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车辆遥控技术研究

2020-11-30阅读(630)

车辆遥控技术研究

论文摘要

机器人技术是当今新技术革命中迅速发展起来的高新技术。机器人集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程及人工智能等多种学科的最新成果,是当代科学技术发展最活跃的领域之一,其研究和应用已经不仅仅局限于军事领域,许多军事上的成功技术已经在民用机器人中得到了一定的应用。本课题的研究是在普通车辆的基础上,经过机械及电气化等系统结构改造,运用无线通信、PC(PersonalComputer)机及单片机(Single Chip Microcomputer,SCM)智能控制技术,设计研发出一种可用于车间以及自动运输等场合的有线(无线)遥控车辆。论文首先描述了遥控系统整体设计方案,阐述了系统功能要求及工作原理,根据功能需求,对遥控车辆关键部件进行合理选型、设计和改造。论述了遥控车辆系统主要分为主端系统、通信系统、从端系统三个部分,其主端系统由操纵器、操纵器键盘、无线通信模块、显示器、电源部分组成;其通信系统由无线视频发送模块、无线视频接收模块、无线通信模块、摄像机组成;从端系统又分为驱动和转向两个子系统,其驱动系统包括PC机、PCI8333模拟输入输出卡、直流电机及直流电机控制器,转向系统包括PC机、PCI8333模拟输入输出卡、转向步进电机及控制器组成,通过串口通讯方式将操纵器与执行器、驱动和转向控制组成一个有机整体。软件的编写和调试,实现遥控车辆的良好控制。论文根据现场环境和实际的需要,采用两种遥控系统:1.基于PC机间设计的遥控系统,详细论述了基于PC机设计的操纵器、执行器编程语言选择和软件设计的基本思想,硬件的基本构成和以及软件的编制完成。2.基于单片机与PC机设计的遥控系统,主要论述单片机的选型,整个操纵器、操纵键盘硬件设计,通信方式选择和软件设计。通过这两种控制方法的设计,较好地满足了对遥控车辆的控制要求。基于PC机设计的操纵器与基于单片机设计的操纵器,以及有线和无线的两种控制方式,使得控制更加灵活、方便。为验证遥控车辆行驶的可靠性,对两种遥控系统进行四个方面实验:1.可遥控距离;验证可遥控的距离,防止因距离较远而发生通信中断。2.遥控车辆的场地实验;验证在一定车速下,车辆是否按照遥控方式进行相应的前进加速、减速、转向和停止动作。3.遥控动作实验;在一定距离下,验证遥控动作的可靠性。4.功能实验;验证遥控动作可靠性。通过实验表明本课题研究的车辆遥控系统可以实现前进加速、减速、停止及左右转向的有效控制,并为遥控技术的进一步研究奠定了良好的基础。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 附图清单
  • 附表清单
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 遥控机器人的特点
  • 1.3 研究背景及意义
  • 1.4 国内外发展现状及趋势
  • 1.4.1 国内外发展现状
  • 1.4.2 国内外发展趋势
  • 1.5 主要研究内容
  • 第二章 车辆遥控系统总体设计
  • 2.1 车辆遥控系统功能要求
  • 2.2 车辆遥控系统工作原理
  • 2.3 车辆遥控系统构成
  • 2.3.1 执行器硬件构成
  • 2.3.2 执行器工作原理
  • 2.4 关键部件的选型
  • 2.4.1 驱动电机的选型
  • 2.4.2 驱动电机控制器
  • 2.4.3 蓄电池选型
  • 2.4.4 步进电机
  • 2.4.5 步进电机控制器
  • 2.4.6 摄像机
  • 2.4.7 数据采集卡
  • 2.4.8 PC机
  • 2.5 系统结构的改进
  • 2.5.1 悬架的选择
  • 2.5.2 转向系设计
  • 2.5.3 驱动系设计
  • 2.5.4 自主研发的遥控车辆实验平台
  • 2.6 车辆遥控系统方案的实现
  • 本章小结
  • 第三章 基于PC机间的遥控系统研究
  • 3.1 基于PC机的操纵器软件设计
  • 3.1.1 编程语言的选择
  • 3.1.2 串口通信
  • 3.1.3 PC机下串行通信的软件实现
  • 3.2 基于PC机的执行器软件设计
  • 3.3 基于PC机执行器的驱动电机硬件实现
  • 3.4 无线通信系统
  • 3.4.1 无线通信模块
  • 3.4.2 无线图像传输系统
  • 3.4.3 无线视频显示模块
  • 本章小结
  • 第四章 基于单片机与PC机的遥控系统研究
  • 4.1 单片机在操纵器中的应用
  • 4.1.1 单片机的特点
  • 4.1.2 单片机应用领域
  • 4.1.3 单片机的选型
  • 4.2 基于单片机的操纵器硬件设计
  • 4.2.1 操纵器硬件构成
  • 4.2.2 80C196KCCPU的外部程序存储电路图
  • 4.2.3 通信接口电路
  • 4.3 操纵器操纵键盘硬件设计
  • 4.3.1 8279功能介绍
  • 4.3.2 8279芯片外围接口电路
  • 4.3.3 8279的操作
  • 4.3.4 键盘电路原理图
  • 4.4 基于单片机的操纵器软件设计
  • 4.4.1 软件开发语言
  • 4.4.2 软件开发平台
  • 4.4.3 通信方式
  • 4.4.4 键盘发送指令
  • 4.4.5 反馈信号显示
  • 本章小结
  • 第五章 实验研究
  • 5.1 实验内容和目的
  • 5.2 基于PC机间的遥控系统实验
  • 5.3 基于单片机与PC机遥控系统实验
  • 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 论文的工作总结
  • 6.2 后续的工作方向
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在读期间发表的学术论文

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