AGV机器人、AMR和机器狗乘梯系统流程与协议说明

基于多奥AGV（自动导引车）、AMR（自主移动机器人）和机器狗乘梯系统通过集成梯控和电梯门禁技术，实现自动化设备的无人化乘梯。核心功能包括自主呼梯、楼层切换等，支持MQTT、RS-485等通信协议。系统采用"感知-控制-通信"架构：感知层（传感器检测电梯状态）、控制层（AGV决策单元）和通信层（协议传输命令）。

import paho.mqtt.client as mqtt
import time

# MQTT连接参数
MQTT_BROKER = "mqtt.example.com"
MQTT_PORT = 1883
MQTT_TOPIC = "elevator/control"

# 电梯控制指令
DAIC_DT_LW = "DAIC-DT-LW"  # 外呼联网控制器
DAIC_DT_ZT = "DAIC-DT-ZT"  # 读电梯运行状态
DAIC_DT_MB = "DAIC-DT-MB"  # 内呼点亮楼层按键
DAIC_TK_MB = "DAIC-TK-MB"  # 内呼点亮楼层按键
DAIC_TK_ZT = "DAIC-TK-ZT"  # 读电梯运行状态

# 机器人状态
ROBOT_STATE = {
    "floor": 1,  # 当前楼层
    "target_floor": 5,  # 目标楼层
    "direction": "UP",  # 上行/下行
    "in_elevator": False  # 是否在电梯内
}

# MQTT回调函数
def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe(MQTT_TOPIC)

def on_message(client, userdata, msg):
    payload = msg.payload.decode()
    if payload == "ELEVATOR_STATUS":
        handle_elevator_status()

# 发送MQTT消息
def send_mqtt_command(command, data):
    client.publish(MQTT_TOPIC, f"{command},{data}")

# 电梯状态处理
def handle_elevator_status():
    # 模拟电梯状态数据
    elevator_status = {
        "floor": 3,  # 当前楼层
        "direction": "UP",  # 运行方向
        "door_open": True  # 门开到位
    }
    
    if elevator_status["floor"] == ROBOT_STATE["floor"] and elevator_status["direction"] == ROBOT_STATE["direction"] and elevator_status["door_open"]:
        if not ROBOT_STATE["in_elevator"]:
            enter_elevator()
        else:
            exit_elevator()

# 进入电梯
def enter_elevator():
    print("Entering elevator...")
    ROBOT_STATE["in_elevator"] = True
    while True:
        send_mqtt_command(DAIC_DT_MB, "1")  # 点亮开门按钮
        time.sleep(1)
        if check_robot_in_elevator():
            break
    send_mqtt_command(DAIC_TK_MB, str(ROBOT_STATE["target_floor"]))  # 点亮目标楼层按键

# 出电梯
def exit_elevator():
    print("Exiting elevator...")
    while True:
        send_mqtt_command(DAIC_DT_MB, "1")  # 点亮开门按钮
        time.sleep(1)
        if check_robot_out_elevator():
            break

# 检测机器人是否进入电梯
def check_robot_in_elevator():
    # 模拟检测逻辑
    return True

# 检测机器人是否出电梯
def check_robot_out_elevator():
    # 模拟检测逻辑
    return True

# 主流程
def main():
    global client
    client = mqtt.Client()
    client.on_connect = on_connect
    client.on_message = on_message
    client.connect(MQTT_BROKER, MQTT_PORT, 60)
    client.loop_start()
    
    # 外呼电梯
    send_mqtt_command(DAIC_DT_LW, f"{ROBOT_STATE['floor']},{ROBOT_STATE['direction']}")
    
    while True:
        send_mqtt_command(DAIC_DT_ZT, "1")  # 读电梯运行状态
        time.sleep(0.03)  # 31~50ms间隔

if __name__ == "__main__":
    main()
 

下面我将逐步解释您关心的内容，包括乘梯流程、协议情况、内呼外呼标志及Type类型的含义。回答基于标准工业实现和引用信息，确保真实可靠。

1. 调用电梯内召和外呼的乘梯流程说明
乘梯流程分为外呼（电梯外部呼叫）和内召（电梯内部呼叫）两个阶段，AGV/AMR/机器狗通过控制系统模拟人类行为，实现自主操作。整体流程如下：
• 外呼流程（外部呼叫电梯）：
1. AGV到达电梯口：AGV通过激光雷达或视觉传感器检测电梯位置，并停在呼叫区域。

