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基于ARM的灭火机器人设计与制作

作　者: 朱恩亮
导　师: 李建平；还书国
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 机器人 ARM 运动控制灭火比赛
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

机器人综合应用了多门学科的最新成就,是机电一体化的典型产品,近年来,各级各类机器人大赛在全国各个地区广泛开展,该活动的开展,有力地推动了大学生实践创新能力的提高,促进了大学实践教学的改革,为创新素质教育提供了一个崭新的平台。机器人竞赛活动过程中的设计、制作、编程、调试等训练过程涉及人工智能、数字图像处理技术、通讯技术、传感器应用、机械传动和自动控制等多个领域。随着比赛要求的不断提高,只有在分辨率、速度、智能等方面随之提高才能在比赛中获胜,这就能够相应地促进传感器技术、运动控制技术、微处理器技术、人工智能等方面的发展与提高。这也正是开展机器人竞赛、研究机器人制作技术的深远意义。在灭火机器人的设计与制作过程中,首先要解决的是主控制器的选择,故需要一个好的定位方案。主控制器需要给传感器留有足够的输入接口,同时也要有足够的输出接口用于控制外设。而速度对灭火机器人至关重要,在高速运动的情况下,需要CPU具有比较强的浮点数运算能力。近年来,比赛中使用的灭火机器人大部分是通过单片机来进行控制的,由于单片机的运算速度慢,接口资源有限,这使得机器人的性能受到了很大的限制。为了提高机器人的处理能力,采用ARM体系结构的32位微处理器或者AVR单片机来作为机器人的主控制器正在成为研究的热点。本课题尝试使用基于ARM体系结构的32位微处理器LPC2148作为灭火机器人的主控制器。灭火机器人主要由以下几个部份组成:控制主板、传感器、运动执行装置、灭火装置。本文结合了灭火机器人设计过程中遇到的一些问题,首先进行机器人控制主板的硬件电路设计,同时对电源电路、传感器电路以及器人运动组件进行了设计,在此基础上进行系统的软件开发。在软件开发部分,重点进行了系统总体模块、灭火主模块、沿墙走子模块、趋光走子模块以及底层驱动程序、系统主程序、沿墙走程序、灭火程序的设计,介绍了按键菜单显示和阈值参数的存取方法,最后介绍了PID运动控制算法和软件滤波算法的程序设计和实现。

基于ARM的灭火机器人设计与制作

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