模塊化智能機(jī)器人平臺(tái)研究.pdf

1、智能機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，跨計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等多個(gè)學(xué)科。智能機(jī)器人作為信息技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，是一門具有高度綜合性、前瞻未來性、創(chuàng)新實(shí)踐性的學(xué)科，蘊(yùn)含著極其豐富的教育資源。論文研究的模塊化智能機(jī)器人平臺(tái)就是一種可應(yīng)用于教育領(lǐng)域的智能機(jī)器人。論文的主要工作是完成了模塊化智能機(jī)器人平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)。 論文從智能機(jī)器人的模塊化和擴(kuò)展性等方面考慮，提出了基于FPGA邏輯擴(kuò)展和總線相結(jié)合的接口擴(kuò)展方案。一方面

2、，使用FPGA進(jìn)行邏輯接口擴(kuò)展提高了增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，并可進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理；另一方面，采用I2C和SPI總線作為擴(kuò)展總線，提高了總線通信的效率和速度，可對(duì)新增模塊進(jìn)行快速擴(kuò)展。 本文采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，完成了智能車系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。通過系統(tǒng)分析，將整個(gè)系統(tǒng)分為5大模塊，包括核心控制模塊、電源模塊、電機(jī)控制模塊、傳感器測(cè)量模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊。本文使用ARM9 S3C2410和FPGA相結(jié)合做為主控制系統(tǒng)模塊，詳細(xì)分析了主

3、控制模塊、超聲波測(cè)距模塊和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計(jì)方法。并完成了FPGA模塊和電機(jī)控制模塊相應(yīng)Linux驅(qū)動(dòng)程序。 針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的無線通信，以MSP430F169微控制器和CC2420射頻無線通信芯片為基礎(chǔ)進(jìn)行了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件開發(fā)。完成了IEEE802．15．4協(xié)議相應(yīng)的物理層和MAC層數(shù)據(jù)定義和軟件實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸和組網(wǎng)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了基于航向角和里程計(jì)的節(jié)點(diǎn)定位方法和基于RSSI測(cè)距的三角定位法。針對(duì)智能機(jī)器人