{
    "运行方向": "已停止（出电梯场景主要关注此状态）",
    "当前楼层": 8,
    "开门状态": "已开到位/未开到位"
}

2. 发送外呼命令：AGV的控制单元通过通信协议（如MQTT）向电梯控制系统发送外呼请求。请求包括目标楼层（AGV当前所在楼层）和呼叫类型（例如上行或下行）。

{
    "运行方向": "上行/下行",
    "当前楼层": 5,
    "开门状态": "已开到位/未开到位"
}

3. 电梯响应：电梯控制系统接收命令后，模拟按下外部按钮，电梯移动到AGV所在楼层。

{
    "内呼，外呼标志": 0,
    "Type类型": 0 
}

- **说明**：
    - “内呼，外呼标志”为 0，表示内呼。
    - “Type类型”为 0，表示进入梯控状态，即通过正常授权方式（如本流程设定场景）使用电梯操作开门按钮。

4. 门禁验证：电梯门打开前，系统通过门禁模块验证AGV权限（如RFID或二维码认证），确保安全进入。
5. AGV进入电梯：验证通过后，电梯门打开，AGV驶入轿厢。此过程需确保电梯处于无休眠状态，避免延迟。

{
    "内呼，外呼标志": 0,
    "Type类型": 0,
    "目标楼层": 8 
}

- **说明**：
    - “内呼，外呼标志”为 0，表示内呼。
    - “Type类型”为 0，表示进入梯控状态，进行正常的楼层选择操作。
    - “目标楼层”为机器人要前往的楼层编号。

• 内召流程（内部呼叫目标楼层）：
1. AGV在电梯内部定位：AGV进入轿厢后，使用内部传感器确认位置。
2. 发送内召命令：AGV控制单元发送内召请求，指定目标楼层（如通过MQTT协议）。请求中包含楼层号和呼叫标志（内呼标志）。

{
  "cmd_id": 123456, // 响应对应的请求ID
  "timestamp": 1672531200050,
  "status": {
    "current_floor": 5,
    "door_status": 1, // 0=未知，1=开门到位，2=正在开关门，3=关门到位
    "direction": 2,   // 0=未知，1=停止，2=上行，3=下行
    "running_mode": 0 // 0=正常，1=消防，2=检修...
  }
}

3. 电梯执行指令：电梯控制系统处理请求，模拟按下内部楼层按钮，启动运行到目标楼层。
4. 到达目标楼层：电梯停止后，门禁系统再次验证AGV权限，门打开。

内容	字节	数据说明
内呼/外呼标志	1	0=内呼，1=外呼
Type类型	1	0=进入梯控状态（需认证） 1=退出梯控状态（免认证） 2=强制接管（禁用按键）

5. AGV退出电梯：AGV驶出轿厢，完成乘梯。系统支持楼层切换和特殊场景处理，如多AGV排队或紧急中断。
整个流程强调电气隔离（避免干扰电梯原生系统）和实时通信，确保高效安全。典型耗时：外呼5-10秒，内召及运行取决于楼层高度。

{
  "cmd_id": 123456, // 响应对应的请求ID
  "timestamp": 1672531200050,
  "status": {
    "current_floor": 5,
    "door_status": 1, // 0=未知，1=开门到位，2=正在开关门，3=关门到位
    "direction": 2,   // 0=未知，1=停止，2=上行，3=下行
    "running_mode": 0 // 0=正常，1=消防，2=检修...
  }
}

2. MQTT等相关协议情况
系统使用MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）作为核心通信协议，辅以RS-485等传统协议，实现AGV、电梯控制系统和门禁模块之间的数据传输。以下是协议相关细节：
• MQTT协议角色：
◦ 作用：MQTT是一种轻量级发布/订阅协议，专为IoT设备设计。在乘梯系统中：
■ AGV作为“发布者”（Publisher），发送呼梯命令（如外呼或内召）。
■ 电梯控制系统作为“订阅者”（Subscriber），接收并执行命令。
■ MQTT代理（Broker）居中协调，确保消息可靠传输，支持低带宽环境。
◦ 优势：低延迟（毫秒级响应）、支持QoS（服务质量等级，如确保消息必达）、易于扩展至其他门控设备（如闸机）。
◦ 消息格式：通常使用JSON或自定义二进制格式。例如，一个外呼命令的MQTT消息可能如下：
    
      
        json

      
      
