从仓库到医院，移动机器人随处可见，甚至在街上也能看到它们。移动机器人受欢迎程度很容易理解；他们更便宜，更安全，不需要招聘程序，而且比有血有肉的工人更有生产力。机器人解决方案可以很容易地进行扩展或与其他机器结合。由于移动机器人实时收集大量的数据，公司可以利用它们来启动工业物联网（IIoT）。

为了高效运作，移动机器人需要安全可靠的通信。然而，制造商有办法克服安全和工业通信问题，以保持移动机器人一直在运行。

什么是移动机器人？

移动机器人将物料从一个地方运送到另一个地方，有两种类型：作为自动引导车（AGV）和自主移动机器人（AMR）。AGV使用引导基础设施（电线、反射器或磁条）来遵循预定的路线。如果一个物体挡住了AGV的路径，它就会停下来，等待该物体被移走。

AMR车辆更具活力。它们在地图的帮助下移动，并使用来自摄像头、嵌入式传感器或激光扫描仪的数据来检测环境并选择最有效的路线。如果一个物体阻挡了AMR车辆的计划路线，它将采取不同的路线。由于AMR卡车不依赖于指导性的基础设施，它们的安装速度更快，并能适应物流变化。

安全和沟通的挑战

●建立无线连接

移动机器人制造商面临的第一个挑战是选择最合适的无线技术。这通常涉及确立要求、评估标准和选择最适合的标准。不幸的是，对于AGV/AMR制造商来说，这并不总是可能的，因为他们往往不知道机器的位置或目标应用的确切细节。

有时，蓝牙连接将是最佳选择，因为它提供了一个稳定的连接，没有过载，而其他应用程序将需要一个快速、安全的蜂窝网络连接。对于移动机器人制造商来说，一种可以轻松改变以满足特定要求的网络技术将是最佳选择。

第二个挑战是要确保安装工作按计划进行。在部署无线解决方案之前，应在现场进行基于设施图纸的预测性现场调查，以确保自动驾驶车辆在整个场地有足够的信号覆盖。现场调查应确定接入点的最佳位置、正确的天线类型、天线的最佳角度以及如何减少干扰。安装后，使用无线嗅探器工具检查设计，并根据需要调整接入点或天线。

●将移动机器人连接到工业网络

移动机器人需要在正确的地方与控制器进行通信，尽管它们经常使用不同的工业协议。例如，一个AGV可能使用CANopen，而一个控制器可能使用PROFINET。此外，移动机器人制造商可能希望在控制器使用不同工业网络（如EtherCAT）的其他地方使用同一AGV模型。

移动机器人制造商还必须确保他们的AGV有足够的能力来处理所需的数据量。这将根据安装的大小和类型而有所不同。大型装置可能会使用更多的数据，因为路由算法需要覆盖更大的区域，更多的车辆和更多的潜在路线。导航系统，如视觉导航，处理图像，因此比使用其他导航系统，如反射器或磁带的装置需要更多的计算能力。因此，移动机器人制造商面临以下挑战。

（1）他们需要一种支持所有主要现场总线和工业以太网网络的网络技术。

（2）改变网络技术必须很容易，以便移动机器人可以在不修改硬件设计的情况下与控制器在同一工业网络上进行通信。

（3）使用的网络技术必须提供足够的性能和功能来处理所需的数据量。

●确保可靠的CAN通信

自20世纪80年代以来，这种基于CAN的通信提供了一个可靠和易于实施的标准，它的受欢迎程度不断提高，主要是由于它在各种快速增长的行业中的应用，如电动汽车和电池储能系统（BESS）。CAN是一个简单、节能和具有成本效益的解决方案。网络上的所有设备都可以访问任何信息，由于它是一个开放的标准，这意味着用户可以调整和扩展信息以适应他们的需要。

对于移动机器人制造商来说，建立CAN连接变得更加重要，因为它可以监测越来越多地用于叉车驱动系统的锂离子电池，无论是在改造的系统中还是在新的安装中。要做到这一点，制造商需要做到以下几点。

