与其他系统通讯

ProfControl与其他系统通讯采用了两种较为主流的方式，一种为WebService、另一种为TCP/IP；较为推荐使用WebService的方式，系统自带了一个基于Restiful规范的标准API，使用者同样可以通过脚本工具编写自己的API接口.

控制设备-通讯模型

ProfControl系统的TCP/IP通讯将通讯抽象为了4个层，分别为：

         通讯介质 系统目前支持网络方式及串口方式，网络方式采用的是TCP/IP协议，同时支持TCP及UDP，可以作为服务器或客户端使用。

         通讯协议 系统目前集成了环野RWP协议，该协议积累了6年的使用经验，具有易编写，易调试，可定长可变长的特性，方便基于嵌入式系统或PLC           的主控对接。

         通讯命令集 命令集与通讯协议相关，主要用于确定不同的命令字对应的实际数据，例如在单字节命令字模式下 0x10 对应的是启动命令。

         通讯对象 系统规定了允许通讯的标准对象如下：              

                AGV

                工作站

                图元

                系统

                用户自定义

RWP协议

RWP协议是环野制定的基于流传输的一种协议，该协议具有简单易懂，方便对接的特性；在实际使用中，该协议具有稳定可靠，便于调试的特性。该协议具有以下特征：

• 1、具有包首包尾，包首为0x55,包尾为0xAA，该特性使得接收系统易于从数据流中分离包。
• 2、具有包长信息，便于解析包。
• 3、具有应答位，通过设计应答方式，可以实现通讯应答或动作应答，便于区分包类型。
• 4、具有包计数器，用于控制重发命令，当报文为重发报文时，包计数不变，当报文为新发报文时，包计数累加；该设计可以使得接收系统了解到包的性质，在一些动作命令时，避免危险的重复。例如，系统控制Agv转向90度，如果通讯出现单向传输错误，Agv回应给系统的报无法到达系统，那么系统就可能因为超时多次发送命令；这时如果Agv将接收到的命令无差别的执行，将导致旋转多次，最终甚至于可能造成事故。
• 5、具有CRC校验，CRC校验可以较高程度保证报文的准确性，避免报文在传输或转储过程中出现的错误码流。

RWP协议格式

报文与数据包意义相同，是描述同一个概念。

• 包头（Head）

  1个字节，一个数据包的开始标志，RWP固定为0x55。

• 报文长度（Len）

  2个字节，整个数据包长度，包含了从包头到CRC校验的所有数据总字节数，快速计算公式：Length = 17+N，其中N为数据长度。

• 报文长度-镜像（Len-Mirror）

  2个字节，为了防止报文长度错误，协议增加了报文长度的镜像，他是将报文长度复制一份放置于数据包中，通过取出前5个字节(包头、报文长度、报文长度镜像)，可以快速判断报文长度是否正确（报文长度 = 报文长度镜像），如果不正确，需要放弃部分数据，重新检索。

• 类型（Type）

  1个字节，ProfControl中当类型为0时，表示应答位不起作用；当类型为127(0x7F)时，表示应答位有效。所以在进行通讯应答或动作应答时，除了填写应答位，类型位也需要置位127(0x7F)。

• 命令字（CMD）

  1个字节，用于表示数据包的作用，是数据包中非常重要的控制位。RWP-V3.0协议控制Agv的标准命令集见下文的对照表。

• 命令字-镜像（CMD-Mirror）

  1个字节，复制命令字，用于快速判错，当命令字与命令字-镜像不同时，数据包存在错误，需要丢弃部分数据，重新检索。

• 类型-镜像（Type-Mirror）

  1个字节，复制类型，用于快速判错，当类型与类型-镜像不同时，数据包存在错误，需要丢弃部分数据，重新检索。

• 应答（Ack）

  1个字节，用于Agv设备应答ProfControl的控制报文，当为通讯应答时，Ack=1;当为动作应答时，Ack=2。注意，当应答时Type必须为127(0x7F)。

