无线信号采集机器人
Pioneer3-AT入门简介
先锋系列移动机器人
ActivMedia公司自90年 代初起，以斯坦福大学 SIR实验室为技术依托， 先后研发出Pioneer-1，2， 3三代移动机器人产品， 主要型号包括适合室内运 行的DX型、具有较强越障 性能的AT型，配制齐全具 有相当智能化水平的 PeopleBot，以及面向初 级教育的AmigoBot机器人。
PowerBot机器人
PowerBot机器人也是 Pioneer-2 DX机器人 的变种，具有更大的 负载能力（100kg）， 更加密集的声纳系统， 激光测距系统以及视 觉系统，是实验室及 企业理想的AGV平台。
Pioneer-3不仅仅是简单的硬件升级
2003年以来逐渐完善起来的新的Pioneer-3 系列机器人，采用Hitachi H8S 作为控制器， 具有更快捷的处理速度和更强大的扩展能 力。车载计算机也全面升级到P-III系统。特 别是在软件方面， Saphira、ARIA及AROS 系统日渐完善，为用户提供了更加完善的 实验和仿真平台。
Pioneer-1型移动机器人
研制成功于1994-1995年， 并投入生产，两轮驱动一 轮导向，具有前声纳系统 （5+2）是DX系列机器人 的前身；1997年研制出AT 机器人的前身，除驱动系 统外（四轮驱动）其他结 构相同。并开发出Saphira 软件前身（PAI，PLOGO）。
Pioneer-2 DX机器人
智能机器人
关键技术
随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境 往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中, 主要涉及到以下关键技术 :
多传感器信息融合
多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结 合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了 1种技术解决途径。机器人所用的传感 器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部 件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器 ;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器 ;加速度传感器;倾斜角 传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉 (力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融 合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够 更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以 下特性 :冗余性、互补性、实时性和低成本性。多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、Dempster-Shafer理 论、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等 。
作为科技创新成果的集中体现，承担防疫重任的智能机器人广受赞誉。日本《每日新闻》指出，北京冬奥会 大量使用智能机器人提供服务，避免了人员接触，且效率很高。美国全国广播公司报道说，闭环场地中使用机器 人，这些创新展示了北京冬奥会的高科技水平。法国24电视台称赞，这是“展现未来愿景的高科技实验室”。
它和工业机器人不一样，具有像人那样的感受，识别，推理和判断能力。可以根据外界条件的变化，在一定 范围内自行修改程序，也就是它能适应外界条件变化对自己怎样作相应调整。不过，修改程序的原则由人预先给 以规定。这种初级智能机器人已拥有一定的智能，虽然还没有自动规划能力，但这种初级智能机器人也开始走向 成熟，达到实用水平。
