通過 Wi-Fi 6 通信提高自主地面車輛和工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的安全性和效率

介紹

推動(dòng)倉(cāng)庫(kù)和物流中心變得更加繁忙的不僅僅是購(gòu)物季。越來越多的購(gòu)買是在網(wǎng)上進(jìn)行的，這些電子商務(wù)交易正涌入履行中心。人類操作員很難跟上這些同比大幅增長(zhǎng)的步伐，該行業(yè)的公司正在積極尋求和測(cè)試新技術(shù)，以幫助他們應(yīng)對(duì)運(yùn)輸單位的海嘯。機(jī)器人和自動(dòng)化系統(tǒng)是用來提高倉(cāng)庫(kù)和物流中心效率的關(guān)鍵技術(shù)。

這些機(jī)器人和自動(dòng)化系統(tǒng)需要下一代無線通信來處理由分布式人力和自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生的大量增加的流量和用戶設(shè)備。當(dāng)前的 Wi-Fi ? 5 無線網(wǎng)絡(luò)根本無法勝任為機(jī)器學(xué)習(xí)/人工智能 (ML/AI) 驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV)、機(jī)器人和無數(shù)工業(yè) 4.0 提供必要的吞吐量和延遲所需的任務(wù)無線傳感器和其他自動(dòng)化系統(tǒng)都通過同一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

本博客重點(diǎn)介紹倉(cāng)庫(kù)和物流中心無線網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)的現(xiàn)狀，以及新的 Wi-Fi 6E 無線邊緣網(wǎng)絡(luò)解決方案如何提供可觀的吞吐量、減少延遲并提高傳統(tǒng) Wi-Fi 5 解決方案的可靠性優(yōu)勢(shì)。

AGV定義與操作

自主地面車輛 (AGV) 是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的最新發(fā)展。與過去的系留地面車輛和固定機(jī)器人不同，AGV 可以引導(dǎo)自己沿著預(yù)定路徑行駛，并在復(fù)雜多變的環(huán)境中自行導(dǎo)航，而無需操作員不斷干預(yù)。這意味著可以對(duì) AGV 進(jìn)行編程/訓(xùn)練、裝備和部署以執(zhí)行它們的任務(wù)，它們將在需要時(shí)自動(dòng)充電并繼續(xù)完成這些任務(wù)直到完成。這對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)和物流中心來說是一個(gè)巨大的福音，它們現(xiàn)在面臨著永無止境的各種不同包裹的數(shù)量。

盡管最新的 AGV 有望顯著提高效率和人員安全，但它們需要高吞吐量和低延遲的無線網(wǎng)絡(luò)接口，以實(shí)現(xiàn) AGV 與倉(cāng)庫(kù)/物流中心的其他自主功能之間的協(xié)調(diào)，并允許進(jìn)行監(jiān)視和質(zhì)量控制。

Wi-Fi 5 與 Wi-Fi 6

Wi-Fi 5 足以滿足傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、其他自主系統(tǒng)、工業(yè) 4.0 傳感器主機(jī)、多樣性、用戶數(shù)量以及在工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最佳效率所需的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 Wi-Fi 的能力Fi 5。Wi-Fi 6E 擁有比 Wi-Fi 5 高得多的實(shí)際數(shù)據(jù)速率，從約 700Mb/s 到超過 1.5Gb/s（圖 1為最大吞吐量）。這部分是由于 Wi-Fi 6E 使用更高階調(diào)制，即 1024 正交幅度調(diào)制 (QAM)，而 Wi-Fi 5 使用 256 QAM。

雖然在某些方面，數(shù)據(jù)速率的增加可能看起來并不多，但在擁有數(shù)十到數(shù)百個(gè)無線接入點(diǎn)和可能有數(shù)百個(gè)無線邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行的工業(yè)環(huán)境中，數(shù)據(jù)速率的增加可能意味著接入的資本成本降低點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，或者可以在同一區(qū)域部署更多設(shè)備。與 Wi-Fi 5 相比，Wi-Fi 6E 在多用戶情況下還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。新標(biāo)準(zhǔn)還本質(zhì)上結(jié)合了改進(jìn)的多用戶 MIMO 和先進(jìn)的正交頻分復(fù)用接入 (OFDMA) 網(wǎng)絡(luò)訪問控制，以確保更可靠的無線網(wǎng)絡(luò)性能。具有不同流量的更多設(shè)備。Wi-Fi 6E 還提供了 6GHz 范圍內(nèi)以前未使用的頻段。

圖 1 ：Wi-Fi 5 與 Wi-Fi 6 與 Wi-Fi 6E 在 15 英尺處的吞吐量（以 Mb/s 為單位）（來源：Brian Nadel/Future）

應(yīng)對(duì)物流中心無線帶寬挑戰(zhàn)

對(duì)于需要高吞吐量解決方案的 AGV 和其他工業(yè) 4.0 設(shè)備，研華的 Wi-Fi 6E 工業(yè)無線解決方案可以成為改變游戲規(guī)則的無線通信套件，提高效率和安全性。研華的AIW-166K系列無線邊緣通信套件完全兼容 IEEE 802.11 ax/ac/a/b/g/n 三頻（2.4GHz、5GHz 和 6GHz），并且還集成了最新的藍(lán)牙? 5.2 連接功能模塊。這些套件包含一個(gè) 2x2 MIMO 單元，配有天線、互連，并支持 Wi-Fi 6E 1024 QAM 調(diào)制和 160MHz 寬信道。AIW-166k1 套件采用 Intel ? Wireless 6E AX210 802.11ax (no Vpro)+ BT 5.2 M.2 2230 模塊，而 AIW-166k2 套件采用 Intel?無線 6E AX210 802.11ax (Vpro)+ BT 5.2 M.2 2230 模塊 (AIW-166K2)。

結(jié)論

在倉(cāng)庫(kù)和物流中心應(yīng)用中達(dá)到最高的 AGV 效率和安全水平需要最新的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Advantech AIW-166K 系列無線通信套件在緊湊型模塊中提供令人難以置信的 Wi-Fi 6E 網(wǎng)絡(luò)性能，消除了部署 AGV 和其他工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)的猜測(cè)。

信息交換服務(wù)負(fù)責(zé)人：Jean-Jacques DeLisle

Jean-Jacques (JJ) DeLisle 曾就讀于羅切斯特理工學(xué)院，在那里他獲得了電氣工程學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位。在學(xué)習(xí)期間，JJ 從事射頻/微波研究，為大學(xué)雜志撰稿，并且是第一個(gè)即興喜劇團(tuán)@RIT 的成員。在完成學(xué)位之前，JJ 簽約成為 Synaptics Inc. 的 IC 布局和自動(dòng)測(cè)試設(shè)計(jì)工程師。經(jīng)過 6 年的原創(chuàng)研究——開發(fā)和表征同軸天線和無線傳感器技術(shù)——JJ 離開 RIT 時(shí)提交了幾篇技術(shù)論文和一份美國(guó)專利。

審核編輯黃宇