基于PTR6000的足球机器人无线通信系统的设计
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基于PTR6000的足球机器人无线通信系统的设计
作者：刘银萍
来源：《现代电子技术》2012年第09期
摘 要：无线通信系统是足球机器人闭环控制系统的一个重要组成部分，上位机与机器人小车的通信通过无线通信模块来实现。提出一种基于PTR6000的足球机器人无线通信系统方案，包括发射器和接收器的硬件和软件的设计及实现，有效地提高了通信系统的性能，为足球机器人系统提供了一个高效可靠的通信平台。
关键词：足球机器人； 无线通信； PTR6000; DSP2407
中图分类号：文献标识码：A
文章编号：
小型机器人足球融合机械设计、自动控制、无线通信、图像识别、智能体设计等多项技术，已成为机器人研究领域中的一个十分引人注目的热点［1］。机器人足球比赛系统是一个闭环控制系统，它一般由决策、机器人小车、视觉和无线通信四个子系统组成［2］。其中，无线通信系统是衔接主机和底层机器人之间联系的不可缺少的一环，其主要任务是将决策系统的控制命令实时准确地传送给每个机器人，机器人按照决策系统的指令做出相应的动作，其通信性能好坏，将严重影响机器人的运动和比赛的顺利进行。由于机器人足球比赛是一个动态、快速的实时系统，要求无线通信系统有较高的通信速率、稳定性和抗干扰性。另外，通信模块的大小也要适应足球机器人小车小型化的要求。因而，开发出通信速率高、集成度好、可靠性高、抗干扰能力强的无线通信系统对于赢得比赛具有重要的意义［3］。本文为提高通信系统的性能，设计开发了一种基于PTR6000的高速无线通信系统。
1 足球机器人无线通信机理及通信硬件的选用
根据比赛规则，主机和机器人小车之间的通信采用无线方式，且两支球队的无线频道不同［4］。无线通信系统负责将主机决策机构形成的控制命令通过计算机控制串行数据输出至无线发射器，经调制后发射出去，机器人小车上的接收模块解调出无线信号上所载的命令信息，然后传送给车载微处理器进一步处理，各机器人必须根据自身的程序去筛选属于自己的命令信息。
作为无线通信的空中接口，通信芯片的选型会直接影响到系统通信的高效性和可靠性［5］。根据本系统对无线通信装置提出的频率可选、通信速率高、性能可靠、体积小等要求，本系统选定挪威Nordic公司nRF2401芯片的PTR6000模块作为无线数据收发模块。其工作在全球开发的2．4 GHz ISM频段，通信速率高达2 Mb/s，有125个频道，满足多频及跳频需要；另外半双工无线收发一体，因而通信方式比较灵活；体积小，所需外围元件少，接口电龙源期刊网
路简单，因此特别适合于足球机器人小型化的要求；可直接连接单片机串口，也可接PC机RS 232串口，软件编程非常方便；抗干扰能力强；功耗小。
2 无线通信系统硬件电路的设计
2.1 发射器的设计
在无线发射器中，核心部件采用了AT89LS52单片机和PTR6000的超高频无线收发模块，配合电平转换电路及逻辑电路而成，其电路图如图1所示。从图中可以看出，AT89LS52的RXD口接收来自PC机的数据信号，通过对PTR6000的初始化，使它工作在发射状态，ShockBurstTM模式定义数据包格式，同时通过CE,CLK和DATA三线接口将数据发射出去，实现数据的发送。
由于PC机串口采用RS 232电平，而无线通信模块PTR6000以及单片机AT89LS52均使用TTL/CMOS电平，所以要进行电平转换。本系统中采用MAX232芯片，它是一种电平转换芯片，可以将TTL转换为RS 232，或将RS 232转换为TTL，能满足单片机或普通计算机的通信电平转换要求。
2.2 接收器的设计
接收器电路图如图2所示。接收端装在每个机器人小车上，由于机器人小车的控制采用DSP控制器TMS320LF2407A，因而在接收端PTR6000无线通信模块就采用 TMS320LF2407A来控制［6］。因PTR6000模块与单片机采用的电平标准同为TTL/CMOS电平，所以在接收端直接将两者连接。上电以后TMS320LF2407A首先配置PTR6000模块，先将CS,CE设为配置模式，TMS320LF2407A通过PTR6000的CLKI,DATA将120 b配置数据移入PTR6000模块，完成无线模块寄存器配置后，由TMS320LF2407A控制CS,CE启动接收模式。当接收数据的地址与本机地址一致时，通过DRI输出中断指示(高电平有效)，DSP通过DATA,CLKI接收数据。