机器人室内定位解决方案
机器人室内定位解决方案机器人室内定位是指通过各种技术手段使机器人准确获取自身在室内环境中的位置和姿态信息，以实现自主导航、定点运动和环境探测等功能。
在室内环境中，传统的卫星导航系统如GPS无法提供准确的定位信息，因此需要借助其他技术进行室内定位。
目前，机器人室内定位可以通过以下几种方式实现：1.视觉定位视觉定位通过机器人上搭载的视觉传感器以及计算机视觉算法来获取机器人在室内环境中的位置信息。
一种常用的视觉定位方法是基于特征点匹配的定位，即通过提取室内环境中的特征点，如角点、边缘等，并将其与预先构建的地图进行匹配，从而确定机器人的位置。
此外，基于深度学习的视觉定位方法也得到了广泛应用，通过训练神经网络来实现室内定位。
2.惯性导航惯性导航是利用机器人上搭载的惯性测量单元（IMU）来测量机器人的加速度和角速度，并通过积分计算出机器人的位置和姿态信息。
IMU可以测量机器人的线加速度、角加速度和地磁场等信息，通过将这些信息进行积分，可以得到机器人的位置和姿态信息。
基于惯性导航的室内定位精度较高，但受到积分误差的累积影响，长时间使用会导致定位误差增大，因此通常与其他定位方法结合使用。
3.无线信号定位无线信号定位是通过接收室内环境中的无线信号来估计机器人的位置。
目前常用的无线信号定位技术包括Wi-Fi信号定位、蓝牙信号定位和超宽带信号定位等。
这些技术利用室内环境中的无线基站和接收器来定位机器人，通过测量无线信号的强度、时间延迟和到达角度等信息来估计机器人的位置。
4.激光雷达定位激光雷达定位是通过机器人上搭载的激光雷达来扫描周围环境，并根据激光点云数据进行定位。
激光雷达可以测量物体的距离和角度信息，通过将激光点云数据与预先构建的地图进行匹配，可以实现机器人的室内定位。
激光雷达定位精度较高，但成本较高，在一些高精度要求的场景中得到广泛应用。
综上所述，机器人室内定位可以通过视觉定位、惯性导航、无线信号定位和激光雷达定位等多种方式来实现。
机器人通信技术的说明书
机器人通信技术的说明书第一节：简介机器人通信技术是指机器人之间或机器人与人之间进行信息传递的技术。
随着科技的发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛，因此，机器人之间的高效沟通变得尤为重要。
本文将详细介绍机器人通信技术的原理、应用以及发展趋势。
第二节：通信原理机器人通信技术的原理主要包括信号传输、数据处理和网络连接。
首先，机器人通过传感器采集环境信息，并将其转化为数字信号。
然后，这些信号经过处理和编码，通过通信模块传输到其他机器人或人类操作者。
最后，接收方的机器人或操作者解码并处理这些数据，实现信息的互通。
第三节：通信方式机器人通信技术可以通过有线和无线两种方式实现。
有线通信主要采用以太网、串口、CAN总线等传输方式，具有稳定可靠的特点。
无线通信则包括蓝牙、Wi-Fi、红外线等技术，具有灵活性和便携性的优势。
第四节：通信协议机器人通信技术需要遵循一定的通信协议，以确保信息的正确传输和解析。
常见的通信协议包括TCP/IP协议、ROS（机器人操作系统）通信协议等。
这些通信协议定义了数据格式、传输规则和错误处理等内容，为机器人通信提供了规范和标准。
第五节：应用领域机器人通信技术在各个领域都有广泛应用。
在工业领域，机器人通信技术可以实现智能制造和自动化生产线的管理。
在医疗领域，机器人通信技术可以用于手术机器人和护理机器人的远程操控和协作。
在军事领域，机器人通信技术可以用于军事侦查和救援任务等。
第六节：发展趋势随着人工智能、物联网和5G技术的不断发展，机器人通信技术也将迎来新的发展机遇。
未来，机器人之间的通信将更加智能化和自主化，实现更高效的协作和交互。
同时，机器人与人类之间的交流也将更加顺畅和自然，打破语言和文化之间的障碍。
