一、課題綜述及研究意義 一提起機器人,很多人會認為它們距離我們的生活還很遙遠。其實,機器人時代已經拉開序幕。據聯合國最近公布的一份調查顯示,到2007年末,家用機器人數量將會上漲6倍,而且隨著機器人的普及,其價格將會大幅下降。 人工智能技術是與多門基礎學科聯系緊密、相互促進相互發展的前沿技術,是集計算機、物理學、生理學、控制技術、傳感器技術等于一體的高新技術產業。人工智能技術的應用領域也越來越廣泛,除了傳統的工業領域,人工智能技術的應用也涉及到軍事、娛樂、服務、醫療等領域。 隨著機器人技術的不斷發展,人們對機器人的要求也越來越高,機器人的智能化控制已成為了當今的熱點。 機器人的研究和應用以前主要在工業和軍事領域,目前許多機器人新的技術和成果已經在服務業、教育娛樂業等領域得到應用與推廣。機器人的研究是一個熱點,而無線遙控技術應用于移動機器人也是提高對其遠程控制能力的一項重要舉措。 本文在無線遙控家用機器人運動控制的總體方案及其基本工作原理進行了分析,設計了一種能滿足遙控家用機器人運動要求的基于Arduino的無線遙控系統,,設計制作了家用機器人機械部分以及控制系統軟、硬件,本文主要工作是進行家用機器人無線遙控系統的研究和設計,主要內容包括以下幾個方面: (1)對機器人進行總體結構設計和相關功能模塊的電路設計。包括硬件電路的設計,系統軟件的設計等。 (2)無線遙控系統的方案的分析與確定。針對本無線遙控系統的要求,對比目前常用的芯片,選擇最終芯片和確定新的通信方案。 (3)設計了無線遙控系統軟件。 (4)對該無線遙控系統,設計測試程序進行測試,驗證無線遙控通信系統的設計效果。包括移動機器人的行進動作和接受指令的效果測試。 二、課題擬采取的研究方法和技術路線 研究方法:用手持終端向機器人嵌入式系統中無線發送指令,控制系統接受到后會做出相應輸出,進而控制各個模塊來實現機器人各種功能。 技術路線:熟悉掌握Arduino的開發環境、實現對機器人的無線遙控。 硬件系統可以分為三大部分機器人控制系統平臺、機器人的運動控制、傳感信息采集,總體設計方案框圖如圖1所示。 圖2 系統軟件流程圖 三、主要參考文獻 www.628tf.com [1] 高小紅,裴忠誠. 飛速發展的機器人技術[J]. 呼倫貝爾學院學報,2004,15(2): 13-15. [2] 畢延軍. 基于Internet 的機器人遠程跟蹤與控制系統的研究[D]. 保定:華北電力大學,2005. [3] 阮國強. 移動機器人無線編程遙控系統[D]. 武漢:華中科技大學,2006. [4] 錢超. 無線技術在傳感器網絡中的應用研究[J].大眾科技,2012,10(5):23-33. [5] 王新煥. 藍牙技術在個性化信息服務中的應用研究[D]. 南京:南京郵電大學,2008. [6] 蔡睿妍. Arduino的原理及應用[J]. 電子設計工程,2012, 20(16):155-157. [7] 鄧仕鈞. 基于WLAN的移動機器人嵌入式遠程運動監控系統設計[D]. 衡陽:南華大學,2012. [8] 吳軍. 基于Internet 的移動機器人遠程監控系統的研究和實現[D]. 武漢:武漢理工大學,2008. [9] 吳國釗, 傅雪冬,裴海龍.基于 Internet 的機器人實時跟蹤系統[J]. 機器人技術與應用,2000,15(1):24-26. [0] 周立友. 基于無線局域網的機器人遠程監控系統研究與實現[D]. 南京:南京理工大學,2008. [11] 王善強. 多用途特殊移動作業機器人遠程監控系統分析與設計[D]. 南京:南京理工大學,2007. [12] 顏兵森. 履帶式移動機器人嵌入式控制研究[D]. 天津:天津工業大學,2010. [13] 張天翼. 藍牙技術在便攜式心電監測儀中的應用研究[D]. 哈爾濱:哈爾濱工程大學,2008. [14] 徐一峰. 地面移動機器人遙操作系統分析及相關技術研究[D]. 南京:南京理工大學,2006. [15] 戴磊. 基于視覺反饋的移動機器人控制[D]. 上海:上海交通大學,2011. [16] 王建偉.基于ARM與Linux 的遠程監控系統[D]. 太原:太原理工大學,2010. [17] 李洪明.漫談紅外遙控[J].電了世界,2000,(1):53. [18] 楊繼志,楊宇環.基于Arduino的網絡互動產品創新設計[J].機電產品開發與創新,2012 ,25 (1):99-100. [19] 馬鳴,張華.基于Android的藍牙遠程控制PC系統的設計與實現[J]電腦知識與技術,2012,28(8):6 833-6 835,6 952. [20] 袁本華,董錚.基于Arduino控制板的溫室大棚測溫系統設計[J].安徽農業科學,2012,40(8):5049-5050. [21] 華祥春.一種基于智能手機藍牙技術的機器人控制系統[J].人工智能及識別技術,2008,(3):125-127. [22] Buechley,Leah Eisenberg,Michael. The LilyPad Arduino:toward wearable engineering for everyone[J]. IEEE pervasive computing,2008,7(2):12-15. [23] BANZI M. Getting started with Arduino[M]. California: 0'REILLY, 2009. [24] Noble,J.,Programming Interactivity: A Designer's Guide to Processing, Arduino, and Openframeworks[M].O'Reilly Media,Incorporated: 2009. [25] Igoe,T.,Making Things Talk: Using Sensors, Networks, and Arduino to see, hear, and feel your world[M].Make Books: 2011. [26] Banzi,M., Getting Started with arduino[M].Make Books: 2008. [27] W. Kastner,P. Palensky, T. Rausch et al. A Closer Look on Today's Home and BuildingNetworks. IEEE AFRICON, 2004: 1239一1245. [28] Bushby,S. T. Newman, H. M. BACnet Today. Supplement to ASHRAE Journal,2002. 10-18. 二、畢業設計(論文)工作實施計劃 (一)畢業設計(論文)的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結果 理論分析:用手持終端向機器人嵌入式系統中無線發送指令,控制系統接受到后會做出相應輸出,進而控制各個模塊來實現機器人各種功能。 軟件要求:使用Arduino的開發環境IDE編寫出一套程序,能夠通過遙控器控制機器人的預想運動方式。硬件要求:設計出一個遙控器。 軟件和硬件配合,能夠實現機器人的開停,對溫度的檢測、調節和對濕度的檢測等功能。 |