应用手艺及可抵达的效果：基于双射频聚合链路手艺(DRAL，Dual Radio Aggregate Link)及预周游（Pre-Roam）手艺。通过车载Wi-Fi转换器，团结上述两种手艺，将无线信号转换为有线信号给终端提供网络，不但能提高信号稳固性并且解决了兼容性问题；

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▲图9: 自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划架构图

手艺原理详解

1、DRAL手艺，如下图10所示。

● Wi-Fi转换器通过主射频卡与备份射频卡与AP之间建设Link A和Link B双数据链路同时将无线网络转有线接入，替换古板Wi-Fi网卡，为AGV提供上行网络毗连；

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▲图10: 双链路建设，无线转有线示意图

● 接纳去重转发手艺。如下图11所示，在建设双链路数据的同时解决无线环路问题。

爆发环路的情形：主射频卡、备份射频卡与AP之间建设Link A、Link B双数据链路，若此时两条链路毗连的Wi-Fi转换器与AP乐成建设通讯链路并爆发通讯时，整个链路就爆发了环路。

详细解决要领：

主射频卡与备份射频卡与AP之间建设Link A和Link B双数据链路，两条无线链路同时处于双�；畹淖刺�。此时主链路用于数据传输，当主链路正常通讯时，备份链路在Wi-Fi转换器与下一个AP信号建设毗连处于备份状态。当主射频卡爆发周游时主链路断开时切换到备份链路举行通讯。

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▲图11: 双链路�；钍疽馔�

2、Pre-Roam手艺，即双链路预周游计划,主要解决终端装备在周游历程中的信号吸收问题。

● 在预周游阶段，Wi-Fi转换器凭证事先建设的两条链路中的备份链路举行信号扫描，另一条则稳固通讯，提前自动探测到最合适的漫入信号源，如下图12所示。

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▲图12: 使用Pre-Roam手艺预周游状态图

● 在漫出阶段：Wi-Fi转换器已经提前自动探测到了最合适的漫入信号源。此时，一条链路举行正常通讯，另一条链路执行漫出，如下图13所示。

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▲图13: 使用Pre-Roam手艺漫出状态

● 在漫入阶段：Wi-Fi转换器的一条链路已经切换最合适的漫入信号源。此时，需要包管其中一条链路周游乐成后，另一条链路才做切换，如下图14所示。

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▲图14: 使用Pre-Roam手艺漫入状态图

如上所述，自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游设计，一方面通过Wi-Fi转换器实现AGV端Wi-Fi网卡与主机解耦，通过硬件能力统一，实现终端侧Wi-Fi周游行为的可控。另一方面，基于现有Wi-Fi协议，通过双射频聚合链路、高效的预周游机制以及有线转无线的方法，为自动化仓储情形中AGV等智能终端提供了稳固可靠的Wi-Fi网络。

总结

自动化仓储Wi-Fi网络无缝周游计划简朴来说着实是一个融合的网络解决计划，它从差别的问题源出发，致力于解决自动化仓储古板周游解决计划以及自动化仓储内智能装备的无线网络体验问题。通过无线转有线的方法，借助Wi-Fi转换器实现终端侧Wi-Fi周游的可控。同时，团结双链路和Pre-Roam手艺，有用地包管网络质量的可靠性，知足了AGV快速无缝周游的需求，从而包管了依赖于无线网络质量的自动化仓储营业能够流通运行。