另外，在本系统设计中增加了跳频拨码开关，与之对应的发射电路也设置了跳频拨码开关，通过调整拨码开关的位置输入不同的电平组合信号便可由软件跳转到相应频道，以适应比赛时更换频率的需要。
3 无线通信系统软件设计
3.1 无线通信方式与协议
由于足球机器人的活动空间有限，通常采用单向通信方式。为了实现一对多的通信，采用广播方式，所有的机器人采用与发射器相同的通信频率。每个控制周期无线发射器发射一帧数据给本方所有机器人，各机器人根据自身编号读取数据帧的不同字段，获得自己的运动控制指令［7］。 龙源期刊网
图2 接收器电路图 本系统的足球机器人采用两轮差动方式驱动，因此，机器人的运动控制指令就是该机器人的左右轮速度设定值。足球机器人系统命令格式如表1所示。赛场上的机器人小车首先接收机器人标识字节，并与自身的标志相比较。当比较匹配时，则认定后面的2个字节是发送给本机的指令，准备接收；否则，屏蔽掉后面的2个字节的指令，等待下一组的指令信息［8］。
3.2 收发器的软件设计
通信系统的软件主要有两部分:一是AT89LS52上的从RS 232接收和往PTR6000发射数据；二是DSP2407A从PTR6000接收数据。图3给出它们的流程框图［9］。
图3 收发器的软件流程框图发射器中的单片机AT89LS52接收到上位机的通信指令后，将接收到的数据按照通信协议打包，然后通过对CLKl引脚和DATA引脚编程按照数据手册上的时序图将数据按位写入PTR6000并以广播形式发送给各个足球机器人。
足球机器人的接收程序则由机器人上的DSP2407A 执行, 每个机器人根据各自设定的编号,
从接收缓冲区取出相应左右轮速度值［10］。接收端的PTR6000在收到与本机地址相同的数据包后将DR1数据就绪引脚置为高电平，由于本设计将此引脚连接到了DSP的XINT2中断引脚，因此DR1的上升沿将导致DSP转入执行中断服务程序，通过对CLK1和DATA引脚编程以数据手册提供的时序读取接收数据。
4 实验数据与结果分析
为了测试无线通信子系统的效果。这里做了实验，从发射器发送相同次数(400次)的数据，记录机器人接收到数据正确(通信成功)和错误(通信失败)的次数。实验结果如表2所示，可以看出，通信成功率很高，可靠性很好。
5 结 语
本文详细介绍了基于PTR6000通信模块所开发的足球机器人无线通信子系统的设计与实现。实验证明，本设计使机器人小车系统在精度和运行性能方面得到很大提高，可以满足足球机器人对速度、可靠性及抗干扰能力的要求。
参 考 文 献
［1］ 吴振宇，刘崇杰，冯林．USB接口的小型机器人全双工无线通信系统设计与实现［J］．仪器仪表学报，2007，28(8)：．
［2］ 王慧林，符秀辉．PTR4000无线模块在足球机器人子系统上的应用［J］．仪器仪表学报，2008，29(4)：． 龙源期刊网
［3］
马英庆，程福，赵臣．基于的足球机器人无线通信系统实现［J］．电子工程师，2008，34(1)：．
［4］
程福，马英庆．基于／868的FIRA足球机器人无线通信系统［J］．信息与电子工程，2010，8(2)：．
［5］ 廖小春，姚远程．小型足球机器人无线通信系统的设计与实现［J］．现代电子技术，2010，33(15)：．
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徐璟业，陈继荣，蒋治华，等．小型足球机器人的无线通信系统设计［J］．电子技术应用，2004(5)：．
［7］ 霍迎辉．机器人足球比赛系统中的三个子系统的研究和设计［D］．广州:广东工业大学，2004．
［8］ 党斌．基于DSP的移动机器人的无线通信系统的研究［D］．成都:西华大学，2008．
［9］ 谢云．全自主机器人足球比赛系统的通信与多传感器信息融合技术［D］．广州:广东工业大学，2005．
［10］ 彭日亮，杨宜民，王赟．基于PTR4000的足球机器人无线通信子系统的设计［J］．计算机工程与应用，2007，43(17)：．