结论：机器人通信技术在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅改变了我们的生产和生活方式，也为科学研究和技术创新提供了有力支持。
随着技术的不断进步，我们可以期待机器人通信技术将会带来更多的创新和突破，为人类创造更美好的未来。
如何解决网络无法连接智能扫地机器人的问题
如何解决网络无法连接智能扫地机器人的问题网络无法连接智能扫地机器人是一种常见的问题，但您不必担心，因为有很多解决这个问题的方法。
本文将介绍一些可能的原因，并提供一些可行的解决方案，以帮助您解决网络无法连接智能扫地机器人的问题。
一、原因分析在解决问题之前，我们需要了解一下网络无法连接智能扫地机器人的一些可能原因。
以下是几个常见原因的分析：1.网络连接问题：智能扫地机器人需要与无线网络连接才能正常工作。
如果无线网络存在问题，机器人将无法连接。
可能的原因包括无线路由器故障、网络密码错误或者无线信号弱。
2.设备故障：智能扫地机器人本身的硬件或软件问题可能导致无法连接网络。
例如，网卡故障、固件更新问题或者软件配置错误。
3.网络设置问题：有时候，网络设置可能有误，导致设备无法连接到互联网。
例如，IP地址冲突、DNS服务器配置错误或者网络协议设置问题。
二、解决方案针对上述可能的原因，我们提供以下解决方案，希望能帮助您解决网络无法连接智能扫地机器人的问题：1.检查网络连接：首先，确保无线网络连接正常工作。
重启路由器和机器人，确保无线信号强。
确保您输入的无线网络密码正确，可以通过连接其他设备验证密码的准确性。
2.检查智能扫地机器人：如果网络连接正常，但机器人仍然无法连接到网络，那么可能是机器人本身的问题。
尝试重启智能扫地机器人，通过更新固件或者重置出厂设置来修复可能的软件故障。
3.检查网络设置：如果上述步骤都没有解决问题，那么可能是网络设置问题。
确保使用唯一的IP地址，并确保DNS服务器配置正确。
此外，检查网络协议设置是否正确，例如IPV4或者IPV6。
4.升级路由器：如果您的无线路由器老旧，信号不稳定，那么可能会影响智能扫地机器人的连接。
在这种情况下，考虑升级到一个更先进的无线路由器，以确保稳定的网络连接。
5.寻求专业帮助：如果您尝试了以上所有方法仍然无法解决问题，建议您联系智能扫地机器人的制造商或者网络专家寻求帮助。
人形机器人工作原理
人形机器人工作原理人形机器人是一种模拟人类外形和行为的机器人。
它利用先进的科技和人工智能技术实现了与人类相似的动作和表情，进而能够执行各种任务和工作。
本文将详细介绍人形机器人的工作原理。
一、感知技术人形机器人的感知技术主要包括视觉感知、听觉感知和触觉感知。
首先是视觉感知，机器人配备了高精度的摄像头，能够通过摄像头实时获取周围环境的图像信息，并进行图像识别和目标跟踪，从而实现对周围环境的感知。
其次是听觉感知，机器人搭载了麦克风和声音识别技术，能够实时捕捉声音信号，并将其转化为数字信号进行处理。
最后是触觉感知，机器人的手臂、脚部等关节配备了触觉传感器，能够感知到外界物体的触摸和力度，从而实现对外界的触觉感知。
二、运动控制技术人形机器人的运动控制技术是实现其灵活自由的动作的核心。
运动控制技术主要包括姿态控制和步态控制两个方面。
姿态控制是指机器人通过关节控制实现各种姿态的切换，包括站立、行走、弯曲等。
步态控制是指机器人通过合理的腿部动作和重心调整实现自主行走和奔跑。
这两个控制技术的结合使得机器人能够像人类一样自由地移动和行走。
三、人工智能技术人形机器人的人工智能技术包括语音识别和自主学习两个方面。
语音识别技术使得机器人能够听懂人类的语言并作出相应的回应。
它通过语音信号的采集和分析，将语音转化为文本或指令进行处理。
自主学习技术是指机器人通过学习和积累经验，逐渐提升其工作能力和智能水平。
机器人能够不断地吸取新知识和技能，并将其应用于实际工作中，表现出与人类相似的智能。