（10建立与CAN或CANopen通信标准的可靠连接，这将使他们能够检查其设备，例如用于监测电池状态和性能。

（2）为系统提供防止电磁干扰（EMI）的保护，因为这可能会损坏已安装的电子装置。电磁干扰的风险在改造中很重要，因为增加新的组件，如位于通信电缆旁边的电池，会引入高频电磁干扰。

●远程访问移动机器人

远程访问机器的控制系统的能力可以帮助移动机器人供应商或工程师解决大多数问题，而无需前往现场。挑战在于创建一个远程访问解决方案，平衡IT部门的要求和工程师或供应商的期望。

IT部门希望确保网络保持安全、可靠并保持完整性。因此，远程访问解决方案应包括以下类型的安全。

（1）使用呼出电话而不是呼入电话，以尽量减少对防火墙的影响

（2）将重要流量与网络的其他部分分开。

（3）加密和保护所有流量，以确保其保密性和完整性。

（4）确保供应商按照相关的安全标准（如ISO 27001）运作或获得认证

（5）确保供应商定期进行安全审计。

工程师或供应商希望有一个易于使用和可靠的系统。用户应该能够很容易地连接到移动机器人并获取所需的信息。如果安装可能发生变化，机器人的数量应该很容易根据需要进行调整。如果移动机器人位于与供应商或工程师不同的国家，网络基础设施必须提供足够的覆盖和冗余，以保证全球的可用性。

●创建一个安全的系统

创建一个移动机器人可以安全运输材料的系统是至关重要的，也是一项具有挑战性的任务。移动机器人制造商需要创建一个系统，考虑到移动机器人的所有不同类型和设计以及工业环境中人类的存在。他们需要确保移动机器人对外部行动作出反应，如打开安全门或按下紧急停止按钮，而且网络解决方案可以处理不同的安全协议和接口。他们必须考虑到AMR车辆自由移动，并相应地管理碰撞风险。传感器中使用的技术在不断发展，AGM/AMR制造商需要跟上发展的步伐，以确保其产品保持尽可能高的效率。

安全标准

尽管遵守各种安全标准（ISO、DIN、IEC、ANSI等）大多是自愿的，但欧盟的机器制造商在法律上有义务遵守机械指令中的安全标准。机械指令2006/42/EC始终适用于移动机器人制造商，在某些情况下，指令2014/30/EU也可能相关，因为它规定了设备的电磁兼容性。机械指令2006/42/EC描述了投放到欧洲市场的安全机械的设计和构造要求。制造商只有在符合性声明中证明他们遵守了指令的要求，才能贴上CE标志并向其客户提供机器。

虽然其他安全标准不是强制性的，但制造商应该遵守这些标准，因为它们有助于满足机械指令2006/42/EC的要求。例如，他们可以遵循ISO12100中的准则，将已识别的风险降低到可接受的剩余风险水平。他们可以使用ISO 13849或IEC 62061来找到每个风险所需的安全等级，并确保相关的安全功能符合规定的要求。移动机器人的制造商决定他们如何达到一定的安全水平。除其他外，他们能够降低移动机器人的速度，将碰撞的风险和伤害的严重程度降低到可接受的水平。它们还能够确保移动机器人只在禁止人类进入的专用区域内运行（在ISO 3691-4中定义为禁区）。

制定正确的标准并实施要求是自行式卡车制造商创建安全系统的最佳方式。然而，正如这个总结所暗示的那样，这是一个复杂且耗时的过程

使用移动机器人实施通信系统的最佳实践

移动机器人制造商很少是通信或安全专家。因此，他们可能会发现自己开发所需的通信技术既费时又费钱。使用专门设计的第三方通信解决方案不仅解决了通信问题，还提供了进一步的好处。

现代通信解决方案采用模块化设计，允许移动机器人制造商移除为特定标准或协议设计的一种网络产品，并用为另一种标准或协议设计的产品取而代之，而不会影响机器的任何其他部分。例如，蓝牙可能是一种安装中最合适的无线标准，而 Wi-Fi 可能在另一种安装中提供更好的覆盖范围。同样，一个站点可能使用 PROFINET 和 PROFIsafe 协议，而另一个站点可能使用不同的工业和安全协议。