作者简介： 刘银萍 女，1980年出生，广东潮州人，硕士，实验师。主要从事机器人智能控制研究。 龙源期刊网
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基于无线控制的仿生六足步进机器人的设计
基于无线控制的仿生六足步进机器人的设计
李华英; 万卫强; 马丁
【期刊名称】《《电子制作》》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘 要】本文描绘了一种无线控制的仿生六足步进机器人的控制方法,行进原理与结构。这种机器人两组足交替行走,用于支撑机器人的重心落在一个固定三角形的区域内,使得机器人在行进过程中没有侧翻的可能性。用步进电机控制可以用来实现这种机器人的精确定位,六足所具有的高自由度可以使得机器人的运动非常灵活,可广泛应用于管道、地质勘察、探险、搜救等工作中。
【总页数】1页(P23-23)
【作 者】李华英; 万卫强; 马丁
【作者单位】南昌航空大学科技学院 江西南昌 330034
【正文语种】中 文
【中图分类】TP242
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基于模块PTR8000的无线数据通信
基于模块PTR8000的无线数据通信
史德嘉
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)027
【摘 要】针对无线通信在测控领域的优越性,基于无线射频收发模块PTR8000,采用分层结构.利用特殊的通信协议实现了一种传输可靠、扩展方便、使用灵活的无线数据通信系统.介绍了无线射频模块PTR8000的结构、工作模式、射频收发流程以及片内SPI接口的配置,在此基础上分析了系统的硬件设计和软件设计.基于PTR8000的无线通信系统具有功耗低.多频道多频段的特点,可以很方便地实现点对点及点对多点的无线通信.可应用于遥感、遥控、无线抄表、工业数据采集及家庭自动化等领域.
【总页数】3页(P128-129,143)
【作 者】史德嘉
【作者单位】410205,长沙,湖南商学院计算机与电子工程系
【正文语种】中 文
【中图分类】TN92
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基于BIM-418(433)-F的足球机器人无线通信系统.
基于BIM-418(433)-F的足球机器人无线通信系统
0引言机器人足球是一个典型的智能机器人系统。其机器人(小车)控制系统的基本任务是：接收决策系统通过无线通信发射装置传来的运动控制指令，然后根据接收到的运动指令控制小车左、右轮的速度以实现规划的运动。机器人能否正确接收运动控制指令，决定于无线通信系统的性能。开发出通信速率高、集成度好、可靠性高、抗干扰能力强的无线通信系统对于赢得比赛具有重要的意义。1无线收发模块1.1控制系统结构机器人控制系统主要包括微处
0 引言
机器人足球是一个典型的智能机器人系统。其机器人(小车)控制系统的基本任务是：接收决策系统通过无线通信发射装置传来的运动控制指令，然后根据接收到的运动指令控制小车左、右轮的速度以实现规划的运动。机器人能否正确接收运动控制指令，决定于无线通信系统的性能。开发出通信速率高、集成度好、可靠性高、抗干扰能力强的无线通信系统对于赢得比赛具有重要的意义。
1 无线收发模块
1.1控制系统结构
机器人控制系统主要包括微处理器单元、无线接收单元、机器人ID编码单元、电机驱动单元、速度检测单元、电源单元等。系统结构框图见图1。
基于PTR8000的无线数据采集系统的设计
务ｌ ＩＩ５ ４ｂ
基于ＰＴＲ８０００的无线数据采集系统的设计
Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＴＲ８０００
高韶坤，冉莹。艾建军
ＧＡＯ Ｓｈａｏ－ｋｕｎ，ＲＡＮ Ｙｉｎｇ，ＡＩ Ｊｉａｎ￣ｕｎ
（保定职业技术学院。保定０７１０００）