• 地址（Addr）

  2个字节，当被控对象为AGV时，分为两种情况：

  当为TCPIP通讯时：
  地址始终为0，不起作用。因为TCPIP协议本身具有唯一通讯地址。
  当为串口组播时（基本淘汰）：
  地址为Agv序号，因为串口不具有地址特征，一般的无线透传模块为组播（广播）形式，故调度与Agv通过地址位区分设备。

当被控对象为现场呼叫盒（或类似设备，如PLC）时，当采用RWP_CALLBOX_Common命令字时，地址位表示信号线序号，详见[呼叫盒控制]。

• 计数（Cnt） 2个字节，计数位用于重发控制，当ProfControl发送给Agv的控制命令在超时时间内未收到通讯应答，则重发报文，但是重发的报文计数位与原报文相同；任何非重发的新报文，计数位均会累加1。
• 数据（Data） N个字节（N可以为0，表示没有数据），根据命令字的不同，有些命令字不具有参数，有些命令字具有参数，数据用来承载参数。在RWP-V3.0中，无论命令字是否均有参数，数据位均相同(6个字节)，这是为了方便不同命令字具有相同的报文长度，对于PLC解析将会更简单。
• 包尾（Tail） 1个字节，一个数据包的结束标志，RWP固定为0xAA。

• CRC校验（CRC16_IBM）/和校验

  2个字节，RWP协议为尾部校验兼容CRC（CRC16_IBM）或和校验。

RWP协议标准命令-步骤对应报文

除了上述命令外，系统支持使用者自定义步骤，详见视频[额外的自定义控制]

系统提供了Agv上传信号序号的报文解析功能，该功能可以方便Agv上传信号序号触发相关事件，信号序号与事件详见[事件系统]。比如Agv车体面板上的按钮，定义为行驶到下一工序；首先定义系统的事件触发，将Agv作为对象，某个信号序号作为触发源，触发行驶到下一工序事件函数；然后只需要开发者实现按下按钮，发送“上传信号序号”报文至系统，即可实现车体按钮触发事件。

Agv控制方式

ProfControl系统通过TCPIP通讯对AGV进行控制。系统支持两种控制方式：

• 实时控制（包含预发送包） 实时控制是一种工作于网络状态较为良好情况下的控制方式，系统将在线路规划完毕后首先发送预包，Agv应当缓存预包作为自行处理停车、调速等控制，然后系统在不同地标位置将发送不同的控制命令，Agv进行解析执行。
• 下发引导包 引导包方式适用于网络环境较为恶劣的情况。是将Agv完成线路规划后的全部路径控制命令打包下发，该方式需要Agv端具有强大的数据解析及较大的缓存空间（典型值为500Byte-4000Byte），系统在Agv运行中将只发送交通管制相关命令（启动、停车等），对于PLC实现的Agv，不推荐采用该方式，仍然应当首先优化网络传输。

Agv操作(AO)与步骤概念

AO是ProfControl提出的概念，指的是Agv操作，系统将Agv操作设计为集合的模式，操作内集合了实现该操作所需要的步骤。这样设计的好处是可以方便实现复合步骤的操作，如Agv在需要直角转弯时，实际动作为 停车-转向-行驶 那么只需要配置这三个步骤，在Agv侧就极大地降低了控制复杂度。

Agv操作(AO)

AO操作是将一系列Agv基础控制方式进行打包的一种设计理念。通过该方式，开发者只需要将Agv基本运动操作与通讯控制命令进行对接，即可实现复杂的控制逻辑。

Agv步骤(Step)

AO操作的内容，对应基本控制如停车、正向行驶、反向行驶（双向车）、左转等，在通讯系统中步骤将直接与控制报文挂钩，所以配置步骤，其实就是配置该步骤对应的控制命令的相关内容。

Agv通讯控制流程

系统将通讯控制设计为了“下发-应答”模型，该模型要求被控设备一定具有一种或两种应答，系统接收到Agv应答后才会进行下一个步骤，完成AO所有步骤后，进入下一个AO操作。

