本文關鍵詞：基于Wi-Fi的遙操作移動機器人研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡技術與機器人技術的飛速發(fā)展,基于網(wǎng)絡的遙操作移動機器人已經(jīng)在很多領域得到應用。溫室大棚施藥作為設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié),其施藥方式主要以人工背負噴霧器手動施藥為主,其機械化水平低,勞動強度大。因此將網(wǎng)絡遙操作移動機器人技術應用到溫室大棚施藥領域具有重要的意義。本文設計的基于Wi-Fi網(wǎng)絡的遙操作移動機器人控制系統(tǒng),整體上分為手持遙控終端和機器人車載系統(tǒng)端兩個部分,它們之間通過無線路由器進行遠程通信。其中無線路由器通過Wi-Fi網(wǎng)絡與手持遙控終端通信,通過串口與車載主控制器通信。本文首先結合溫室大棚工作條件,確定了機器人車體移動機構和轉(zhuǎn)向機構。采用STC12C5S60S2單片機作為車載系統(tǒng)主控芯片,控制車載系統(tǒng)各功能模塊工作。采用OpenWrt系統(tǒng)為路由器系統(tǒng),在編譯、配置了OpenWrt系統(tǒng)后,基于此系統(tǒng)開發(fā)了網(wǎng)絡轉(zhuǎn)串口應用同時構建了視頻服務器。采用基于Android系統(tǒng)的智能手機作為手持遙控終端硬件平臺,運用多線程技術,結合Java語言編寫具有視頻監(jiān)控和傳感器數(shù)據(jù)顯示功能的客戶端�？蛻舳送ㄟ^Socket通信技術實現(xiàn)與車載系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸,通過HTTP協(xié)議訪問車載視頻服務器并實時顯示視頻。車載系統(tǒng)中,設計了差速電機驅(qū)動電路并結合PWM技術對差速電機進行調(diào)速控制;設計了步進電路驅(qū)動電路控制機器人車體轉(zhuǎn)向;采用多個超聲波模塊對機器人車體周圍障礙物進行測距,所測距離信息供遙操作人員做避障參考;設計了光電編碼器鑒相電路,并結合PID控制算法,實現(xiàn)了對機器人車體運動的閉環(huán)控制。最后,本文制作出機器人車體以及車載系統(tǒng)主控制器,并結合手持遙控終端進行了整體實驗。實驗中,手持終端能夠遠程精確控制機器人車體運動,并實時顯示車載攝像頭拍攝的視頻以及車載傳感器所測的數(shù)據(jù)信息。實驗表明,系統(tǒng)的實時性好、穩(wěn)定性強。本文設計的機器人車體可以作為溫室大棚施藥裝置安裝平臺,施藥人員利用遙控終端控制機器人車體運動,從而實現(xiàn)施藥。
【關鍵詞】：遙操作 移動機器人 Wi-Fi Android
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TN92
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及研究意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國內(nèi)外溫室大棚施藥方式研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)外網(wǎng)絡遙操作移動機器人研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題來源與研究內(nèi)容12
• 1.3.1 課題來源12
• 1.3.2 研究內(nèi)容12
• 1.4 本章小結12-13
• 第二章 系統(tǒng)總體方案設計13-18
• 2.1 系統(tǒng)設計要求13
• 2.2 系統(tǒng)組成13-14
• 2.3 系統(tǒng)遠程控制模型14-15
• 2.4 機器人車體機械結構設計15-16
• 2.5 機器人車載系統(tǒng)主控芯片選擇16
• 2.6 路由器系統(tǒng)選擇16-17
• 2.7 本章小結17-18
• 第三章 無線局域網(wǎng)絡搭建及監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸18-30
• 3.1 無線局域網(wǎng)絡概述18
• 3.2 IEEE的 802.11系列標準18
• 3.3 TL-WR703N介紹18-19
• 3.4 OpenWrt系統(tǒng)編譯及配置19-22
• 3.4.1 OpenWrt系統(tǒng)編譯19-20
• 3.4.2 OpenWrt系統(tǒng)配置20-22
• 3.5 網(wǎng)絡轉(zhuǎn)串口應用開發(fā)22-26
• 3.5.1 TCP/IP協(xié)議與Socket通信分析23-24
• 3.5.2 應用代碼實現(xiàn)24-26
• 3.6 視頻服務器構建26-28
• 3.6.1 USB攝像頭驅(qū)動安裝26-27
• 3.6.2 MJPG-streamer視頻服務器搭建27-28
• 3.7 啟動腳本編寫28-29
• 3.8 本章小結29-30
• 第四章 基于Android系統(tǒng)的手持終端開發(fā)30-46
• 4.1 Android系統(tǒng)體系結構分析30-31
• 4.2 Android系統(tǒng)常用組件31-33
• 4.3 Android客戶端開發(fā)33-45
• 4.3.1 客戶端功能模塊設計33-34
• 4.3.2 系統(tǒng)通訊協(xié)議設計34-35
• 4.3.3 客戶端界面設計35-38
• 4.3.4 控制指令發(fā)送38-40
• 4.3.5 傳感器信息顯示40
• 4.3.6 視頻監(jiān)控功能設計40-45
• 4.4 本章小結45-46
• 第五章 移動機器人車載系統(tǒng)設計46-64
• 5.1 車載系統(tǒng)硬件設計46-54
• 5.1.1 系統(tǒng)電源電路設計46-47
• 5.1.2 差速電機驅(qū)動電路設計47-49
• 5.1.3 步進電機驅(qū)動電路設計49-51
• 5.1.4 編碼器測速電路設計51-52
• 5.1.5 超聲波測距傳感器選擇52-54
• 5.2 車載系統(tǒng)軟件設計54-59
• 5.2.1 串口通信程序設計54-55
• 5.2.2 差速電機控制程序設計55
• 5.2.3 步進電機控制程序設計55-56
• 5.2.4 超聲波測距程序設計56-57
• 5.2.5 速度檢測程序設計57-59
• 5.3 PID轉(zhuǎn)速控制算法59-63
• 5.3.1 PID控制原理59-60
• 5.3.2 數(shù)字PID控制算法60-62
• 5.3.4 增量式PID算法實現(xiàn)62-63
• 5.4 本章小結63-64
• 第六章 整體調(diào)試與實驗64-68
• 6.1 實驗系統(tǒng)配置介紹64-65
• 6.2 系統(tǒng)測試65-67
• 6.2.1 遠程監(jiān)控功能測試65-66
• 6.2.2 視頻傳輸實時性測試66-67
• 6.3 本章小結67-68
• 總結與展望68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文73-74

【參考文獻】

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本文編號：479489