摘 要随着全球物流经济的进步与发展，再加上国际贸易所造成的世界航运市场的一体化，迫使人们增加对进口和出口的效率来提高整体的经济效益，但是在新的国际贸易战的影响下，世界各地的港口都有所波及，为了提高港口的效率与运营成本，人们就把目光投向了全自动化集装箱码头。但是由于自动化集装箱还处于一个全新的发展阶段，港口的装卸运输是效率提高的重要方向，主要包括两种模式，第一种是以自动导航小车（AGV）为主体的运营模式，第二种是以全自动跨运小车（SHT）为主体的运营模式。该课题是采用基于Cortex-M3内核的32位微控制器，使用STM32F103为核心同时搭配无线通信模块（ESP8266）来控制的全自动港口无人卸货系统。并且通过Netty进行同步或者异步的网络调配，作为服务端的网络通信框架，能够提供高可靠性与高性能的网络服务。设计一个可靠的操作系统，来控制与规划AGV小车装卸动态以及船舶的入港与出港时间的规划，还避免了多数据造成的网络错误与数据包丢失，已达到提高集装箱港口效率的全自动无人卸货系统。
目 录
摘 要 II
Abstract II
目 录 III
一、绪论 1
（一）课题的研究背景与意义 1
（二）课题研究的国内外发展现状 1
（三）本课题主要内容和结构安排 2
二、全自动港口系统的总体方案设计 3
（一）全自动港口系统的总体方案 3
1 硬件部分的设计方案 3
2 软件部分的设计方案 4
（二）AGV小车结构设计方案 4
三、全自动港口系统硬件平台设计 5
（一）主控芯片与核心模块的选择 5
（二）主要硬件功能设计 6
1 STM32F103最小系统电路 6
1.1硬件电路图 6
1.2 实物介绍 6
2 模块分解电路 7
2.1复位电路 7
2.2电源电路 8
2.3晶振电路 8
3 H桥电机驱动电路设计 9
3.1 H桥电路分析 9
3.2 实物介绍 9
4 ESP8266ESP12E 9
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/> 4.1 串口通信及芯片电源管理 10
4.2 实物介绍 10
四、全自动港口系统软件系统设计 11
（一）AGV小车通信设计 11
（二）港口应用服务器设计 12
（三）港口应用客户端设计 13
五、全自动港口系统测试 14
（一）AGV装卸运输小车测试 14
（二）港口应用服务器测试 15
（三）港口应用客户端测试 17
六、总结与展望 18
（一）总结 18
（二）展望 18
致谢 19
参考文献 20
附录一 电路原理图和PCB图 21
附录二 参加项目及比赛证书 22
一、绪论
（一）课题的研究背景与意义
在顺应全球经济发展的新趋势与社会开放的战略目标的前提中，中国决定将几大港口都做出了前所未有的变化，其中作为“国际航运中心”的上海港、“北方国际航运中心”天津港与“东北亚国际航运中心”大连港，相互依托形成港口贸易中心，但是这样是改变都会暴露出更多的问题，其中相互竞争与制约就会造成，只会竞争不会合作的问题。在中国沿海地区每50KM就存在一个1000吨级别的港口，其“窝内斗”与经济利益成为了制约发展的难题。随着自动化与网络化的普及，使得科研方向朝着全自动无人卸货系统的目标前行。
随着近年来港口的日吞量的增加，使得普通港口工作效率慢的问题，暴露在人们眼中，其一、集装箱港口的管理与运输能力出现了严重的滞后；其二、集装箱港口管理存在利益驱动与地方保护冲突与偏差。目前我国港口虽然在集装箱信息化码头建设取得了一点点的进步，但在系统开发与实际效果等方面都出现的大大小小的漏洞，比如公用信息平台滞后，政府监管与地方监管的矛盾等。另外大多数港口智能化水平低，自动化装卸功能欠缺与重复化劳作等问题。
为了解决上述出现的矛盾与难点，设计一个能满足各方面的全自动化无人卸货系统，针对各个港口提出的问题与矛盾。以高效率，低成本来实现港口日吞吐量的上升，和解决发展不平衡与协调能力的不稳定的全自动化集装箱港口。
（二）课题研究的国内外发展现状
1.国内与国外研究的现状分析
在未来十几年内将出现自动化集装箱码头取代人工码头的模式，但是在欧美等发达国家早在90年代就已经出现了自动化的建设，比如美国长摊港作为世界最繁忙的国际航运中心之一，长滩港码头采用“自动化轨道自动引导车桥吊等”技术；日本名古屋港Tobishima集装箱码头，目前世界上最先进的港口之一，采用AGVARTG装卸工艺，还具备了智能道口系统OCR与FRID技术，来采集装卸车与集装箱的编号，实现自动化装卸；德国CTA集装箱码头，采用岸桥为双AGV小车运输，计算机模拟技术。
在国内，一种全自动化的无人卸货系统技术还待进步。但是在几年前我国港口装卸设备来自国外进口，在近几年国内在这一方面也有了质的变化，从山东青岛港到上海洋山港的出现，使得中国在国际航线中有了不可取代的地位，从当初的大型货轮需要到韩国日本等地进行转运，变成了世界各地都需要的国际港口转运中心，成功把以前丢失的船舶吸引回来，也解决了之前上海经济因为上海港退潮时水深只有7m，达不到国际航运中心水深15m的重大问题。
国内的大多数集装箱码头都是桥吊上面有司机，轨道上的小车里也都有司机，而全自动无人卸货港口的出现减少人力成本至少七成以上，整个效率也提升了30%左右。
2.存在的问题及发展趋势
在社会进步与经济压力的情况下，人们把繁重复杂的工作逐渐转移成机械工作，其港口运输就存在大量劳动力与重复化的劳作，然而国外的全自动港口技术已逐渐步入正轨，近些年我国也已把重心放到了港口航运上，但是国外的“自动化轨道自动引导车桥吊”、AGVARTG装卸工艺、OCR与FRID技术、岸桥为双AGV小车运输等技术都不完全适用于我国发展，其设计需要也不符合我国特色社会主义道路，不满足我国普通百姓的日常生活。通过吸取国外部分技术扬长避短。现我国研究存在的问题有如下几点。

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