摘要：介绍了一种以ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７ ＤＳＰ为处理器的数据采集系统，包括硬件设计和软件流程设 计。该系统可完成数据的采集，并通过无线模块ＰＴＲ８０００实现数据的无线收发；模块集成度 高、结构简单、成本低、功耗低，适用于工业现场数据的采集。 关键词：数据采集；ＰＴＲ８０００：无线传输；ＤＳＰ 中图分类号：ＴＮ８０５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ００９—０１ ３４（２０１ ０）０４－００６７－０２
０引言
在传统的检测系统中，数据的传输都是采用拉
线的方式，利用ＲＳ一４８５或ＣＡＮ总线把设备连接起
来。这种方式布线麻烦，线路故障难以检测，设备
重新布局时布线随之改变，而且不能随意移动。随
着射频技术，集成电路技术的发展，无线通信的功
能的实现越来越容易，传输速度也越来越快，而且
有许多有线技术无法相媲美的优点，为此人们把目
光越来越多地放在了无线技术上。因此，本文设计
了一个基于无线数传模块ＰＴＲ８０００和ＤＳＰ的通用的
无线数据采集系统。
１系统总体设计
系统总体结构图如图１所示。系统分为主站和
子站两部分。
主站 子站 图１系统总体结构图
子站：将被测的物理量通过传感器转换成电流
信号，经信号放大、调理、Ａ／Ｄ转换后，由ＤＳＰ对
其进行处理后，控制无线模块将采集到的数据发送
给接收端。数据采集站置于现场，使用电池供电。
主站：通过无线模块接收各个数据采集站发送
来的现场采集到的数据，通过串行总线将数据送入 ＰＣ机，经ＰＣ机处理后进行显示。主站根据实际情
况可采用电源供电或电池供电。
基于PTR8000的无线通信系统
基于PTR8000的无线通信系统
1、本课题研究的目的、意义：
无线通信技术是当前发展最快的技术之一。无线通信虽然在可靠性和传输速率等方面略输于有线通信，但它抛开了电缆的束缚，不受时空限制，安装方便，组态灵活，维护方便。因此，随着无线技术与产品的不断发展，无线通信越来越受到人们的青睐。
数据采集系统是现代通信系统的基础。在计算机控制系统或计算机信息管理系统中,需要采集各种信息并将其送入计算机内进行处理。因此作为获取信息的重要工具,无线通信系统目前正日益广泛地应用于生产、科研的各个领域。随着时代的进步。在许多特殊工作场合有线的连接方式已经不能满足科技的高速发展。所以采用无线通信技术进行数据通信己经是现代数据采集系统的发展趋势。目前。虽然国内外有些测控系统的通信系统中的一部分采用无线通信技术。但仍未能摆脱有线连接通信方式带来的困扰。本文就是为了解决这一现状所带来的问题而提出的。
随着工业现代化的不断发展。以及新技术的不断产生。无线数据采集和无线监控技术正在进入一个高速发展的阶段。由于本系统采用了短距离无线通信技术。而无须关心数据是如何具体传送的，因此，很多基于有线通讯的类似系统很容易就被本系统所替代。针对现在很多工业场合都需要用到无线通信技术来实现数据传输这一现状。研制了本系统。
2、国内外研究现状：
随着无线技术与产品的不断发展，无线通信越来越受到用户的青睐。PTR8000
就是目前市场上众多产品中性价比比较突出的无线通信产品。PTR8000 是讯通电子科技有限公司推出的以nRF905 为内核的无线数传模块，它体积小，性能稳定，具有430/868/915 MHz 多频道多频段可供用户选用。
3、拟采取的研究路线：
本文介绍的是基于无线数据传输模块PTR8000，以TMS320LF2407 DSP处理器为主控芯片。围绕PC机构建无线数据通信网络，并利用C语言编写上位机通信控制程序。从而实现了底层站点与上位机之间的无线数据传输。 以PC机为核心,采用TMS320LF2407 DSP处理器和无线收发模块PTR8000组合来构建无线数据传输系统。利用无线射频收发模块则使安装方便、易于维护、使数据传输方便灵活。但是在如何降低射频模块的发射功率、减小电磁干扰、电磁污染等方面还需做进一步的研究和改进。
基于单片机的无线通信系统的设计
基于单片机的无线通信系统的设计
无线通信系统是指通过无线电波传输信息的系统，其中基于单片机的无线通信系统是指利用单片机作为中心控制器进行数据处理和控制的无线通信系统。本文将介绍基于单片机的无线通信系统的设计方案。
一、无线通信系统的设计需求：
