履带机器人使用说明书

1、履带移动机器人RBT-LD01S使用说明书V 2.0苏州博实机器人技术有限公司 2011.07目录一、模块介绍31.1视觉传感器模块31.2激光传感器模块51.3超声传感器模块81.4倾角计模块（电子罗盘）111.5红外传感器模块131.6无线音视频传输模块151.7无线数传模块20二、运动控制系统222.1运动控制系统简介222.2运动控制系统的安装222.3运动控制板外部扩展222.4运动控制板接线图及通讯格式25三、嵌入式控制系统28四、电源系统29五、履带机器人介绍305.1开关控制板305.2传感器接口板305.3上位机与充电接口板315.4外部传感器315.5功能模块32六、服务器

2、端软件介绍346.1软件简介346.2软硬件要求及注意事项346.3 TJRControl软件介绍346.4使用注意事项36七、客户端软件介绍377.1软件简介377.2软硬件要求377.3 PRClient软件介绍377.4使用注意事项38一、模块介绍1.1视觉传感器模块1.1.1 介绍EVI-D100P 摄像机的CCD具有440,000个有效像素，因此可使用此摄像机拍摄高分辨率的图像。通过使用VISCA命令，可以用计算机COM1操作摄像机。1.1.2 实物图片1.1.3 电气参数图像传感器1/3" CCD；视像分辨率752×582；摄像头类型彩色视频摄像机；摄像头速率3

3、0帧/秒；像素1/4英寸彩色CCD（总的图像像素：EVI-D100P：大约470,000个）；（有效像素：EVI-D100P：大约440,000个）；视频信号EVI-D100P：PAL彩色制式，CCIR 标准；镜头10×（光学），40×（数字）f=3.1至31mm，F1.8至F2.9水平角度：6.6至65度；最小拍摄对象距离WIDE（广角）端：100mm；TELE（望远）端：600mm；最小照度3.5 lx(F1.8)/50 IRE；照度范围3.5 至100,000 lx；快门速度EVI-D100P：1/3至1/10,000 秒（VISCA控制）；水平分辨率PAL：460T

4、V（WIDE（广角）端）；视频信噪比50 dB；全景拍摄/ 倾斜拍摄动作水平：± 100 度 最大速度：300 度/ 秒 垂直：± 25 度 最大速度：125 度/ 秒；视频输出RCA拾音插座(1)，1Vpp，75欧姆，未平衡同步：负极性；S 视频输出4 芯微型DIN(1) ；输入/输出控制接口RS-232C：(输入：1，输出：1)8芯微型DIN 9600bps数据：8bit停止位：1；电源接口JEITA 4 型；输入电压DC12V（DC10.8至13V）；电流消耗1.1A（12V 直流输入时）；功耗13.2W；工作温度0至+40；贮藏温度-20至+60；外形尺寸通讯型彩色

5、摄像机：113×120×132mm（宽/高/深）；重量通讯型彩色摄像机：880g遥控器：109g；安装角度与水平面所成角度为±15度；1.1.4 外接示意图接口11 VISCA IN（VISCA插入）插孔定义：1.1.5 通讯协议详细通讯协议请见：EVI-D100摄像机技术手册.pdf；其演示DEMO程序请见：D100_v001E-云台测试程序文件夹；VC编程动态链接库源程序请见：云台库文件夹；1.2激光传感器模块1.2.1 介绍激光传感器模块采用URG-04LX-UG01 2维激光扫描测距仪。HOKUYO公司URG-04LX-UG01 2D激光扫描测距产品拥有5

6、.6m, 240°测量范围，DC5V输入(USB接口供电)，100ms扫描时间，可用于机器人避障和位置识别；高精度、高分辨率、宽视场设计给自主导航机器人提供了良好的环境识别能力；紧凑型设计节约了安装空间，低重量、低功耗；不受强光影响，在黑暗中亦能工作；非接触式测量；ü 低成本、宽视场，非常适用于机器人在未知的环境中自主移动ü 紧凑型设计可节约安装空间，轻重量和低功耗可节约更多的能源，使工作时间更长ü 非接触式测量视场范围内的物体尺寸和位置ü 5.6m测量距离1.2.2 实物图片 1.2.3 电气参数电压5VDC±5% (USB 总线供

