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

介紹

推動倉庫和物流中心變得更加繁忙的不僅僅是購物季。越來越多的購買是在網(wǎng)上進行的，這些電子商務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的步伐，該行業(yè)的公司正在積極尋求和測試新技術，以幫助他們應對運輸單位的海嘯。機器人和自動化系統(tǒng)是用來提高倉庫和物流中心效率的關鍵技術。

這些機器人和自動化系統(tǒng)需要下一代無線通信來處理由分布式人力和自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的大量增加的流量和用戶設備。當前的 Wi-Fi ? 5 無線網(wǎng)絡根本無法勝任為機器學習/人工智能 (ML/AI) 驅動的自動導引車 (AGV)、機器人和無數(shù)工業(yè) 4.0 提供必要的吞吐量和延遲所需的任務無線傳感器和其他自動化系統(tǒng)都通過同一個無線網(wǎng)絡進行通信。

本博客重點介紹倉庫和物流中心無線網(wǎng)絡挑戰(zhàn)的現(xiàn)狀，以及新的 Wi-Fi 6E 無線邊緣網(wǎng)絡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。

AGV定義與操作

自主地面車輛 (AGV) 是工業(yè)機器人系統(tǒng)的最新發(fā)展。與過去的系留地面車輛和固定機器人不同，AGV 可以引導自己沿著預定路徑行駛，并在復雜多變的環(huán)境中自行導航，而無需操作員不斷干預。這意味著可以對 AGV 進行編程/訓練、裝備和部署以執(zhí)行它們的任務，它們將在需要時自動充電并繼續(xù)完成這些任務直到完成。這對倉儲和物流中心來說是一個巨大的福音，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)絡接口，以實現(xiàn) AGV 與倉庫/物流中心的其他自主功能之間的協(xié)調，并允許進行監(jiān)視和質量控制。

Wi-Fi 5 與 Wi-Fi 6

Wi-Fi 5 足以滿足傳統(tǒng)工業(yè)機器人系統(tǒng)、其他自主系統(tǒng)、工業(yè) 4.0 傳感器主機、多樣性、用戶數(shù)量以及在工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)最佳效率所需的流量遠遠超過 Wi-Fi 的能力Fi 5。Wi-Fi 6E 擁有比 Wi-Fi 5 高得多的實際數(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 使用更高階調制，即 1024 正交幅度調制 (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)百個無線接入點和可能有數(shù)百個無線邊緣網(wǎng)絡設備運行的工業(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和網(wǎng)絡基礎設施，或者可以在同一區(qū)域部署更多設備。與 Wi-Fi 5 相比，Wi-Fi 6E 在多用戶情況下還有另一個優(yōu)勢。新標準還本質上結合了改進的多用戶 MIMO 和先進的正交頻分復用接入 (OFDMA) 網(wǎng)絡訪問控制，以確保更可靠的無線網(wǎng)絡性能。具有不同流量的更多設備。Wi-Fi 6E 還提供了 6GHz 范圍內以前未使用的頻段。

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）

應對物流中心無線帶寬挑戰(zhàn)

對于需要高吞吐量解決方案的 AGV 和其他工業(yè) 4.0 設備，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牙? 5.2 連接功能模塊。這些套件包含一個 2x2 MIMO 單元，配有天線、互連，并支持 Wi-Fi 6E 1024 QAM 調制和 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)。

結論

在倉庫和物流中心應用中達到最高的 AGV 效率和安全水平需要最新的無線網(wǎng)絡技術。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)絡性能，消除了部署 AGV 和其他工業(yè)機器人系統(tǒng)時的猜測。

信息交換服務負責人：Jean-Jacques DeLisle

Jean-Jacques (JJ) DeLisle 曾就讀于羅切斯特理工學院，在那里他獲得了電氣工程學士學位和碩士學位。在學習期間，JJ 從事射頻/微波研究，為大學雜志撰稿，并且是第一個即興喜劇團@RIT 的成員。在完成學位之前，JJ 簽約成為 Synaptics Inc. 的 IC 布局和自動測試設計工程師。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——JJ 離開 RIT 時提交了幾篇技術論文和一份美國專利。

審核編輯黃宇