四、电力系统人形机器人需要一个高效的电力系统来提供能量供给。
常见的电力系统有电池和外部供电两种形式。
电池是最常见的电力供应方式，机器人的内部电池能够为其提供短时间的能量供给。
一些特殊应用的人形机器人可能会采用更加复杂的外部供电方式，例如通过导线或无线方式接入电源。
五、安全保护技术为了保证人形机器人的安全性，需要采取一系列安全保护技术。
首先是碰撞检测与避障技术，机器人搭载了多个传感器，能够实时检测到前方障碍物并进行规避。
机器人人脑接口技术的工作原理
机器人人脑接口技术的工作原理机器人人脑接口技术是一种将人和机器之间的交互更加智能化的技术，它的出现极大扩展了机器人的应用领域。
机器人人脑接口技术的工作原理可以分为两个主要方面：人脑信号采集和信号处理。
一、人脑信号采集人脑信号采集是机器人人脑接口技术的第一步。
在这个过程中，我们需要通过不同的方法对人脑的信号进行监测和采集，这些信号包括大脑皮层电活动、神经肌肉活动、眼球运动、脑波等。
采集到的信号会以不同的方式送入计算机或机器人，以便后续的信号处理。
1. 大脑皮层电活动信号采集大脑皮层电活动信号采集是机器人人脑接口技术中最常用的信号采集方法之一。
这种采集方法基于一种叫做“脑电图”（Electroencephalogram，简称EEG）的检测技术，它可以记录大脑皮层的电活动。
在这个过程中，通常需要戴上一个测量设备，它由一些电极和放大器组成，用于将信号传递到计算机或机器人。
2. 神经肌肉活动信号采集神经肌肉活动信号采集是用于监测人体肌肉活动的方法。
这种信号采集方法主要依赖于一种称为“肌电图”（Electromyography，简称EMG）的技术。
在这种方法中，传感器通常会被固定在人体的肌肉上，以便检测肌肉的运动和电信号。
3. 眼球运动信号采集眼球运动信号采集是前面所介绍的信号采集方法中的一个特殊情况。
它依赖于一种称为“眼电图”（Electrooculography，简称EOG）的技术，用于监测人体眼部的运动。
在这个过程中，需要使用专门的设备固定在人体的眉毛上，以便测量眼睛和头部位置的变化。
4. 脑波信号采集脑波信号采集是一种非侵入性的方法，它基于大脑神经元的放电活动。
这种信号采集方法可以通过EEG技术实现，并且可以用于监测人体的心理和情感状态。
二、信号处理获得人脑信号后，机器人人脑接口技术会进行信号处理，将信号转化为特定的指令，以驱动机器人完成特定的操作。
1. 特征提取特征提取是将人脑信号转化为机器理解的信息的第一步。
仓库火灾预警机器人-无线数据采集及控制系统设计
＿
一
—５１ 传感器来检测无法接触 目标的温度。 接触式红外测温传感器 的优 ４８ ． 非 ［】 渭勋． ５林 现代 电力 电子 电路 】 州 ： ． 杭 浙江 大学 出版 社 ，０ ７ １ ２０ ，０ 势在于可以在有效距离 内无接触的检测任意 目标的表面温度 。 本 系统设 计采用 的 Ｉ ８ ６ — Ｒ １Ａ Ｂ型非 接触式红 外测温探 头拥有 （７ ：４ — ５ ． １ ）１８ １０ 测量距离远 、 稳定性好 、 精度高 ， 并且输 出信号范 围为 ０ ５ 输 出信 ［］ Ｎ ｒｉ Ｖ Ｓ Ｓ — Ｖ， ６ ｏｄｃ Ｌ Ｉ Ａ Ａ．Ｓｎｌ ｃ ｉ ４ ３８ ８９ ５ Ｈｚ Ｔａｓｅ ｅ ｉ ｅ ｈｐ ３／６ ／１ Ｍ ｒｎｃ ｉ ｒ ｇ ｖ ９ Ｐ ｏ ｃ ｔｓ ｅ ｔ ２ ４ 号最高值跟单片机的工作 电压相 同， 不需要再放 大信号 ， 只需滤波。 ｎＲｔ ０５， ｒ ｄｕ ｔ Ｄａａ ｈ ｅ ， ００ ．
科技 论坛
・ ９ห้องสมุดไป่ตู้ ６
仓库火灾预警机器人一无线数据采集及控制系统设计
邵 玉 华