AO控制流程

• 一旦系统产生一个新的Agv任务，将会首先计算路径，并生成预包，接着将预包发送给被控Agv；然后系统将发送速度设定、启动命令（前进或后退）或转向命令等；这些命令我们抽象为AO操作，而这些AO操作内包含了步骤。系统首先处理最先产生的AO，处理AO既是处理AO内部的步骤，步骤根据配置转换为报文下发给被控Agv，等待接收应答后，处理下一个步骤，直到本AO内所有步骤处理结束，系统处理下一个AO。

步骤控制流程

步骤将根据“操作配置”内的设置产生实际报文，根据操作配置不同，步骤分为两种模式

1、[通讯应答] 只有通讯应答，没有动作应答的步骤

2、[通讯应答]+[动作应答] 有通讯应答及动作应答的步骤

系统规定Agv接收到的所有报文均需要返回通讯应答，通讯应答在Agv收到报文后立刻回复，作为系统判定Agv准确接收报文的判据。通讯应答支持超时重发，使用者可以在“操作配置”内对不同的步骤进行超时时间及重发次数的设定。当系统发送报文后，等待应答时间超过超时时间，系统将重新发送报文，值得注意的是，此时发送的报文，Cnt计数位与原报文相同，不会累加；当系统发送的重发报文次数达到设置值时，系统将反馈通讯错误，此时需要人为干预。通讯应答允许多次发送给系统，系统接收到一次后即认为完成，该方式可以防止Agv向系统发送应答时由于网络问题造成的失败。

动作应答不是强制性的，该应答具有鲜明的使用条件，即需要Agv耗费时间的动作，则需要设置动作应答，比如启动停止、转向、取送货等，这些操作执行时间较长，系统需要等待操作执行完毕才可以进行下一个AO操作，所以需要配合额外一组应答。为何不使用通讯应答作为唯一应答，这是有原因的；不同的Agv动作可能具有不同的时间，有些时间较短，有些操作时间很长，比如取送货动作，可能需要5-10秒，那么如果采用单一的应答方式，超时时间势必将设置的很长，这会极大影响系统反应效率，而通讯应答的概念是接收到报文即刻响应系统，那么系统便知晓Agv已经接收到了控制命令并在执行中。所以ProfControl中为此设计了两种独立功能的应答模式。动作应答与通讯应答不同，它没有超时时间，也不会重发，它将无限期等待，这样Agv一旦完成动作，我们推荐Agv持续向系统发送动作应答，直到下一个控制命令的到来。

如何构建应答包？

• • ProfControl系统对于应答包规定如下：
  • 1)应答包与系统发送的控制包需要具有相同的命令字(CMD)、计数位(Cnt)、类型位(Type)
  • 2)应答包可以包含控制包的数据，也可以不包含
  • 3)应答包需要根据应答类型编写Ack应答位

那么什么时候需要使用动作应答，一般来说，需要执行超过1秒的动作我们就推荐使用动作应答。

AO操作配置

操作配置界面

AO指令以按钮形式添加至属性栏

如若想把某些AO指令设置成按钮放置到AGV属性栏，以方便人员手动点击控制操作，添加原生AO命令只需打开“放置于属性”功能，点击“修改步骤”按钮保存修改，并将修改后的AO文件保存，重启软件即可。如若想要放置自定义按钮以发送自定义报文数据也可实现（6.0.5.4版本及以上），如下演示自定义按钮的配置设置。

步骤1：设置自定义操作名称，也会作为自定义按钮的显示名称

步骤2：点击“添加自定义操作名称”按钮，将自定义操作添加至AO操作列表中

步骤3：鼠标点击选中操作列表中的新添加自定义操作

步骤4：标准命令选择为“空”

