下肢康复机器人嵌入式操作系统µC/OS-Ⅱ的研究

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康复机器人最为医疗机器人的一个重要分支,具有它独特的意义和使用价值,随着人口老龄化的态势,已成为机器人研究区域的一个热点。它在提高康复训练速度、改善康复训练质量、减轻家庭和社会负担方面有着重大的作用及价值。伴随着嵌入式网络技术的快速发展,已逐渐运用到下肢康复训练机器人控制系统中,康复机器人网络化成为康复医疗领域的重要研究方向。  嵌入式系统具有内核小、功耗低、专用性强、集成度高、实时性强的特点。本文针对ARM与μC/OS-II的下肢康复机器人的嵌入式操作系统进行了研究,主要研究工作如下:  首先,本文选用ARM7作为实验载体,编写了μC/OS-II启动和移植代码,成功将μC/OS-II在ARM7处理器上进行了编译移植。μC/OS-II操作系统具有极为精简的内核以及较强的可靠性与实时性,加之开源代码,降低研究成本。使用μC/OS-II操作系统对任务进行管理和调度,保障了嵌入式系统的可靠性和稳定性。  其次,引入了开放源代码的TCP/IP协议栈LwIP,并将LwIP协议栈移植到ARM7与μC/OS-II为基础的平台上,支持嵌入式设备接入网络,实现远程计算机对下肢康复机器人嵌入式系统的监控与信息交互。通过设计LwIP操作系统模拟层来简化移植过程,既保持了网络功能,还降低了对RAM的占用。  本文以LPC2132为硬件平台,通过对ARM7平台移植μC/OS-II和LwIP协议栈,支持嵌入式设备入网,使下肢康复机器人嵌入式控制系统实现了μC/OS-II+LwIP的体系结构,不仅使下肢康复机器人康复训练过程运行稳定,也使得远程康复治疗得以实现。
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