（ 吉林铁 道职业技术 学院， 吉林 吉林 １２ ０ ） ３ ００ 摘 要： 近年来， 机器人应 用范围越来越广泛， 已经被 用于人类生活的各个领 域 ， 而应 用移动机 器人 完成仓库火 灾预防Ｘ作 则是 一个 － ． 新的领域 。 目前各 国在仓库领域应用的火灾防范 系统是有线形式 ， 对于有线形式 ， 有很 多因素导致信号线老化 ， 影响整个 系统的弊端 ， 而 无线形 式的数据传输对于这些 问题的解决有着重大的意 义。 关键词 ： 警机 器人 ； 预 无线通信 ； 数据采集 ； 控制 系统 本课题 主要对仓 库火灾预警机器人 的无线数据采集 及控制 系 图 ３ ． Ｉ ８６ — ２为 Ｒ １Ａ Ｂ型 非接 触式红外 测温探 头与 单片机 的连接 电 统进行研究 ， 针对传统仓库火灾检测系统的功能单一 、 结构简单 、 路 。 电 线 老化 的缺 点 ，在 充 分 研 究 该 系统 模 型各 要 素 的基 础 上 ， 以 ２ 软 件 设 计 Ｆｅｓａ ｒｅｃｌ ｅ为核心控制器 ，Ｔ ８ ０ Ｐ Ｒ ０ ０为无线通信器件 ， 采用温度 、 气体 ２１无线传输部分 ． 等传感器对火灾发生前期特征采集信息 ， 用双摇杆 控制履带式车 利 ｎ Ｆ０ Ｒ ９ ５需要进行配置后才能进行正常 的收发信号 ，这些 配置 体两侧 的电机转动方 向， 以提高机器人移动平 台的灵活性 、 便捷性 信息包括工作频率 ， 发射功率 ， 发送和接收地址 ， 发送和接受数 据包 和精确性。 与此同时 ， 采用无线 图像传输模块和摄像头 ， 实时传送机 长 度 以及 一些 工 作 模 式 等 。这 些 配 置 信息 也 是 通 过 Ｓ Ｉ 入 Ｐ写 器人前方 图像 ， 使得操 作人 员掌握机器人周 围情况 ， 相应 地进行操 ｎ Ｆ ０ 。 Ｒ ９ ５的 控 。系统 的组成包 括 ＭＣ Ｍ ｃｏＣ ｎｒｌＵ ｉ译为微型控制 单元 ） Ｕ（ ｉ ｏｔ ｎ ｒ ｏ ｔ 在 ｎ Ｆ０ Ｒ ９ ５的 发 射 过 程 中 ，单 片 机 首 先 将 ｎ Ｆ ０ Ｒ ９ ５模 块 的 控制系统模 块 、 电机驱动模块 、 检测控制模块 ， 显示模块和无线数据 ＴＸ Ｅ Ｎ端置高 ，Ｒ — Ｅ端置低 ， ｎ Ｆ０ 处 于发射模 式 ， ＴＸＣ 使 Ｒ ９５ 接着通 传输模 块等。 仓库火灾预警机器人由移 动平 台、 控制器 、 服驱动系 过 Ｓ Ｉ 伺 Ｐ 发送 写入发送地址命令 ｗＴ 写入发送数据包 的地址 ， Ａ， 然后 统 和检 测传感 装置等构 成 ， 是一种 便捷操作 、 动性好 、 移 可重复编 写 ｗＴ Ｐ命令后通过 Ｓ Ｉ Ｐ 写入发送数据 ， ｎ Ｆ ０ 当 Ｒ ９ ５发送完毕后 ， Ｒ Ｄ 程、 能在三维空间完成各种作业 的机电一体化 的 自动监测设备。 位将被置高 ，单片机检测 到 Ｄ Ｒ变为高电位后 ，结束发 送程序 ， 当 仓库火灾预警机器人 一无线控制及数据采集系统 ， 了具有机 ｎ Ｆ ０ 除 Ｒ ９ ５成功接收到数据 后 ，会将 Ｄ Ｒ位置高 ，这时单片机检测到 器人移动平 台以外 ， 还有 可以远程监控 的操作平 台 ， 系统主要 由 Ｄ 该 Ｒ位的变化 ， 便通过 Ｓ Ｉ Ｐ 通讯 向 Ｎ Ｆ ０ 写人读取数据命令 Ｒ Ｐ Ｒ９５ Ｒ， 微控制器 、无线数据传输模 块和图像 及采 集信息显示模块组 成 ， 接着通过 Ｓ Ｉ 这 Ｐ 循环读取 已经接收 到的数据包 ，并将数据存入数组 ， 系统的设计 与使用可实现一定条件下的人为的矫 正 ， 并为观察信 所有数据接 收完毕后 ， 结束该接收程序 ， 息的实时远程传送提供一个 良好 的平 台。 ２ ． ２数据采集部分 １ 硬 件 设 计 在本系统中需 要采 集的对象有点温度 、 周围温度 、 度等等 ， 湿 不 整体系统硬件主要 由以下几部分组成 ： 电部分 ； 供 主控制器部 便一一列 出并进行说明 ， 以本部分主要以通过非接触式 红外测温 所 分 ； 动电机驱动部分 ； 移 传感器及信号滤 波 ； 信号放 大部 分 ； 串行通 探 头检测操控人员指定点 温度 的过程来介绍数据采 集软件设计部 信部分 ； 信号输入部分 ； 无线通信部分 ； 无线 图像收发部分。 分。 ３ 上 位 机 界面 这几部分构成 了整个系统的硬件框架 ， 为仓库火灾预警机器人 的运行提供 一个 良好 的硬件平台 ， 从而保证整个 系统运行 的可靠性 上位机用来实现对仓库火灾预警机器人运行状 况的监视 ， 如 例 和 稳定 性 。 实时显示机器人前方图像 ， 各个环境参数等 。同时对 机器人进行远 本 系统无线通信器件中的 ｎ Ｆ ０ Ｒ ９ ５是 Ｎ Ｒ Ｉ （ｒ Ｏ ＤＣ Ｊ 欧集成电路） 程控制 ， 如机器人的转 向、 前进 、 后退及机械臂的控制等 。 公 司推 出的无线 收发一体芯片 ，是一款 工作在 ４ ３８ ８ ５ ｚ的 ３／６ Ｄ１Ｍｈ 本系统上位机用到 的硬件有 Ｐ Ｃ机一台 、 无线通讯模块 、 无线 图 ＩＭ频段 的无线收发芯片。 Ｓ 像 接收模块 、 号输入模块 、 电模块 、 Ｘ ３ 信 供 ＭＡ ２２模块 。Ｐ Ｃ机与无线 无线传输容易产生干扰也易被其他噪声所干扰 ， 因此在设计 中 通讯模块之 间的数据交换使用串 口通讯实 现 ， 上位机软件 的开发使 ｉ ｌ ａｉ ｕ ｃ 必须认 真考虑应 用场 合及 使用 的方式 。图 ３１ ｎ Ｆ ０ ． 为 Ｒ ９ ５印制板上 用 微 软公 司 的 Ｖ ｓａ Ｂ ｓ 开 发 环 境 。 带环行 天线 的典型应用电路（ 工作在频段 ８ ８ ｚ 当器件处于接收 ６ ＭＨ ） 。 ４ 结 论 模式时 ， 引脚 Ａ Ｔ 和 Ａ Ｔ Ｎ１ Ｎ ２提供 Ｌ Ｎ的 Ｒ Ａ Ｆ输 入。而在发射模式 数据采集 是获取信 息的重要途径 ， 而无线技术则是数据传输 的 无线技术的发展己经多方面 的充斥了当今世界的科技与 时Ａ Ｔ Ｎ Ｉ和 Ａ Ｔ Ｎ ２引脚给天线提供稳定的 Ｒ Ｆ输 出。天线 的连接可 重要方式 。 采用差分平衡方式 ， 在板 天线 直接 用 Ｐ Ｂ线路作天线 ， Ｃ 成本低方 向 人 民的生活 ， 大至电力 系统无线抄表系统 、 楼宇 自动化 ， 小到智 能无 性好 ， 对人体不敏感 ， 但增益较低。 环行天线通常应用于相对较窄 的 线家庭 、 医学监测 ， 甚至常见的电菜器等等。 随着无线技术的进 一步 带宽 ， 有助于抑制较强的不需要的信号干扰接 收器 。 发展与普及 ， 在某些特定 的测控 系统 中 ， 利用无线技 术进行数据传 数据采集模块 的设计大体包括两个部分 ， 即传感器 电路 的设计 输 已成 为必然趋势 。 本文主要涉及 到了仓库火灾 预警机器人的无线 和传感 器与 ＮＣ Ｕ之间连接的设计 。仓库火灾预警机器人 的主要采 数据采集及控制部分 ， 该系统结合 了数据 采集 与无线技术 ， 在无线 集对象是机 器人 上的传感器有效范 围之 内的热释放 、 湿度 、 一氧化 测试领域具有广 阔的应用前景。 碳或二氧化碳 的浓度及狭窄空间任意点 的温度 。 对于这些采集对象 参 考文 献 需要高性能 的传感器或探头来获取数据 。传感器是一种检测 装置 ， 【 １ ］王典洪 ，孙 蒙等．基于单片机及传感器的机 器人设计 与实现『 ． Ｊ １ ０ ７ ２ ）２ ６ ２ ５ 它能检测到被测量 的信息 ， 能将检测 到的信息按一定规律变换成 ２ ０ （ ３ ：４ — ７ ． 并 为电信号或其它所需形式的信息输出 ， 以满足信息 的传输 、 理 、 ［ 处 存 ２ 】王晓亨，陆宇平．机 器人无线远程控 制 系统的人机接 口［ ． ０ Ｊ２ ７ １ ＿０ 储、 、 显示 记录和控制等要求。 在这里以非接触式红外传感 器为例介 （ ）ｌ ３ ３ ：一 ． 绍数据采集 部分 。 『１ ３王宜怀 ， 刘晓升等． 嵌入式 系统一 用 ＨＣ １ 微控制 器的设计与应 使 Ｓ２ 仓库火灾预警机器人在仓库进行检测工作时 ， 多狭窄 的空 间 用ｆ ． ： 很 Ｍ１ 北京 北京航空航 天大学出版社 ，０ ８３１６ ２ ８ ２ ０ ，： — ４ ． ０ 陈 ４ 嵌 ０７８２ ： 和特定的点是机器人很难接触 的， 这时就需要用非接触式红外测温 １ｌ 华 鹏 ． 入 式 移 动 视 频 监 控 系统 的设 计 与 实现 ２ ０ ，（ ）