1.长距离通信：系统需要能够在较长的距离范围内进行通信，以满足不同场景下的通信需求。
2.数据传输可靠性：系统需要能够实现稳定可靠的数据传输，以确保信息不会丢失或损坏。
3.低功耗设计：系统需要能够实现低功耗工作，以延长电池寿命，减少能源消耗。
4.多设备通信：系统需要支持多个设备之间的通信传输，以满足不同用户的需求。
5.数据安全性：系统需要具备一定的数据安全性能，确保通信数据不被非法获取或篡改。
二、基于单片机的无线通信系统的设计方案：
1.系统架构设计：
2.通信模块选择：
在选择通信模块时，需要考虑通信距离、传输速率、功耗等因素。目前常用的通信模块有蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。蓝牙适用于短距离通信，传输速率较快；Wi-Fi适用于中距离通信，传输速率较高；LoRa适用于长距离通信，功耗较低。根据实际需求选择合适的通信模块。
3.数据传输协议选择：
在数据传输过程中，需要选择合适的数据传输协议来保障数据的正确传输。常用的数据传输协议有UART、SPI、I2C等。根据实际需求选择合适的协议。
4.电源管理设计：
由于无线通信系统需要长时间工作，为了延长电池寿命，需要设计合理的电源管理方案。可选用低功耗模式，同时对系统进行功耗优化，减少电路的静态功耗。
5.安全性设计：
为了确保通信数据的安全性，可以采用数据加密算法对通信数据进行加密，同时可以增加数据完整性校验，确保数据传输的完整性。
6.多设备通信设计：
如果系统需要支持多个设备之间的通信，可以引入网络拓扑结构，实现多个设备之间的互联互通。通过设计合适的协议和数据格式，实现多设备之间的数据传输。
三、系统实施和测试：
基于单片机的足球机器人设计
机械装备研发Research & Development of Machinery and Equipment123 2020年3月下
基于单片机的足球机器人设计
曹盛林
（青岛工学院，山东 青岛 266300）
摘 要：文章采用乐鑫公司NodeMCU单片机作为主控制模块，采用3.7V的18650锂电池供电，LM1117稳压芯片稳压，双N20减速电机作为动力轮（减速比1∶30），单万向轮，三轮配置，结合Android APP，配合电机驱动模块、HC-05蓝牙2.0无线收发模块、蜂鸣器模块、LED灯等，完成对足球机器人的实时遥控。当APP和HC-05蓝牙模块建立了连接，APP就能通过蓝牙发送指令传输给单片机，单片机接收到数据，对数据进行处理后执行相应的指令，从而遥控足球机器人进行足球对抗。关键词：单片机；足球机器人；设计中图分类号：TM383.6文献标志码：A文章编号：1672-3872（2020）06-0123-01
——————————————作者简介：曹盛林（1998—），男，山东莱州人，本科，研究方向：单片机，控制系统。1 足球机器人设计内容概述
设计制作足球机器人小车的完整电路原理图和PCB，使足
球机器人小车能完成基本的前进、后退、左转、右转、左旋、
右旋和踢球操作；完成足球机器人的Android APP遥控端的
开发设计，使其能用蓝牙与足球机器人通信，使其完成基本
动作。
2 硬件及软件设计
足球机器人小车的硬件主要包含电源供电电路、蓝牙2.0
无线数字接收电路、电机驱动电路、减速电机、蜂鸣器等。
考虑电机、足球机器人小车的尺寸不宜过大，最终选择了
10cm*10cm的PCB板子作为足球机器人小车的车身，在碰撞时，
能保证稳定运行，可以达到比赛的要求。足球机器人小车机
身采用了双层PCB板结构，因为PCB印刷电路板具有质量轻，
稳定性好，可进行小批量加工生产制作等优点。底层板面是
基于PTR8000的自主式机器人无线控制
基于PTR8000的自主式机器人无线控制
张帆;蒋茜
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(022)005
【摘 要】针对实际应用中要求实现人对自主式机器人进行无线控制,增强机器人应对能力的问题,介绍了一种PC机对机器人实现无线控制的方式,即PC机通过单片机和FTR8000与机器人成功实现无线通信.提出了无线控制的总体设计方法,编制了发射和接收程序.实验证明,该设计基本取得了最初的设想效果.