        {
  "device_id": "AGV001",
  "command": "call_external",
  "floor": 3,
  "direction": "up",
  "timestamp": "2023-10-05T14:30:00Z"
}

        
      
      
    
  • 其他协议：
◦ RS-485：常用于近距离有线连接（如电梯控制器内部），提供稳定但带宽较低的数据传输。在系统中，RS-485可能用于电梯状态反馈（如门开关信号）。
◦ 协议选择：实施时需根据电梯型号定制协议。MQTT适合无线场景，RS-485用于改造旧电梯。系统支持多协议集成，通过网关转换数据1。
• 关键要求：
◦ 通信必须可靠：使用MQTT QoS Level 1或2确保命令不丢失。
◦ 安全性：通过TLS加密MQTT通道，防止未授权访问。
◦ 实时性：AGV需持续监听电梯状态主题（如 elevator/status），处理事件如门开/关。

其他协议适配要点

协议类型	适配配置要点	适用场景
TCP	梯控作服务器（端口 30001），支持主从机互换	网络稳定的智慧楼宇、工厂
RS-485	9600bps、8 数据位、无校验，A/B 线不可反接，双工通信	短距离、抗干扰需求场景
Modbus TCP	支持 03（读寄存器）、06（写单寄存器）命令，梯控为从机	工业物联网集成场景
LoRa	点对点传输，延迟 < 50ms，作为备用通信链路	信号不稳定的大型园区

3. 内呼外呼标志及TYPE类型的含义
在通信协议中，内呼外呼标志和Type类型是命令的关键字段，用于区分呼叫类型和参数。这些定义基于标准电梯控制协议（如CANopen或自定义MQTT主题）：
• 内呼外呼标志：
◦ 外呼标志（Call External Flag）：标识电梯外部呼叫请求。通常是一个布尔值或枚举字段。

{
    "内呼，外呼标志": 1,
    "Type类型": 0 
}

- **说明**：
    - “内呼，外呼标志”为 1，表示外呼。
    - “Type类型”为 0，表示进入梯控状态（此处外呼场景下该字段主要按格式要求发送，实际意义可结合项目具体逻辑调整，若项目无特殊要求，保持此默认值即可）。

■ 例如：在MQTT消息中，"call_type": "external" 或 "is_external": true。
■ 含义：当AGV在电梯外时发送，触发电梯移动到当前楼层。
◦ 内呼标志（Call Internal Flag）：标识电梯内部呼叫请求。
■ 例如："call_type": "internal" 或 "is_internal": true。
■ 含义：当AGV在电梯内部时发送，指定目标楼层。
◦ 作用：这些标志确保控制系统正确解析命令，避免冲突（如同时处理多个AGV请求）。在系统设计中，标志位通常占用1-2字节，以优化传输效率。
• Type类型（Type Field）：
◦ 定义：Type字段指定呼叫的具体属性，如方向、优先级或场景类型。它是一个枚举或字符串值，扩展标志的含义。
◦ 常见Type值：
■ "direction"：呼叫方向，例如 "up"（上行）、"down"（下行）或 "both"（双向）。用于外呼时优化电梯调度。
■ "floor"：目标楼层号（整数），在内呼中必填。
■ "priority"：请求优先级，例如 "high"（紧急任务）或 "normal"，影响电梯响应顺序。
■ "scenario"：特殊场景类型，例如 "multi_agv"（多AGV协同）或 "emergency_stop"（紧急停止），支持引用中提到的特殊处理。
◦ 示例：一个完整的内呼命令MQTT消息：
    
      
        json

      
      
        {
  "command": "call",
  "call_type": "internal",
  "type": {
    "floor": 5,
    "direction": "none", // 内呼通常不需方向
    "priority": "normal"
  },
  "device_id": "AMR002"
}

        
      
      
    
  ◦ 重要性：Type类型实现灵活控制，允许系统适应不同场景（如机器狗的小型电梯或AMR的楼层切换）。在协议中，Type字段的长度和值域需在实施前与电梯厂商确认。
总结
AGV/AMR/机器狗乘梯系统通过MQTT等协议实现高效呼梯，核心在于外呼（呼叫电梯到当前位置）和内召（指定目标楼层）的自动化流程。内呼外呼标志和Type类型作为协议关键字段，确保命令精准执行。实际部署时，建议联系技术支持进行电梯协议适配和定制化测试。