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无线信号采集机器人
黄智铭刘建伟黄开坤
（黄石理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石 435003）
摘要：设计制作了一款带有机械手臂可无线采集发送温度、湿度信号的机器人。
我们通过无线遥控来控制机器人的运行及机械手的抓放采样物体。
关键字：无线信号采集机器人机械手臂温、湿度传感器
AT89S52单片机
Gathering wireless semaphore’s a automaton HuangZhiming LiuJiangwei HuangKaikun
(Department of Electrical and Electronic Information Engineering , Huangshi Institute of Technology,Huangshi Hubei 435003)
Abstract: Designing and making a automaton with the hand of machine which can gather wireless semaphore about temperature and humidity.We control the automaton to function and the hand of machine to seize and let down the object gethered.
0 引言
现在生态环境日益恶化，许多科学家对一些动植物的生存环境在进行研究，但有些环境无法或不便于人进行考察测量温度湿度工作。
我们设计的这款无线信号采集机器人专门用来解决这部分的工作。
它可以将在工作人员的控制下进入如何路面环境，他自带机械手臂可搬开前方障碍物或采集需要的样本，并将采集到的温、湿度信号发送给遥控模块在液晶屏上显示。
目前，国内暂时还没有生产同类产品。
1 总体设计方案
我们设计采用NewMsg_RF905单片无线收发器用利用无线电波传送我们需要的数据并对对机器人进行无线控制。
机器人的运动靠两个直流减速电动机驱动机器人车身的前进、后退、左转、右转，两个直流减速电动机驱动机械手的上升、下降、抓、放，一个步进电机控制机械手的左转、右转，其遥控模式可随时更换。
减速电动机力矩较大，步进电机运动精度较好，结合起来完成机器人的运动模块。
机器人上装有温度传感器AT18B20、湿度传感器HS1101，这两种传感器的制作工艺已很成熟，使用方便，工作稳定，它们所采集的信号通过主控制芯片AT89S52处理后发出，另一块AT89S52处理接收到的数据使其在LCD上显示。
机器人的车轮采用半履带式设计，可便与它在山地行走翻阅障碍物，且不影响它的转弯灵活度。
机械手臂采用电机控制绳索长度拉动手臂伸缩，其制作工艺简单，容易实现，
但反应速度较慢。
图1信号采集机器人基本原理框图
2 系统原理及理论分析
1) 单片机系统组成
单片机系统是整个智能系统的核心部分，我们才最常用的AT89S52单片机来完成设计。
它的应用比较简单，价格便宜，仿真软件十分强大，其内部资源完全可以满足本设计的要求。
单片机除了完成对五个进行控制，还要对温、湿传感器所采集的信号进行处理、分析和计算并将处理结果送给LCD显示。
单片机系统的主要组成是：两片AT89S52单片机、三个小车驱动系统芯片L293D、LCD显示模块及温、湿的传感器件。
2)电机驱动电路
因为机器人运动方式较多，除了要行走，还要操作机器手运动，所以要用四个减速电机，一个步进电机。
驱动电机的芯片我们采用三片市面易购的L293D，该芯片是利用TTL电平进行控制，对电机的操作方便，通过改变芯片控制端的输入电平，即可以对电机进行正反转操作，很方便单片机的操作，而且芯片的外围电路简单，亦能满足直流减速电机的要求。
电路实现如图2所示。
图2 智能车驱动电路
L293D为单块集成电路，高电压，高电流，，驱动
