移動機器人無線網(wǎng)絡(luò)定位導航系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步和無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其無需布線，組網(wǎng)容易以及拓展方便，越來越受到人們的重視?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位導航技術(shù)也成為部分開發(fā)人員的焦點所在。人們已經(jīng)開發(fā)出了井下礦工救援系統(tǒng)、小區(qū)倉庫停車系統(tǒng)、機場大廳導航系統(tǒng)和圖書館書籍跟蹤系統(tǒng)等智能定位導航系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均存在移動目標、物體或者終端，需要實時的反饋其空間位置坐標信息，并指導其下一步的具體動作。目前這些定位導航系統(tǒng)的實現(xiàn)，存在成本上較高、響應(yīng)時間較長、交互不

2、夠智能化、定位精度不夠高等不利因素。本論文正是基于這樣的原因，設(shè)計并開發(fā)出了一套低成本的移動機器人定位導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。
　　 ZigBee技術(shù)是一種短距離的無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)之一，它基于IEEE802.15.4標準，具有較低的功率消耗、較短的時間延遲以及較低的數(shù)據(jù)傳輸速率等特點。隨著ZigBee技術(shù)的越來越普及化，在智能化家庭居住、醫(yī)院病房護理、汽車控制自動化等方面的應(yīng)用均取得了良好的效果。因而基于Zi

3、gBee相關(guān)技術(shù)的定位以及導航問題受到人們的日益關(guān)注。
　　 本論文研究了基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的定位以及導航技術(shù)，詳細的介紹了ZigBee技術(shù)的相關(guān)特點、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的構(gòu)成以及網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，同時也介紹了德州儀器公司開發(fā)出的針對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧軟件，包括軟件的概述、軟件的總體框架和軟件的流程。利用前述協(xié)議開發(fā)出了移動機器人定位和導航系統(tǒng)，硬件方面，移動機器人的控制芯片選用ATMEL公司的Mega16單片機，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

4、的三種節(jié)點設(shè)備主要選用TI的CC2430/CC2431無線芯片。機器人采用直流電機驅(qū)動其行走，通過L298N芯片來控制直流電機的轉(zhuǎn)向，而通過產(chǎn)生PWM波來控制直流電機的轉(zhuǎn)速。并開發(fā)了一套上位機監(jiān)測和控制軟件，該軟件基于QT4平臺開發(fā)，具有跨操作系統(tǒng)運行平臺特性，可移植性強。
　　 本論文最后對定位導航系統(tǒng)分別進行了定位測試和導航測試。測試結(jié)果表明：該系統(tǒng)達到了最初設(shè)計的要求，實現(xiàn)了基本的定位和導航，同時該系統(tǒng)是一個成本較低、易于