基于ZigBee无线网络的小车控制

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为解决目前移动机器人仍受到系统对计算设备运算能力要求日益提高、难以携带大体量计算设备等问题制约的问题,论文设计并研制了基于ZigBee无线传感器网络的移动机器人控制系统。具体内容如下:(1)在对系统控制特点和性能要求可行性分析的前提下,提出了ZigBee无线网络组网及节点定位的方案。(2)根据功能实现和控制特点,分析了移动机器人运动控制方式,设计了履带式差分式运动控制策略并研制了小车的速度闭环控制系统。(3)深入地研究了移动机器人导航控制和人工势场法,结合无线传感器网络改进了传统的人工势场法并提出了基于无线传感器网络的人工势场移动机器人导航方法。(4)在人工势场法导航策略及多传感器、驱动控制等模块的支持下,设计并研制了未知环境下的基于多传感器小车避障功能。论文所做的主要工作如下:硬件方面,设计并研制了小车硬件平台(车体及传动模块、各个传感器模块、小车微控制器、无线传感器节点及驱动控制模块等)、ZigBee无线网络模块硬件及计算机控制端硬件;软件方面,基于系统的硬件平台,实现了ZigBee无线控制网络。利用Z-Location Engine实现了对小车的实时定位。基于无线传感器网络,改进了传统的人工势场法并做了基于MATLAB GUI的移动机器人局部路径规划仿真和移动机器人群防碰撞控制仿真。基于ZigBee无线传感器网络的移动机器人控制系统整体调试及现场实际测试后,在室内障碍物较少且节点冗余度较高的情况下运行稳定。结果表明,该系统运行稳定,实现了预期的功能并取得了较好的效果。
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