感性负载(比如继电器，直流和步进马达)，和开关电
源晶体管。
内部包含4通道逻辑驱动电路。
其额定工
作电流为1A，最大可达1.5A，Vss电压最小6V，最大
可达24V；Vs电压最大值也是24V，经过实验，Vs电压
应该比Vss电压高，否则有时会出现失控现象。
表1
是其使能输入引脚和输出引脚的逻辑关系。
3)湿度采集原理
采集湿度我们用了HS1101传感器。
我们通过一个555芯片做成一个脉冲原，如图3所示.因为τ=RC，不同湿度下HS1101电容值会发生相应变化，其555产生的脉冲频率也随着湿度改变而改变，我通过单片机定时器计数后，用特定公式就可换算出对应的湿度。
其公式如下：
图3 湿度采集原理
4)温度采集原理
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，他
均有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等
优点。
直接将温度转化成串行数字信号（提供9位二进制数字）
给单片机处理，温度测量范围-55～125℃，可编程位9～12位
A/D转换精度，测温分辨率可达到0.0625℃。
DS18B20的高速暂存存储器由9个字节组成，当温度转换
命令发布后，经转换所得的温度以2字节补码形式存放在高速
暂存存储器的第0和第1个字节。
我们直接让单片机读取它的
数据并作出处理。
表1 DS18B20温度数据表
5)无线数据收发原理
机器人对采集到的数据主要通过Nordic 公司生产的NewMsg_RF905 模块。
NewMsg RF905 单片无线收发器工作在433/868/915MHZ 的ISM，频段由一个完全集成的频率调制器一个带解调器的接收器一个功率。
放大器一个晶体震荡器和一个调节器组成ShockBurst 工作模式的特点是自动产生前导码和 CRC 可以很容易通过SPI 接口进行编程配置电流消耗很低在发射功率为＋10dBm 时发射电流为30mA 接收电流为12.2mA. 进入POWERDOWN 模式可以很容易实现节电。
ShockBurstTM 收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。
与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。
ShockBurstTM 技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。
在ShockBurstTM 收发模式下，RF905 自动处理字头和CRC 校验码。
在接收数据时，自动把字头和CRC 校验码移去。
在发送数据时，自动加上字头和CRC 校验码，当发送过程完成后，DR 引脚通知微处理器数据发射完毕。
ShockBurst TX 发送流程典型的 RF905 发送流程分以下几步：
A. 当微控制器有数据要发送时，通过 SPI 接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给 RF905，SPI 接口的速率在通信协议和器件配置时确定；
B. 微控制器置高 TRX_CE 和 TX_EN，激发 RF905 的 ShockBurstTM发送模式；
C. RF905 的 ShockBurstTM 发送：
4 程序设计
程序用c编写，利用c写模块化程序的优势各个模块单独编写，再调用。
下面是程序的流程图。
5 结语
本作品设计的功能全都经过硬件实现，机器人的工作运行正常，其采集的数据与实际数据误差在1%以内。
但机器人的控制范围在50米可控，这点还需要加强。
参考文献
【1】张毅刚，董继成 . 单片机原理及应用. 北京：高等教育出版社，2007 【2】徐玮，徐福军，沈建良. C51单片机高校入门. 北京：机械工业出版社，2006
【3】杨素行. 模拟电子技术基础简明教程. 北京：高等教育出版社，2005。