基于PLC控制的自动跟随购物车的系统研究

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摘 要：设计了一种基于PLC控制的自动跟随购物车的系统，为智能跟随购物车的设计和在生活超市的普及提供参考。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，体积小，维护方便，容易改造等诸多优点，是一种符合市场发展需求的创新产品。

关键词：PLC;自动跟随;模糊控制器

1 前言

随着超市购物的兴起，人们也已经逐渐接受并習惯这一购物习惯，越来越多的消费者选择到大超市大商场购物。但是，随着超市商品的种类增加，超市规模的不断扩大，同时给人们带来了不小的麻烦，选择购物的时间大大增长，选择购物本身是为了方便、快捷、高效的购物，在购物期间，购物车将伴随人们左右，载着我们并一起进行购物，在这个在更加推崇服务化、人性化的时代，造型单一、比较笨重的购物车已经逐渐不能满足人们的需求了。

基于这一思想，于是提出了此次课题，利用PLC作为核心逻辑控制器，通过传感器检测现场环境，并把信号传送回PLC的微处理器CPU，然后进行系统的规划跟踪的路径。PLC通过控制各个I/O点线圈的通断实现小车的动作。PLC为核心的控制器控制其主要特点：满足人们的需求，目前市场还没有出现这个产品，很有竞争力。自动跟随购物车可以用于所有大中小型生活超市和商场，它顺应了当代智能化时代的潮流，满足了人们日常生活的需求，因此研究自动跟随购物车有很大的实用意义。

2 基于自动跟随购物车的避障原理

在购物车四周装有四个超声波传感器装置，超声波传感器实时检测购物车周围环境，当检测到四周有物体靠近且间距已超出了安全范围时，传感器将检测的数据信息传输至PLC的微处理器CPU，由CPU进行数据的处理，使购物车采取相应措施，重新规划路径，避免发生碰撞导致人员受伤或给商场造成经济损失。

经过初始化后，避障系统将检测前方是否有障碍物，没有则直行，有则继续检测两侧是否有障碍物，两侧有障碍物的话就回到初始化后，否则的话就判断是否左侧有障碍物，有的话右转没有的话左转转动完毕后回到初始，循环进行这个流程。对于三个方向都有障碍物的情况，我们默认没有进入死胡同的情况，这是鉴于商场柜台的摆放决定的，所以小车只需回到初始化之后重新检测障碍物情况，待例如人或商场货物拖车或其他购物车的障碍物离开后，即可继续左右转或直行，在对于有多个路径可选的情况下，小车默认向主人靠近的路径前进。

3 模糊自动跟踪系统及算法设计

3.1 自动定位算法设计

购物车上装有超声波测距基站（左、中、右三个接收器A、B、C），超声波基站沿购物车车头平行线安装，设车头平行线长2Lcm，三个接收器各自相隔Lcm，超声波发射器由购物者D携带，OO´为购物车的中心平分线。由于购物车是在商场进行使用，所以测量精度必须足够高，所以我们采用TDOA的超声波测距，即发射节点同时向接收节点发射超声波信号和射频信号， 其中RF信号为同步信号， 其时序如图1所示。

4 结论

本次设计的自动跟随购物车自动化程度较高，它符合当今智能化时代的发展方向，可应用于所有大中小型生活超市和商场，提高消费者的购物体验，具有一定的开发和应用前景。

参考文献：

[1]肖琳琳，刘晶晶，杨堃，王双林.基于 PLC 控制的智能载物车[D].辽宁工业大学，2019.

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作者简介：李文智（2000-），男，江西南昌人，本科，研究方向：自动化、电力系统。

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