工业无线零漫游解决方案

在工厂车间和仓储环境下,移动终端和移动机器人贯穿生产管理的始终,提升了数据获取的实时性和有效性。

移动终端和移动机器人高度依赖无线网络,较为常见的是PDA条形码扫描、二维码扫描等;AGV、无人叉车货物运输等。针对生产区域环境复杂、业务不能中断,仓储和分拣、出入库区内货架林立等特点,移动终端和移动机器人对无线网络漫游不连续丢包、低时延等的高可靠需求,锐捷网络基于该场景需求,推出工业无线零漫游解决方案。

PDA手持终端
PDA扫码贯穿了生产管理的始终,包括订单的信息管理、生产流程的数据更新和环节交替,以及最终产品的出厂信息记录。市面上国内\外品牌繁多、不同的PDA、工业平板等移动终端其信号强度、上联入网性能等情况不一,有些信号低时终端甚至不漫游。
AGV自动导引运输车
AGV是智能工厂、智能车间的重要组成部分,代替人工进行装载、搬运、卸载等工作,实现车间物流的自动化。AGV也高度依赖无线网络实现调度管理,若丢包率较高,尤其是连续丢包,则很有可能导致AGV行驶减速或停止,甚至发生碰撞事故,严重影响配送及生产节拍。
应用场景
  • 仓储扫码
  • AGV仓储运输
  • AGV跨楼层运输
AGV自动导引运输车
  • 主要应用
    AGV与电梯、自动门对接,实现全自动化无人作业,并能够顺利通过电梯在各楼层间自动运输
  • 场景特点
    电梯里没有无线信号或者信号差,电梯里的无线与各楼层的无线之间信号断裂
  • 业务痛点
    因电梯里的无线信号差,电梯内外的无线信号断裂,AGV无法在电梯的前中后网络之间无缝漫游,导致AGV停在电梯里出不来,严重影响配送及生产节拍
  • 应用需求
    跨楼层移动快速漫游,业务永续无感知
应用需求
移动终端高效扫码离不开无线网络支撑
PDA采集数据,并同步至服务器数据库,系统可查询,满足精细化管理要求。但受制于无线网络性能,导致PDA的APP界面读数据“转圈圈”、超时登出系统等现象,造成读取数据延迟,增加工作时长,降低产线、库管效率。
联网关键技术问题
仓库建筑高度高
无线覆盖信号强度差
货架摆放密集
信号遮挡严重,信号强度差
PDA型号众多
移动漫游丢包严重
PDA对工业无线网络质量指标要求
  • 信号强度≥-65dBm
  • 整体丢包率≤1%
  • 漫游连续丢包个数≤3个

*数据包大小1000字节/pkg,超时计算1000ms,ping包1000个

AGV高度依赖无线网络实现调度管理
AGV设备的快速、稳定运行, 高度依赖与调度中心之间的无线通讯网络
AGV关键技术问题
  • 1

    “我在哪”

    定位问题
  • 2

    “要去哪”

    调度问题
  • 3

    “怎么去”

    导航问题
AGV对工业无线网络质量指标要求
产线、仓储AGV
  • 信号强度≥-65dBm
  • 整体丢包率≤0.5%
  • 漫游不出现连续丢包≤1个

*数据包大小1000字节/pkg,超时计算1000ms,ping包1000个

巡检机器人摄像头
  • 通常要求1080P
  • 4M码流/台4M
车间、仓储场景的无线网络需求
遮挡环境 不离线
不因高货架等场地复杂环境影响信号强度,移动终端可实时在线。
信号覆盖 无死角
无线信号覆盖无盲区,信号稳定覆盖业务区,移动终端保持实时、稳定的高质量在线作业。
高速移动 无中断
移动漫游过程中,数据实时在线、不中断,不出现漫游粘滞的问题。
应用技术
传统“微蜂窝架构”组网

“微蜂窝架构”典型部署示意图

在放装场景,移动终端/机器在传统“微蜂窝架构”组网中会出现终端频繁掉线、丢包,影响实际业务使用。

技术概述

一个场所由多台AP覆盖,每台AP覆盖的范围为一个“微蜂窝”,多个“微蜂窝”构成整个WLAN网络;

为了降低AP之间的同频干扰,相邻AP一般使用不同信道进行错频部署。

存在问题

漫游机制:当STA(如PDA扫码枪)从一台AP覆盖范围移动到另一台AP覆盖范围时,终端将发生漫游,STA存在重新关联,可能导致数据通信时延变大、丢包断流;

移动终端:漫游过程由STA主导,部分STA在信号很低时才发生漫游,甚至不主动发生漫游,导致数据通信时延变大、丢包断流。

锐捷“工业无线零漫游”技术
技术概述

工业无线零漫游同频组网技术是将网络中多台物理AP虚拟成一台大的“虚拟AP”,STA在移动过程中判断自己一直关联在同一台AP上,无需进行漫游,达到“零漫游”的效果;

