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巡检机器人导航和气体检测功能的设计与实现
| 论文题名： | 巡检机器人导航和气体检测功能的设计与实现 |
| 关键词： | 巡检机器人;导航方式;气体检测功能;串口电路 |
| 摘要： | 随着机器人技术的不断发展，机器人的应用领域也在不断扩大，涉及到多个领域如制造业，服务业以及军事等。采用机器人实现对气体管道巡检是其应用的一个缩影。本文采用高性能的嵌入式处理器ARM7和嵌入式实时操作系统μC/OS-II，并结合各种检测传感器实现了机器人对管道的自主巡检。 首先介绍了机器人的应用与技术以及嵌入式系统的发展，并论述了移动机器人常用的导航方式。 通过比较几种导航方式，提出了以磁导航方式驱动机器人对管道进行巡检的方案；为了实现机器人能够自主到达充电位置，给出了基于状态跟踪问题的控制器设计方案；在分析机器人功能需求的基础上，给出了系统系体系结构，系统软件设计结构及其实现的功能。 其次，根据系统的设计方案对硬件进行模块化设计。硬件设计分为三部分：（1）采用S3C44BOX作为主机，并设计了声光报警电路；（2）以AT89C51单片机为主控芯片的从机系统电路设计，其中包括时钟电路、复位电路、D/A和A/D转换电路以及串口电路；（3）气体、磁场的检测和信号调理电路的设计，并对这些电路进行了详细地分析，给出了在信号调理电路中选用元器件的依据。 然后，对系统软件进行了结构化设计。在介绍操作系统μC/OS-II内核的基础上，将其移植到ARM7上。在该操作系统平台上，完成了任务和任务优先级的划分与分配，并分析了任务之间的通信机制。从机系统软件设计则实现了数据采集、通信和D/A转换的功能。 最后，通过PC机上Delphi编写的调试软件对系统进行气体检测和磁导航调试，并认真地分析这两部分的实验数据。 |
| 作者： | 王金飞 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 马家辰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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