基于ARM9的智能教育机器人设计.pdf

您的论文得到两院院士关注机器人技术文章编号:1008-0570(2009)12-2-0189-02基于ARM9的智能教育机器人设计DesignofEducationalandIntelligentRobotBasedonARM9(武汉理工大学)胡伟华李文锋张帆HUWei-huaLIWen-fengZHANGFan摘要:介绍了一种智能教育机器人系统的设计,以三星S3C2440微处理器为主,AVR单片机为辅的移动机器人分层控制架构,运用模块化设计思想进行设计,具备很强的扩展性。对机器人进行的巡线试验效果表明,该系统实现了硬件的可视化编程,面向用户屏蔽了硬件之间的差异,使用标准化模块达到了我们的设计目标。关键词:教育机器人;ARM9;分层控制系统;红外反射式阵列中图分类号:TP242文献标识码:AAbstract:Thispaperpresentsthedesignofaintelligenteducationalrobotsystem,whichhastwolayerswithS3C2440microprocessorasmainandAVRsinglechipasassistant,usemodulardesignconcepttodesign,havestrongexpansibility.Theline-followerexperi-ment’sresultofthismobilerobotsystemtotest:thecontrolsystemhasthehardwareofvisualprogramming,user-orientedshieldingthedifferenceamongthehardware,theuseofstandardmodulesdesignedtoachieveourgoal.技Keywords:EducationalRobot;ARM9;MultilevelControlSystem;InfraredReflectionArray术1引言2智能教育机器人控制系统框架创随着国家对学生素质教育重视程度的不断提高,广大中小本设计的教育机器人控制系统主要由4部分组成:上位机学生和教师渴求能有一种支持和激发学生的创造性思维、寓教图形化编程软件,嵌入式主控制模块,传感与马达控制模块,外部新于乐的智能教育机器人平台。为支持教育改革,满足广大中小学设备。教育机器人的控制系统框架如图1所示。生素质教育的迫切需求,本课题组研发了一种具有较高性价比的智能教育机器人。机器人智能性的飞速发展,对控制系统性能提出了更高的要求。国内外机器人小车的控制系统通常以MCS251、80C196、DSP等为核心构成,具有如下问题:①控制算法与电机控制全在同一微控制器实现;②利用本身自带或外扩定时器及捕获单元进行测速,影响控制系统的动态品质特性;③由于微控制器处理能力及外设资源有限,难以扩展图像或视觉等功能单元。这些问题都会影响到机器人的控制性能。本文以高性能ARM9微处理器为主,AVR微控制器为辅而构成的机器人分层控制系统,具有如下优点:①引入高性能微处理器,能较好地解决复杂算法的实现问题;②具有专注于运动控制的微控制器单元,提高了速度控制精度,动态品质优良;③采用分布式传感与控制,将各种模块安排成若干层次,更有图1教育机器人的控制系统框架利于其性能的充分发挥;④功能扩展性强,可改造为更高性机器人的主控制器是机器人控制系统的调度核心,其主要能的运动控制系统。⑤标准通用的教育机器人控制系统,让功能是响应用户命令,实现对机器人的任务调度,主要表现在对用户可以将精力集中于其控制策略上,而无需担心其功能的运动控制与传感模块及无线通信模块的信息处理,相应地返回实现。一些处理结果和命令,实现对机器人的控制。胡伟华:硕士研究生无线通信模块与主控制模块相连,用于多个机器人之间的基金项目:基金申请人:李文锋;项目名称:传感器网络环境下通信,由无线模块组成的多机器人无线通信网络实现。运动控制移动机器人动态特征与可重构控制框架;基金颁发部门:国家与传感模块负责采集和处理传感器信息,控制马达模块。自然科学基金资助项目(No.60475031);基金申请人:李文锋;基于PC机开发的图形化编程软件,是提供给用户(中小学项目名称:新型智能传感识别装置研发及其在典型物流系统中生)控制机器人的人机交互界面。界面简洁,易懂,非常适合中小的应用;基金颁发部门:湖北省科技攻关计划项目(No.学生针对机器人的C语言编程学习。图形化编程软件界面如图2007AA101C46)2所示。《PLC技术应用200例》：82-946360元/年-189-机器人技术《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第12-2期3.2.2软件设计软件设计的基本原则是:软件结构化,驱动标