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第三次工业革命以来,随着机器人控制技术的不断更新和网络通信技术的发展,促使一个新的研究热点的产生。就是将机器人控制技术与网络通信技术有效地结合在一起,在机器人原有控制的基础上实现网络化,形成了基于网络通信的遥操作机器人。本设计就是借助网络这个信息通信方式进行数据传输、发送指令,达到遥控移动机器人的目的。 本设计主要实现的是移动机器人和PC机之间的无线通信,通过网络进行信息传输,把控制指令传达给远端机器人。整个系统以NIOSII嵌入式软核、uC/OS-II实时操作系统以及NicheStack TCP/IP协议栈为基础;利用NIOSII嵌入式软核具有的软硬件协同设计能力,设计了移动机器人的整个遥操作系统;通过uC/OS-II实时操作系统完成对网络芯片DM9000A通信流程以及系统中的其他任务调度和管理;借助NicheStack TCP/IP协议实现系统的网络通信功能。最终完成了通过无线网络对移动机器人的远程控制。 本设计基于嵌入式系统技术SOPC,完成了机器人遥操作系统的总体设计。又包括软件和硬件设计。系统的硬件设计包括无线通信网络模块、视频图像采集模块、电机驱动控制电路、光电码盘信息采集模块,以及超声波、地磁传感器和GPS数据采集模块。进行了系统SOPC的开发,由硬件(Quartus II和SOPC Builder)和软件(Nios II IDE)两部分组成。硬件开发包括生成整个NIOSII系统和系统外的PLL模块、光电码盘、超声波信息采集模块、视频信息初始化和采集模块。SOPC的软件开发是依靠内嵌的uC/OS的实时操作系统对整个系统任务的调度和管理。遥操作系统的软件开发还编写了PC端人机交互界面,在上位机显示通过无线网络传输回来的数据,包括移动机器人周围环境的视频图像和机器人的地理坐标信息。操作人员可以借助人机界面发出指令对移动机器人进行遥控操作,完成相应的动作。 最后对系统设计进行了实验验证,通过设计的无线网络,可以遥操作机器人到达指定位置,前进途中摄像头会获取周围的环境图像信息,然后利用无线网络传到上位机界面,并可以采集各个传感器模块的数据。