“哇!我圣诞节买的的包裹这么快就到啦!”
“让我查查我的....我的也已经在派送了!快递真给力!”
智能物流仓储系统是以立体仓库和配送分拣中心为产品的表现形式,由立体货架、有轨巷道堆垛机,出入库托盘输送机系统、自动控制系统等组成,结合了自动化控制、自动输送、场前自动分拣及场内自动输送,通过货物自动录入、管理和查验货物信息的软件平台,实现仓库内货物的物理运动及信息管理的自动化及智能化。
其中最关键的是高层货架和智能穿梭车系统。高层货架是仓库货物的主要寄存点,每层货架都有不同大小的货架,货架行列之间有钢轨通道,供智能穿梭车运行以及搬运货物;智能穿梭车系统由软件后台系统集中管理,统一调度搬运货物,小车可在同层货架中沿轨道快速穿梭,还可由升降机完成小车跨层的调度。
立体仓库结构示意图如下:

智能穿梭车在各个区域间移动时需要与后台控制系统保持实时通信,也就需要在整个区域中进行全面的无线覆盖,并能进行快速的漫游切换。根据环境特点,下面总结了智能仓储物流系统无线组网存在的几个难点:
TP-LINK针对此类场景下推荐用户使用高性能双频无线AP,具体组网方案如下:

方案特点:
1、选用高性能双频无线AP TL-AP2608GC-PoE/DC,具有带机量高、覆盖范围广、无线稳定性高等特点;支持PoE供电,可以更好的适用于货架环境安装;
2、AC集中管理所有AP,支持智能漫游和射频调优功能;智能漫游提升智能小车漫游体验;射频调优对所有AP进行整体的无线信道规划和功率调整,省时省力且效果更好;
3、采用高性能核心交换机,保证内网数据转发高速率低延迟,保障自动化系统指令准确快速下发。
AP实际布点方案:
某实际现场货架长86.7米、63米,宽30米,高6.5米,共15层。AP采用吸顶式安装,间隔分布,AP布点图如下:

信号强度模拟:
根据AP布点,使用TP-LINK无线规划工具,设置AP悬挂高度7m;设置单排货架对2.4信号衰减为6dB、5G衰减为9dB;设置双排货架对2.4G衰减为12dB、5G衰减为15dB,对于仓库环境5G信号强度仿真如下:

从仿真结果来看无线覆盖良好,各个点位信号强度均在-55dBm以上。
在更大规模的仓库环境中,货架体积更大。吸顶式安装可能受限于钢制货架原因无法完全覆盖,此时可以使用吸顶AP+天线馈分系统,AP通过馈线接外置定向天线,扩大AP覆盖范围,减少AP个数,完成更好的无线覆盖,同时可减少小车漫游情况。
为验证该套无线解决方案可靠性,TP-LINK与国内AGV小车知名企业配合,针对该场景进行了模拟测试。
测试结果客户均表示满意!
测试设备说明
智能小车(已自带无线客户端)、高性能双频无线AP TL-AP2608GC-PoE/DC、TP-LINK PoE交换机、AC控制器。
其他工具软件:ping,Omnipeek,Wireshark,UDP发包工具。
测试拓扑

测试方法
使用智能小车无线客户端连接AP,进行长时间无线通讯性能和稳定性测试,发包频率30ms/包,包大小70字节,测试时长20H以上,Client连接AP信号强度在-55dBm左右,测试指标为包延迟和丢包率。
测试结果

测试总结
静止状态TP-LINK无线AP搭配智能小车无线客户端测试约22小时,通讯延迟稳定(平均延迟2.3ms),无丢包。
测试拓扑

测试方法
AP由AC统一管理,绑定相同无线服务。测试小车无线连接AP过程耗时,均采用OmniPeek进行无线抓包计算关联过程耗时。
测试结果
抓包看client从无连接到主动关联上AP过程耗时,从Probe Req到四次EAPOL-KEY结束,多次测试平均关联时长约35ms。

测试总结
client重启关联AP,无线关联耗时约35ms,无线关联时间较短,保证小车异常情况恢复后可迅速关联无线AP。
测试拓扑

实际安装环境如下:

测试方法1
在小车运行轨道两端分别放置AP1和AP2,使小车在两台AP的覆盖区域内移动时可以触发漫游,通过OmniPeek抓包查看漫游过程耗时;
测试结果
多次抓包查看漫游过程耗时约58ms:

测试方法2
在AP端和client端分别连接有线电脑进行UDP发包测试,发包速率5ms/包,测试漫游过程对通信的实际影响。
测试结果
由UDP测试工具输出可看到漫游时延约在60ms。
测试总结
在无线PSK加密情况下,由于智能小车无线客户端不支持802.11r,漫游时间约为58ms(加密过程耗时,比较稳定)。现场实测漫游次数1000次以上,漫游切换稳定无异常。
测试拓扑

测试方法
一辆小车模拟调动起来,在同一个AP下长时间运行,使用之前ping测试工具,发包速率30ms/包,包大小为70字节;
测试结果
测试时长2.5H,总包量约34万个,平均延迟2.11ms,丢包率为0,高于10ms包个数为20个。
测试总结
运动状态的小车通讯延迟稳定(平均延迟2.2ms),无丢包。综合来看,小车的移动对无线通讯稳定性基本没有影响。
测试拓扑

测试方法
一辆小车模拟调动起来,在两个AP下长时间运行,仍使用之前ping工具,发包速率30ms/包,包大小为70字节;
测试结果
测试时长约6H,仅在漫游过程有丢包,漫游时延约60ms,总平均延迟约4ms。从小车无线客户端的系统日志看,整个测试过程漫游效果良好。
测试1拓扑

测试1方法
两辆四向车模拟调动起来,在一台AP下长时间运行,采用ping测试工具,发包速率30ms/包,包大小为70字节。
测试1结果
测试时长30min:
client1:约ping 7万个包,0丢包,大于10ms包11个,平均延迟1.8ms
client2:约ping 7万个包,0丢包,大于10ms包10个,平均延迟1.8ms。
测试2拓扑

测试2方法
两辆四向车模拟调动起来,在两台AP下长时间运行,采用ping测试工具,发包速率30ms/包,包大小为70字节,查看漫游条件下稳定性。
测试2结果
多终端在多AP下漫游效果良好,在高频繁漫游测试中未出现数据中断情况,通讯过程几乎不受影响,可保障小车稳定长时间运行。
根据各项实测结果,从无线关联时间、无线漫游时间、无线通讯稳定性、无线漫游稳定性等多方面验证TP-LINK智能仓储物流系统无线解决方案的可行性和可靠性,保障用户实际场景下智能仓储物流系统的高效稳定运行。
TP-LINK可针对各类具体项目提供完善的有线、无线、安防监控组网解决方案,根据实际场景进行针对性模拟测试,保证方案高可行性和高可靠性;提供专业完备的售后技术服务支持,为您的网络保驾护航。
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