基于嵌入式工业爬壁机器人遥控系统的研究

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1、中围分类号ＴＰ２４２１０１６－．２论文编号０６００２５８学科分类号５１０．８０５０密级＊义相乂净ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＦＴＥＬＯＯＣＨＮＯＧＹ硕ｄｒ专业学位论文ＢｎＭ￣ＴＳＪｔｆｒａｎｆｗｓＨＴＢＴｗｎｉｆｆＷｗｉｒ基于嵌入式工业ＩＳ壁机器人遥控系统的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｌｌＭｃｌｉｍｂｉ打ｒｏｂｏｔｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｓｓｔｅｍ。ｇｙＩ１ＱＩＱＵＢＨＨＬｉ处■瞧二ｆ叫岛１醒±ＢＥＩＭ＾ｍｕｎ控制工；

2、＾■；徐酷验Ａｌ］ＩＩＩｉ＿ＰａｉｌＭｌＷＴＯ－＂＂＞＂‘ＭＭ—ＭＥＷＨ—ｉ—天津理工大学研究生院二ｏ－六年二月分类号：510.8050密级：天津理工大学研究生学位论文基于嵌入式工业爬壁机器人遥控系统的研究（申请工程硕士学位）工程领域：控制工程作者姓名：徐骁骏指导教师：何宏2016年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeResearchonembeddedindustrialwallclimbingrobotremotecon

3、trolsystemByXuXiaoJunSupervisorHeHongFebruary,2016独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期：如／＾年乏月日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津理王大学有关保留、使用学位论文的规定

4、。特授权天津理工大学可将学位论文的全部或部分内容编入，有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：今命＾签字曰期：）月２曰签字曰期：兴乂年＾月曰＾勺摘要爬壁机器人是一种能够自动执行作业的机械装置，其融合了自动控制、机电一体化、无线通信以及图像处理等多领域，多学科中的先进技术，被广泛应用在建筑业、制造业、军事等高危行业。对工业爬壁机器人遥控系统的研究，已经成为实现机器人智能化、信息化的重

5、要因素。基于嵌入式工业爬壁机器人遥控系统采用Samsung公司的S3C2440A处理器双CPU控制方案，采用433MHz和2.4GHz双频段无线通信方式为主，有线通信作为备用方案，实现了对工业爬壁机器人远距离，安全性高的控制。本文的具体研究内容如下：一．对工业爬壁机器人无线通信技术进行研究通过对比蓝牙（bluetooth）、ZiBee以及无线射频等无线通信技术，本系统采用无线射频技术。对射频电路设计的难点、无线通信差错控制理论、CRC码编码/译码方式与RS码编码/译码方式进行研究，采用CRC效验码和RS纠错码混合编码方式，以此为基础制定无线通信协议并提出系统整体结构

6、设计。二．对工业爬壁机器人遥控系统的硬件进行设计本遥控系统通过双CPU对433MHz、2.4GHz无线通信进行控制，两个频道相互独立。双CPU选用ARM920T核的S3C2440A处理器，433MHz频段选用SI4432无线收发芯片，2.4GHz频段选用CC2500模块。工业爬壁机器人遥控系统的硬件设计包括：微控制器模块、电源模块、数据采集模块、无线射频模块、数据通信接口模块、数据存储模块以及LCD显示模块，并对硬件电路进行PCB设计。三．对工业爬壁机器人遥控系统的软件进行设计在对工业爬壁机器人遥控系统硬件设计的基础上，系统采用KeilµVision4开发环境，C语

7、言编程，完成对无线遥控系统的软件进行设计，主要包括：系统初始化程序、主控制器的驱动程序设计、数据采集程序、无线通信程序、CAN通信模块程序及串口通信模块程序设计。四．对工业爬壁机器人遥控系统的测试与分析对工业爬壁机器人遥控系统的测试与分析，主要包括：无线通信距离测试、射频模块发射功率测试、无线通信误码率测试、CAN总线通信测试以及系统的联调测试。测试结果表明，基于嵌入式工业爬壁机器人遥控系统可以安全、稳定对机器人进行远距离操控，采用双CPU控制、双频段无线通信方案使可靠性大大提高，CRC码和RS码混合编码差错控制保证了无线通信的准确性，系统工作稳定，数据信息正常