重慶幼兒師范高等?？茖W(xué)校 張 洋

基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器的研究與探討

重慶幼兒師范高等?？茖W(xué)校 張 洋

隨著互聯(lián)網(wǎng)+和機(jī)器人的快速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)+的機(jī)器人遠(yuǎn)程控制日益受到了人們的重視；同時(shí)以往的基于各類嵌入式的移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)不能滿足當(dāng)前機(jī)器人發(fā)展的需要。有鑒于此，本文提出基于嵌入式系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)+的移動(dòng)機(jī)器人的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制方案。系統(tǒng)以嵌入式ARM9的LINUX系統(tǒng)作為移動(dòng)機(jī)器人主控制器。實(shí)驗(yàn)證明基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器應(yīng)用在機(jī)器人上面大大提高了機(jī)器人的處理能力和通信能力，增加機(jī)器人的智能性。

互聯(lián)網(wǎng)+；全嵌入式；機(jī)器人；通信

1 引言

中國(guó)幾千年前就制造了一種木偶的類似現(xiàn)代的“機(jī)器人”，以便將人類從繁重的重復(fù)性的勞動(dòng)中解脫出來(lái)。隨著我國(guó)傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能等相關(guān)學(xué)科的高速發(fā)展。21世紀(jì)以“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)要素配置中的優(yōu)化與集成作用，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中。而嵌入式系統(tǒng)是一種專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM中的嵌入式處理器控制板。機(jī)器人（Robot）則是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。

圖1 硬件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。首先是基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器是用戶控制邏輯的具體執(zhí)行者，基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器的各種控制功能必須通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)；其次基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器也是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)軟件移植和運(yùn)行的硬件環(huán)境。本文研究采用部件模塊化，接口標(biāo)準(zhǔn)化，互換性、擴(kuò)展性好，可靠性能好，可靠性高的硬件設(shè)計(jì)原則?；诨ヂ?lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器以嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)以嵌入式處理器為核心，由存儲(chǔ)器，I/0單元電路，通信模塊，外部設(shè)備，人機(jī)交互設(shè)備等必要的輔助接口組成。硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程圖如圖1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器軟件設(shè)計(jì)的基本原則是軟件編程結(jié)構(gòu)化、外部驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)可定制。 基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器關(guān)鍵要保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，簡(jiǎn)單的說(shuō)Linux是一套免費(fèi)使用、自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，其嵌入式軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)與運(yùn)行平臺(tái)如圖2所示。

圖2 嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)與運(yùn)行平臺(tái)

4 結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器在機(jī)器人的應(yīng)用、拓展機(jī)器人的控制能力與處理能力，特別是與互聯(lián)網(wǎng)+的結(jié)合使得機(jī)器人擺脫了對(duì)PC的依賴和地區(qū)性的限制，工作中機(jī)器人有大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行反饋，還可以隨時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。 基于互聯(lián)網(wǎng)+與嵌入式機(jī)器人控制器的研究這必將開(kāi)發(fā)出低成本、低功耗、體積小巧、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、接口豐富、維修方便、智能化程度高的機(jī)器人，也將促進(jìn)機(jī)器人運(yùn)用的普及與推廣，從而推進(jìn)我國(guó)機(jī)器人行業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

[1]李衛(wèi),宋弘,李紅嬋．基于ARM的嵌入式服務(wù)機(jī)器人控制器的研究[J]．電子設(shè)計(jì)工程,2009(09)．

[2]李碧武．“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的冷思考[J]．中國(guó)信息技術(shù)教育,2015(17)．

[3]呂本富．“互聯(lián)網(wǎng)+”到底是什么涵義?[J]．中國(guó)信息化,2015(05)．

[4]王淮卿．基于互聯(lián)網(wǎng)與SLAM的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)研究[D]．哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015．

張洋（1982—），男，重慶幼兒師范高等?？茖W(xué)校講師，研究方向：微電子技術(shù)。