巡檢機器人導(dǎo)航和氣體檢測功能的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大，涉及到多個領(lǐng)域如制造業(yè)，服務(wù)業(yè)以及軍事等。采用機器人實現(xiàn)對氣體管道巡檢是其應(yīng)用的一個縮影。本文采用高性能的嵌入式處理器ARM7和嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II，并結(jié)合各種檢測傳感器實現(xiàn)了機器人對管道的自主巡檢。
　　首先介紹了機器人的應(yīng)用與技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，并論述了移動機器人常用的導(dǎo)航方式。
　　通過比較幾種導(dǎo)航方式，提出了以磁導(dǎo)航方式驅(qū)動機器人對管道進行巡

2、檢的方案；為了實現(xiàn)機器人能夠自主到達充電位置，給出了基于狀態(tài)跟蹤問題的控制器設(shè)計方案；在分析機器人功能需求的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)系體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)的功能。
　　其次，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計方案對硬件進行模塊化設(shè)計。硬件設(shè)計分為三部分：（1）采用S3C44BOX作為主機，并設(shè)計了聲光報警電路；（2）以AT89C51單片機為主控芯片的從機系統(tǒng)電路設(shè)計，其中包括時鐘電路、復(fù)位電路、D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路以及串口電路；（3）氣體、

3、磁場的檢測和信號調(diào)理電路的設(shè)計，并對這些電路進行了詳細地分析，給出了在信號調(diào)理電路中選用元器件的依據(jù)。
　　然后，對系統(tǒng)軟件進行了結(jié)構(gòu)化設(shè)計。在介紹操作系統(tǒng)μC/OS-II內(nèi)核的基礎(chǔ)上，將其移植到ARM7上。在該操作系統(tǒng)平臺上，完成了任務(wù)和任務(wù)優(yōu)先級的劃分與分配，并分析了任務(wù)之間的通信機制。從機系統(tǒng)軟件設(shè)計則實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、通信和D/A轉(zhuǎn)換的功能。
　　最后，通過PC機上Delphi編寫的調(diào)試軟件對系統(tǒng)進行氣體檢測和磁導(dǎo)航調(diào)