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《山东科技大学》 2010年
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基于ARM9的机器人远程控制系统研究

刘强  
【摘要】:随着计算机网络的不断发展和广泛应用,利用网络来实现远程控制已逐渐成为趋势。与此同时控制系统也越来越复杂,传统的单片机已经不能满足现在工业的发展,嵌入式系统正越来越多的应用到工业智能化系统当中去。机器人网络控制系统能够不受距离的限制,并能够控制机器人完成复杂的操作。由于以太网支持几乎所有流行的网络协议,具有高速、低耗、易于安装和兼容性好等优点,所以在工业机器人领域一个很重要的发展趋势就是研究Internet技术在其中的应用和扩展。 本文论述了如何以ARM9微控制器S3C2440,七个51单片机,以及七台松下交流伺服电机及其驱动器为主要器件,通过搭建硬件平台和设计控制程序构建一个有网络控制功能的,同时具有位置反馈的关节控制系统。硬件设计上采用了三星公司ARM9系列S3C2440微处理器作为上位机控制单元,因为ARM微处理器具有集成度高、运算速度快等优点,所以由其构成的控制系统所需外围电路更少、程序运算速度更快,能极大地提高该控制系统的可靠性和效率。软件设计上采用嵌入式实时操作系统林μC/OS-Ⅱ作为ARM9微处理器底层硬件和上层应用程序的接口平台,将嵌入式网络通信软件LWIP移植到uC/OS-Ⅱ上,使该机器人具备了网络通信功能,同时在ARM微处理器上移植了嵌入式图形用户界面UC/GUI,使得人机界面更加友好。 针对机器人7个关节的控制要求,从整体上设计出关节控制系统的控制方案,即关节控制系统与ARM9微处理器是主从式多级CPU的关系。ARM9微处理器用来接收来自网络的命令,并且与用户进行人机交流,另外关节控制系统在接收ARM9微处理器发出给定值的同时,一方面接收交流伺服电机驱动器上编码器输出的实际电机转动值,然后利用PID算法对二者进行处理,最后通过调整输出脉冲频率进行修正,实现关节位置的闭环控制。 本文的重点及创新在于研究设计了一个基于嵌入式ARM9的机器人远程控制系统。LWIP是开源的TCP/IP协议栈,重点是在保持TCP/IP协议栈主要功能的基础上减少对RAM的占用,这使LWIP协议栈适合在嵌入式系统中使用。在完成基于LWIP Webserver实现的同时,还设计了一个基于LWIP的串口-以太网协议转换器,用于完成网络数据与串口数据的转换。最终,用户可以从客户端通过网络对机器人进行远程控制。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

【参考文献】
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1 李兰英;刘洋;姜秀丽;;嵌入式系统Bootloader的设计与实现[J];电脑学习;2006年06期
【共引文献】
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1 李伟;;覆膜机在开发彩涂家电板中的应用[J];四川有色金属;2010年01期
2 陈玉,温阳东;分布式配电自动化系统的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
3 王静;;基于ARM的太阳能电站远程监控系统的研究[J];安防科技;2007年10期
4 吴俊君;;智能楼宇门禁系统研究与实现[J];安防科技;2008年02期
5 陈东;;基于冗余CAN总线的分布式控制系统的研究与设计[J];安防科技;2008年03期
6 申红明;赵芙生;;基于LPC2138的嵌入式家庭智能监控系统[J];安防科技;2008年05期
7 谢东;温阳东;毕锐;周松林;;一种嵌入式远程监控系统的设计[J];安防科技;2008年05期
8 范恩强;李洪文;;远距离、大空间火灾预警系统介绍[J];安防科技;2008年05期
9 王莉莉;吕芳;;基于ARM的汽车防盗报警系统设计[J];安防科技;2008年06期
10 刘振永;高恒志;;嵌入式系统在远程监控中的应用[J];安防科技;2008年06期
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1 陈花;马学森;韩江洪;魏振春;;μC/OS-Ⅱ在LPC2119微处理器上移植的研究和实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 王彪;;基于LPC2138的TFT触摸屏人机交互模块设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
3 王泷;刘刚;刘兆祥;孟庆宽;刘寅;杨飞;;拖拉机智能导航转向控制方法研究与应用[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 刘畅;冯顺山;;基于ARM的嵌入式弹载数据采集系统的实现[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
5 邹俊平;黄厚;;基于PDA的上海市排水管网数据采集处理系统的设计与实现[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
6 周翔;沈明霞;;基于GPRS的农田信息采集系统设计与实现[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
7 宋兆季;;加热炉温度模糊控制器的研究[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
8 陈萌;叶桦;达飞鹏;;自动售货机主控制器及执行机构的设计与实现[A];第七届全国信息隐藏暨多媒体信息安全学术大会论文集[C];2007年
9 李卫国;葛纫秋;;一种基于uClinux的便携式邮件接收器的设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 陈俊;吕恒;武穆清;;VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
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4 肖献强;基于信息融合的驾驶行为识别关键技术研究[D];合肥工业大学;2011年
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6 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年
7 王颖锋;嵌入式系统节能调度算法研究与设计[D];西安电子科技大学;2010年
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10 朱方;多信息融合模式分类方法研究及在公交客流识别系统中的应用[D];河北工业大学;2010年
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1 ;黑色魅力无法挡[N];电脑报;2004年
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