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作者:謝佩均(2004-09-07);推薦:徐業良(2004-09-15)

行動式遠端監控系統規劃

本文敘述針對凱迪威公司楊梅新設的DVD-R廠房,作新一代行動式遠端監控系統的規劃。

1.     操作環境規劃

1為凱迪威公司楊梅DVD-R無塵室廠房的平面圖。行動式遠端監控系統應能觀察到各台機台的運作情形、與機台4LCD控制面版的訊息,因此將行動式遠端監控系統AGV的軌道膠帶沿著牆壁鋪設。膠條總長約為13公尺,走道的寬度約為100cm~160cmAGV軌道膠帶黏貼在距離牆壁約40cm處,行動式遠端監控系統即延著此ㄇ字型軌道來回運動。

充電站規劃在ㄇ字型軌道的一角靠近牆角的位置,充電時行動式遠端監控系統攝影機仍可以正常的左右觀察,監控機台的狀況。行動式遠端監控系統為達成遠端操控、遠端視訊監控、遠端聲音回傳,至少需要3組固定IP,對外網路頻寬也應在512KB以上。

1. 無塵室廠房平面圖

2.     系統模式規劃

針對凱迪威公司楊梅新設的DVD-R廠房,行動式遠端監控系統規劃有以下三種模式:

(1)   巡邏模式

一般正常狀況,行動式遠端監控系統沿著已規劃好的軌道來回巡邏。此模式下行走速度約為15-20cm/s,巡邏時攝影機也會左右巡視,當行動式遠端監控系統移動到機台LCD控制面版旁邊時會停止前進20秒,且攝影機會轉到LCD面版方向並放大影像,方便遠端使用者觀看LCD面版上的數據,約3分鐘可完成一次的巡邏。

(2)   充電模式

行動式遠端監控系統偵測到自身電力不足時,會自動行走到充電站前方開始充電,在充電的同時攝影機還是繼續作動,左右巡視或輪流轉到機台LCD控制面版上觀看,持續監控廠房機台,直到電池充電完成,才繼續回到巡邏模式。如有需求,遠端使用者亦可命令行動式遠端監控系統停留在充電站,以方便現場人員工作。

(3)   手動模式

需要時遠端使用者能停止巡邏模式,在遠端電腦上手動操控行動式遠端監控系統前進、後退、停止,並操作攝影機,同時遠端使用者也能點選想要觀察的機台,驅動行動式遠端監控系統前往指定機台觀看機台情況或是觀看機台LCD控制面版上的數據。手動模式下遠端使用者可自行選擇恢復為巡邏模式或充電模式,或在停止輸入新指令5分鐘後,行動式遠端監控系統自動恢復為巡邏模式。

為避免影響現場人員工作,並由手動模式自動回復為巡邏模式或充電模式,行動式遠端監控系統不規劃手動漫遊功能,但仍保留此擴充彈性。

3.     行動式遠端監控系統乘載平台規劃

針對凱迪威公司楊梅新設的DVD-R廠房,行動式遠端監控系統的攝影機設備要能夠觀察到機台與機台LCD控制面版,並且要能在ㄇ字型軌道來回行走,較前一代系統,行動式遠端監控系統乘載平台設計有兩項重要改變:

(1)   乘載平台高度

乘載平台上裝設了可以水平、垂直兩個軸向旋轉,以及能拉近拉遠觀景的網路攝影機,乘載平台應有足夠高度以觀察到離地面160cmLCD面版,但高度過高時行走可能不穩、體積與重量也過大。圖2為模擬乘載平台在距離機台30cm-160cm距離下,觀看離地面160cmLCD面版的情況。實驗後得知將攝影機高度設定在離地面高度90cm時,觀看LCD中的數據還是可以清楚辨識,攝影機高度將設定在90cm

2. 模擬乘載平台高度

(2)   圓形底盤設計

如圖3新一代行動式遠端監控系統乘載平台將採圓形底盤設計,前後均裝設萬向輔助輪,讓乘載平台可沿ㄇ字型軌道穩定來回行走。延續使用左右驅動輪差速方式控制轉向,而AGV判斷轉彎感測器配置於圓形底盤中心位置,感測器和驅動輪同在一直線,使轉彎更迅速且確實。

3. 乘載平台底部元件配置圖

(3)   空間佈置

1為行動式遠端監控系統所需元件規格說明,共有15項元件,估計總重量約為12公斤,較前一代行動式遠端監控系統增加4公斤,底面為直徑360mm的八邊型,各零組件以堆疊方式裝設。

1. 行動式遠端監控系統零組件規格說明

名稱

規格說明

IP CAM

140(W)×175(H)×144(D)mm1.2kgDC12V,網路影像傳輸

PIC_SERVER

70(W)×25(H)×113(D)mm0.2kgDC12V,網路訊號傳輸

單晶片

100(W)×25(H)×100(D)mm0.15kgDC5V,自主行為控制

AP

185(W)×40(H)×205(D)mm0.5kg,網路無線傳輸

VOIP聲音模組

180(W)×40(H)×150(D)mm0.3kg,語音傳輸

電源電路板

60(W)×25(H)×60(D)mm0.1kgDC12V,電源供應分配

AGV感測器

90(W)×40(H)×90(D)mm0.15kgDC12V7個光電開關

電池

65(W)×94(H)×151(D)mm2.5kgDC12V,一個電源供應

直流馬達

43(W)×43(H)×80(D)mm0.7kgDC12V,兩個左右驅動

直流馬達驅動器

65(W)×30(H)×90(D)mm0.02kgDC12V,左右馬達驅動

傳動機構

280(W)×105(H)×320(D)mm1.5kg,底盤高度80mm

充電器

50(W)×30(H)×100(D)0.01kgDC12V,充電

超音波感測器

25(W)×25(H)×45(D)mm0.05kgDC5V,距離感測

警示燈

30(W)×30(H)×45(D)mm0.03kgDC12V,警示靠近者

結構

5mm10mm厚度壓克力板,ψ20塑膠圓柱,承載支撐

4為行動式遠端監控系統配置圖,共有三層空間,每層空間高度由所須裝設的零組件尺寸規格決定,初步規劃行動式遠端監控系統高度為900mm,較前一代高將近400mm。圖5為本系統各組件溝通示意圖,其中PIC SERVER與單晶片是透過5條輸出與接收的訊號線互相溝通,而IP CAM與單晶片溝通是利用RS232來進行溝通,最後遠端使用者如主管、遠端業務與維修單位能利用網際網路與本系統相溝通。圖6為行動式遠端監控系統3D模型配置圖。

4. 行動式遠端監控系統空間配置圖

5. 各組件溝通示意圖

6. 行動式遠端監控系統3D模型配置圖