【总页数】4页(P123-126)
【作 者】张帆;蒋茜
【作者单位】重庆工学院,重庆,400050;重庆工学院,重庆,400050
【正文语种】中 文
【中图分类】TP24
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基于PTR8000的无线数传系统的设计与实现
基于PTR8000的无线数传系统的设计与实现
李磊;张朝路;李思;孙晓东
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘 要】采用以nRF905无线收发芯片为核心的PTR8000串口通信模块,通过AT89LV51单片机来配置nRF905的SPI接口,控制其工作方式,实现了一种短距离无线数传系统.该系统具有抗干扰性强,配置简单、调整方便的特点,在无线遥控、工业控制等方面具有广阔的应用前景.
【总页数】3页(P28-30)
【作 者】李磊;张朝路;李思;孙晓东
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001;江苏科技大学电子信息学院,镇江,212003;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001
【正文语种】中 文
【中图分类】TN92
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基于SPCE061A与PTR8000的无线通信系统设计
第３２卷第９期 四川兵工学报 ２０１１年９月
【自动化技术】
基于ＳＰＣＥ０６ １ Ａ与ＰＴＲ８０００的无线
秦正，邓国红
（重庆理工大学，重庆４０００５４） 通信系 统设计
摘要：基于１６位ＳＰＣＥ０６１Ａ单片机与无线射频ＰＴＲ８０００通信模块构建了无线射频通信系统，对系统硬件电路组成和
通信软件设计进行了分析。为实现单片机之间通信提供了一种新的方法，实现了低价住、低功耗、可替代电缆的无
线数据传输。 关键词：单片机；无线通讯；射频技术 中图分类号：ＴＮ９１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—０７０７（２０１１）０９—００７５—０３
无线通信技术具有与有线通信无法比拟的无线数据传
输优势，更以传输距离更远、传输速率更快、运行功耗更低的
发展趋势广泛应用到人们生活的各自领域中。尤其对于被
测对象多，工作环境恶劣（如工作温度非常高、湿度大、毒性
环境等）的场合，采用无线通信方式实现对被测对象的远程
数据采集与控制，不仅系统结构简单，成本较低，而且系统 的实时性和可靠性都较高。 １ 系统总体结构设计
无线射频通信系统以１６位ＳＰＣＥ０６１Ａ单片机为核心处
理器，应用无线射频Ｍｏｄｅｌ－ＰＴＲ８０００完成通信任务，实现对 直流电机的无线控制。无线射频通信系统整体结构如图１
所示。 ‘
时钟卜＿＿ ｌ 定时器Ｌ＿－ ＳＰＣＥＯ６ｌＡ ＰＴＲ
ｌ ｌ６ｂｉｔＣＰＵ ８０００
键盘 Ｉ Ｉ 土 ＼ＡＮＴＦＮＮＡ ｉ
ＰＴＲ ＳＰＣＥ０６１ Ａ
ｌ６ｂｉｔ ＣＰＵ ８０００
图１ 无线射频通信系统整体结构框图
系统的发射端由键控模组和ＳＰＣＥ０６１Ａ主机组成，无线 收发单元主要由单片机控制ＰＴＲ８０００完成信息收发，接收端
ＳＰＣＥ０６１Ａ从机完成数据的收集，直接控制直流电机的速度
和方向，并外接光栅测速电路和数码管显示电路，实现对直
流电机的闭环控制。
２系统硬件设计
２．１ ＭＣＵ微控制单元ＳＰＣＥ０６１Ａ