移動(dòng)機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、第三次工業(yè)革命以來(lái)，隨著機(jī)器人控制技術(shù)的不斷更新和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，促使一個(gè)新的研究熱點(diǎn)的產(chǎn)生。就是將機(jī)器人控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有效地結(jié)合在一起，在機(jī)器人原有控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，形成了基于網(wǎng)絡(luò)通信的遙操作機(jī)器人。本設(shè)計(jì)就是借助網(wǎng)絡(luò)這個(gè)信息通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)送指令，達(dá)到遙控移動(dòng)機(jī)器人的目的。
　　本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的是移動(dòng)機(jī)器人和PC機(jī)之間的無(wú)線通信，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，把控制指令傳達(dá)給遠(yuǎn)端機(jī)器人。整個(gè)系統(tǒng)以NIOSII

2、嵌入式軟核、uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及NicheStack TCP/IP協(xié)議棧為基礎(chǔ)；利用NIOSII嵌入式軟核具有的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)能力，設(shè)計(jì)了移動(dòng)機(jī)器人的整個(gè)遙操作系統(tǒng)；通過(guò)uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)芯片DM9000A通信流程以及系統(tǒng)中的其他任務(wù)調(diào)度和管理；借助NicheStack TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能。最終完成了通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。
　　本設(shè)計(jì)基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)SOPC，完成

3、了機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。又包括軟件和硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)模塊、視頻圖像采集模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、光電碼盤(pán)信息采集模塊，以及超聲波、地磁傳感器和GPS數(shù)據(jù)采集模塊。進(jìn)行了系統(tǒng)SOPC的開(kāi)發(fā)，由硬件（Quartus II和SOPC Builder）和軟件（Nios II IDE）兩部分組成。硬件開(kāi)發(fā)包括生成整個(gè)NIOSII系統(tǒng)和系統(tǒng)外的PLL模塊、光電碼盤(pán)、超聲波信息采集模塊、視頻信息初始化和采集模塊。SOPC的

4、軟件開(kāi)發(fā)是依靠?jī)?nèi)嵌的uC/OS的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)度和管理。遙操作系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)還編寫(xiě)了PC端人機(jī)交互界面，在上位機(jī)顯示通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來(lái)的數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)機(jī)器人周圍環(huán)境的視頻圖像和機(jī)器人的地理坐標(biāo)信息。操作人員可以借助人機(jī)界面發(fā)出指令對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行遙控操作，完成相應(yīng)的動(dòng)作。
　　最后對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)設(shè)計(jì)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以遙操作機(jī)器人到達(dá)指定位置，前進(jìn)途中攝像頭會(huì)獲取周圍的環(huán)境圖像信息，然后利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