STA实际关联在哪台物理AP上,由AC根据信号强度和网络负载等因素决策。STA从一台AP切换关联到另一台AP过程中,STA无感知,通信不受影响。

同频组网典型部署示意图

同频组网单一信道部署网络,实现零漫游及高密度部署,简化部署和维护成本

工业无线零漫游的漫游特性满足仓储物流、工厂车间等终端移动实时性高的应用需求

工业无线零漫游技术
工业无线零漫游技术方案AP的安全部署方式与普通放装AP一样,但不同的是,通过相邻AP使用对应Radio进行相同信道组网,为终端提供“零漫游”服务。
  • 终端接入后, AC为每个终端创建全网唯一BSSID,有且只为一个终端提供服务。

    终端接入

  • 当AC决策切换到新AP为其提供服务时,AP仍然传递原来的BSSID信息。

    BSSID 跟随

  • 实时监控终端报文RSSI和终端所在beacon信号中RSSI情况。如果满足切换阈值,则通知AC进行决策切换。

    AC 决策漫游

  • 终端在移动过程中,需要不断切换AP为其提供接入服务(BSS)。为加速AP间切换BSS。

    BSS 预跟随

综合应用
AGV跨楼层运输零漫游应用
  • 在电梯井顶、电梯桥厢顶、电梯内分别部署锐捷AP
  • 电梯井顶AP连接企业生产无线网络
  • 电梯井顶与电梯桥厢顶AP定向无线桥接
  • 电梯桥厢顶和电梯内AP通过网线连接
  • 实现电梯内和各楼层内AP间的无线零漫游
  • 当AGV进入电梯,通过电梯内AP连接无线网络
  • 当AGV走出电梯,通过电梯内和楼层内的零漫游,完成运输
多场景综合应用
三射频
AP生产车间和仓库场景下,可能会同时存在移动生产业务“工业无线零漫游”、固定生产业务“工业无线数据采集”、移动办公业务常规无线覆盖的综合应用需求,可以使用三射频AP进行综合业务无线覆盖。
第①和②频联接移动办公业务和固定生产业务

对于车间有移动办公业务无线联网需求的(如内部员工/合作伙伴/访客的笔记本电脑/手机等),可用①/②频进行常规无线覆盖,和第③频“工业无线零漫游”之间相互没有影响;

对于有固定生产业务无线联网需求的,也可用①/②频配合《工业无线数据采集解决方案》,实现固定生产机器联网。

第③频联接移动生产业务

目前大部分PDA/AGV都支持5G频段,为了避免2.4G频段干扰多,的现状,推荐第③频使用5G频段实现移动生产业务无线联网,满足PDA/AGV等移动终端无线零漫游的需求。

工业无线零漫游解决方案架构
PDA扫码枪和AGV小车移动过程中实时保持联网数据正常

方案构成

• 管理系统:WMS\MES管理系统、AGV调度管理系统

• 无线控制器AC、POE交换机

• 无线AP

方案简介

通过工业无线零漫游解决方案的部署应用,移动生产终端接入到零漫游无线网络后,即可实现PDA扫码、移动机器人等把业务数据、管理控制信息等实时、稳定、可靠的回传至企业业务管理系统中,帮助企业节约人力资源、降本增效、提升产出管理效率。

产品组成
无线控制器
RG-WS6008
最大可支持管理224个AP
RG-WS6108
最大可支持管理320个AP
RG-WS6512
最大可支持管理1152个AP
RG-WS7204-A
最大可支持管理128个AP
RG-WS7208-A
最大可支持管理256个AP
中小企业适用,可与办公网共用
无线接入点
RG-AP730-I
  • • 三路双射频
  • • 11ac wave2
  • • 整机2.6Gbps
  • • 支持扩展物联网
RG-AP850-A
  • • 三路双射频
  • • 802.11ax
  • • 整机3.267Gbps
  • • 一路5G支持零漫游
RG-AP680(CD)
  • • 双路双射频
  • • 支持802.11ax
  • • 整机2.4Gbps
  • • IP68防护等级
电梯桥接专用
RG-AP720-I
  • • 双路双频双流
  • • 支持802.11ac wave2
  • • 整机2.4Gbps
RG-AP730-I
  • • 三路双射频
  • • 11ac wave2
  • • 整机2.6Gbps
  • • 支持扩展物联网
RG-AP850-A
  • • 三路双射频
  • • 802.11ax
  • • 整机3.267Gbps
  • • 一路5G支持零漫游
RG-AP680(CD)
  • • 双路双射频
  • • 支持802.11ax
  • • 整机2.4Gbps
  • • IP68防护等级
电梯桥接专用
RG-AP720-I
  • • 双路双频双流
  • • 支持802.11ac wave2
  • • 整机2.4Gbps
客户收益
车间/仓库场景下,无线零漫游,移动业务不中断!
  • 漫游丢包率
  • 不连续丢包
  • 漫游平均时延

遮挡环境不离线信号覆盖无死角,信号跟随实时在线
高速移动不中断无线零漫游,移动不掉线
应用“工业无线零漫游”技术,在车间、仓储环境下,实际应用后的关键指标为“漫游丢包率<0.5%”,“漫游平均时延小于10ms”,保障移动终端不离线,移动机器人高速移动不中断。