论文部分内容阅读
随着地球环境的不断恶化,地震、火灾、飓风等各种自然灾害频发,这些灾害给全球人类的生产和生活以及生命带来巨大的危害。灾害发生后的救援环境及其恶劣,有些是人类难以到达,有些威胁人生命安全。多足爬行生物经过若干年的进化,在恶劣的地形环境下,具有良好的适应能力。因此,我们以六足甲虫为仿生生物原型,开展复杂地域环境下执行多种任务,特别是减灾救援的六足仿生机器人研究。在野外环境下机器人的数据采集及与远端服务器的数据传输存储是系统的关键技术之一,课题的研究对多足仿生机器人系统的实现具有重要的理论意义和实际价值。基于六足减灾救援仿生机器人的运动机能,未来减灾救援的作业要求,特别是森林火灾巡检作业,采用ARM7架构的体系结构,开展了在野外环境下机器人的数据采集系统及远端服务器的数据采集与通讯系统的软硬件设计,论文具体完成以下主要工作:(1)在充分调研机器人现阶段数据采集对象和项目后期功能扩展这两大需求后,以ARM7架构的LPC2378为核心,搭建了机器人数据采集系统的底层硬件平台。(2)主控制器相关总线的驱动设计工作,包括I2C、SPI、RS232、RS485及SD卡的驱动设计。(3)主控制器与GPS、GPRS这两大功能模块间的通信驱动设计,结合机器人系统功能应用的需求,以μC/OS-Ⅱ内核为操作系统,设计了机器人应用层软件。(4)制定了一套上机器人间的通信规约,实现了底层机器人与服务器的网络交互。(5)基于VC及SQL技术设计了服务器软件,服务器利用Socket套接字接收网络数据,经解析后再通过ADO(数据库访问技术)接口存入数据库中。(6)系统人机界面友好,并且操作简便,满足了上层服务器管理员观察实时网络数据及查询历史数据的功能需求。(7)服务器软件结构合理,能够实现多台机器人的多台传感器数据的并行采集及存储。在完成以上功能模块的软硬件设计工作后,论文对系统进行了整合测试。测试结果表明:系统功能划分合理,软件层次清晰,可扩展性及可维护性强,达到了预期的功能。