基于以太网的自动寻迹小车设计论文

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1、基于以太网的自动寻迹小车设计毕业论文第一章前言1.1课题研究的背景和意义计算机和网络技术的发展，引发了远程监测、监控领域深刻的技术变革。系统结构向网络化、开放性方向发展将是技术发展的主要潮流。以太网作为目前应用最广泛的局域网技术，凭借其开放性好、成本低廉、数据传输率高等诸多优势，在工业自动化和过程控制领域得到了越来越多的应用[1]。依靠以太网技术实现信息共享，给办公自动化带来很大的变革，对系统设计产生了深远的影响。而智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人

2、生产线，仓库，服务机器人等领域。所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面[2]。“工欲善其事，必先利其器”。人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的[3]。1.2小车控制以及以太网技术技术研究现状1.2.1智能小车研究现状61机器人的发展大致经过三代的演变。第一代是可编程的示教再现型机器

3、人。目前已经普及化，它是依靠人们给予程序，能重复进行多种操作的系统。由于其不具有传感器的反馈信息，因此不能在作业过程中从外界不断获取信息，来改善其自身的行动品质，故其应用范围和精度受到限制。第二代是具有一定感觉功能和自适应能力的离线编程机器人。此种机器人配备了简单的内、外部传感器，能对自身的实际位置、方向等进行测量，能通过“视觉”、“触觉”等传感能力对外部环境进行实际探测，从而由这些反馈信息在事先编好的算法和程序指导下对操作过程进行调整。它与这几年迅速发展起来的传感器、微机技术和仿生学、控制理论等有密切关系。第三代机

4、器人是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为做出自主决策能力的智能机器人。这种机器人装有多种传感器，并能将多种传感器探测到的信息进行“融合”(多传感器的信息融合)并做出相应决策，自主完成某一项任务。它能有效地适应变化的环境，具有很强自适应能力，是具有自学习和自治(自主决策)功能的智能机器人。目前机器人的研究正向着复杂型、智能型、自主型发展，机器人与人类生活联系得越来越紧密。作为现代机器人中一个重要分支的移动式机器人是一个相当活跃的研究领域[4][5]。1.2.2以太网研究现状目前高档数控系统

5、大多采用现场总线来实现数控系统网络化和数字化的要求。现场总线一般采用专用硬件，虽然实时性好，但标准过多互不兼容，硬件成本高，传输速度低，与管理级（如企业信息化）很难兼容，现场总线也已经逐步向以太网靠拢。以太网的飞速发展，以其低成本、高稳定和可靠性、应用广泛和支持技术成熟的优点已经成为通信领域的事实标准。但其在商用上的成功并不能掩盖其在工业应用中的缺陷。将以太网应用于控制层和现场层的数控系统上，由于其MAC层协议采用CSMA/CD，具有排队延迟不确定的缺陷，使之无法在工业控制中得到有效使用。响应时间的“不确定性”（即实

6、时性差）和系统内各模块的“不同步性”成为了阻碍以太网技术“一网到底”的瓶颈。随着网络技术的发展，新的数控机床大都提供了以太网接口，目前以太网主要用于把数控机床接入管理网络，有些实现现场总线通信，但在设备级还存在着无法实现信息网络发布、传输速度慢、实时性差、可靠性差等缺点。以太网技术已经被工业自动化系统广泛接受，以太网技术从现场向设备渗透是一个大的趋势。1.3本文的研究内容和组织结构本文以小车的控制为研究对象，以AT89S5261单片机为核心，以ZNE-100TL模块为以太网接口，设计了一个基于以太网的远程小车控制系统

7、。根据题目的要求，确定如下方案：通讯部分：分为以太网口控制和串口直接控制两部分。以太网控制部分利用PC上位机定义网络端口（Port80）通过以太网将数据传输到ZNE-100TL模块中，利用模块将网络信号转化为串口信号，将指令送入MCU中对小车实现控制。串口部分则是直接利用PC上位机串口COM1(Port4001)对小车进行数据和命令的传输。寻迹部分：在现有玩具电动车的基础上，加装反射式光电黑白线传感器，实现对电动车的运行位置的检测，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据进行对小车的控制并且

8、实现状态的反馈显示[6][7]。显示部分：利用8*8LED点阵实现图形的拼凑。图形是通过行扫描，对应直接输入8位列信号最后形成图形的。对应小车不同的运行状态，形成箭头图形，显示小车运行的状态和方向。全文在第二章主要介绍各个部分电路以及原理，而第三章主要介绍第二章的电路原理对应的硬件系统，第四章介绍硬件系统对应的软件内容，包括单片机内核程序，上位