步骤5：自定义报文内容文本框内输入待发送的自定义报文数据，数据格式为16进制（可无需输入0x标识），字节间以空格符间隔

步骤6：打开“放置于属性”功能

步骤7：点击“添加步骤”按钮，保存所添加的指令操作

步骤8：点击“配置”按钮

步骤9：点击“保存”按钮，将修改后的AO文件进行保存

步骤10：保存项目文件，重启软件即可

如何在网络环境差的情况下使用

• 预包的作用

  无线网络应当视为一个非绝对可靠的通讯介质，因为其固有的特性（漫游、波段干扰、串扰等），导致无法像有线网络一样具有高稳定性及可靠性；而Agv属于较为快速的移动装置，其具有惯性动量大（重量大、速度不低）、运行于现场设备层（还包括了可能存在的现场工作人员）等特性，所以一旦网络出现故障，导致系统无法及时控制设备，将造成无法避免的故障。

为了避免这种情况的发生，系统设计了预包机制，当系统工作于实时控制模式下，任务建立初始，系统会将规划路径中需要暂时停车（如直角转弯等）的地标信息以列表的方式发送给Agv，Agv需要处理该信息，当行驶到列表所在地标，自主执行停车，这样就避免了因为网路延迟造成的Agv行驶过冲等问题，当然，系统仍然会在该位置发送停车命令，用以起到双保险的效果。

预包除了包括预停止包，还包括可配置的预调速包、预转向包等。

预停止包

预调速包

预转向包,预岔路包

• 心跳包的作用

  系统会定时向Agv发送心跳保活包，Agv可以通过检测保活包时间进行通讯评估，例如，当超过2倍保活包时间间隔未接受保活包时，Agv自动停车，以避免因为失联造成的错误。

• 重发机制

  正如上文所述，无线网络系统是Agv系统中无法视为稳定的环节，当出现网络短暂不稳定时，系统下发的控制命令可能无法到达；这时系统将进行超时重发，超时时间及重发次数均可以在AO操作配置内进行设置。一般的，当网络情况良好，我们建议超时时间设置为500毫秒，重发次数设置为5次，当网络环境不佳时提升这两个参数。

如何将设备接入系统

如果采用环野MagicBox系列控制器，无需对接系统，请略过

设备对接系统主要分为两种情况

• 1、Agv 若希望对接Agv，请在通讯配置界面选择RingWild_PLC_V3协议，并选择CMD_RingWild_PLC_V3命令集。对接请按照以下步骤实现：

• 1)为设备编写RWP协议解包器，如果是PLC设备，请参考本课时文件夹内的PLC解析RWP范例。如果是嵌入式设备，请参考基于C#的RWP协议解析范例。

• 2)有了报文解析器后需要编写报文组包器，同样的，如果是PLC设备，请参考文件夹中PLC组包RWP范例。如果是嵌入式设备，请参考基于C#的RWP组包器范例。

• 3)有了解包器及组包器，接下来需要做的工作便是解析所有控制包，将解析后的控制包与Agv具体动作绑定，实现接收到控制包后可以触发Agv动作。推荐顺序是，心跳包、停车报文、启动报文（前进、后退）、左右转报文、调速报文等。

• 4)完成了控制包的解析与具体动作的绑定，接下来是Agv反馈给系统的信息包，主要由3个，推荐顺利分别是 读到新的IC卡、Agv信息、上传信号序号。

• 5)完成了上述工作后，可以进行Agv车体控制测试，一切正常后，Agv成功接入系统，与现场流程需求有关的任何内容均与通讯无关，只需要学习教学中心中其他篇幅即可。

• 2、呼叫盒/PLC等设备

  若希望对接外部信号设备，请在通讯配置界面选择RingWild_PLC_V3协议，并选择CMD_RWP_IO命令集。在该命令集下，RWP协议中的地址作为信号序号使用，如此便可以通过事件系统触发事件。如果需要系统对外传输数据，则可以使用事件系统的报文发送事件。

Agv操作定义

• 简单的来说，若打算快速使用本调度系统，无非分为两个工作重心：

  1、接入设备，即是本章节所述内容。

  2、学习地图建立、事件系统、全局变量、操作定义等系统内的技术点。

  完成了以上两部分工作，便可以高效准确的使用本系统