7、电)激光光源半导体激光二极管 (=785nm)，激光安全等级 1(IEC60825-1, 21 CFR 1040.10 & 1040.11)测量距离20 to 5600mm(white paper with 70mm), 240°精度60 to 1,000mm : ±30mm1,000 to 4,095mm : 3%测量距离角度分辨率0.36°(360°/1,024 steps)扫描时间100msec/scan噪音< 25dB接口USB2.0/1.1Mini B (Full Speed)指令系统专用指令 SCIP Ver.2.0环境温湿度-

8、10 to +50 degrees C, < 85%RH（无凝露）环境亮度Halogen/Mercury Lamp: 10,000Lux or less,Florescent: 6000Lux(Max)振动双振幅1.5mm 10 to 55Hz, 每轴2 个小时冲击196m/s2, 10 次, X, Y, Z 方向重量约160g（包括电缆）注：- 户内使用- 在系统启动时，传感器需要500mA，必要时，请用2 个USB 接口去连接。如果接口不能够提供500mAx2, PC 电脑接口有可能损坏1.2.4 工作示意图1.2.5 安装示意图1.2.6 使用说明 URG-04LX-UG01 2D

9、激光扫描测距的驱动程序见URG_USB_DRIVER_Win.zip，演示程序见UrgViewer.zip，详细通讯协议见URG_SCIP20.pdf以及对应的命令测试程序见SCIP2_Command_Test.exe，C语言源程序请见capture_sample.zip。最新驱动及程序请见网址：http:/www.hokuyo-aut.jp/02sensor/07scanner/download/index.html#common_section1.3超声传感器模块1.3.1 介绍智能传感器是基于超灵敏的6500测距模块板的增强型600系列静电传感器序列，新的电压控制电路可使传感器工作在 6

10、24 VDC的电源下。TTL 谐调集电极开路输出包括上拉电阻，新的振荡电路的配置可以使该单元外部触发，也可以在5 Hz的频率下连续感应。数控增益和可变带宽放大器可以使器件在声纳应用中降低杂波从而可以进行表面突起检测。典型绝对精度是满量程读数的±1% 。ü 50 KHz 静电传感器 ü 整合 SMT 驱动电路 ü TTL 谐调 ü 方便的终端引脚连接 ü 单稳态和非稳态工作模式 ü 电压调节 ü 波束角度15° （-6 dB） ü 低响应特性 ü 量程：6英寸 35英尺 （0.15 to

11、 10.7 m）ü 非常好的接收灵敏度 ü 可用于所有 600 系列传感器 ü 以超声波的频率在空气中工作1.3.2 实物图片1.3.3 电气参数电压6 to 24 VDC电流, 传输期间2 A电流, 传输后 (标称)55 mA工作温度0° to +40° C量程范围0.15 to 10.7 m精度(满量程)±0.1%重复率 (非稳态)5 Hz 可以外部触发输出 2 + (INIT)+5 VDC输入 (TTL 谐调)2 + (ext INIT)重量19 克厚度尺寸、直径、安装直径0.950 英寸、1.700 英寸、1.525 英寸1.

12、3.4 推荐工作环境1.3.5 外接示意图引脚名称说明1 电源 需要+6+30 VDC 具有100 mA电流能力的控制电源，传输过程中具有2A的短脉冲串能力。电源是供超声点火用的，其他信号则为5V TTL电平；2 公共端返回直流电源，TTL 输出和时钟信号。3 回波输出TTL 逻辑电平输出 (0-5 VDC)，当接收到回波信号时改变状态。4 OSC 输出 TTL 逻辑电平输出 (0-5 VDC)，内部 49,4 kHz 晶振器输出。 注意：只有当INIT信号(pin 5)是高电平时该脚输出。5 INIT 输入TTL 逻辑电平输入或输出(见 “可编程跳线”)： 当从低到高变化时初始化一个传输/接

13、收周期，目标探测期间信号必须保持高电平6 BINH 输入TTL 逻辑电平输入： 高电平时可进行多目标探测， 正常工作下与pin 2脚可连接也可不连接。7BLNK 输入TTL 逻辑电平输入：当发出一个信号后，输入信号为高电平时重置接收器的阈值， 这样可进行多回波检测， 正常工作下与pin 2脚可连接也可不连接。可编程跳线跳线安装后内部5 Hz 重复率，消除外部 INIT 输入。当连接时，内部晶振提供 INIT 信号， 此时INIT 管脚输出。注：实际机器人使用中，一般使用1、2、3、5脚。即第5脚置高电平后开始计时，当第3脚检测为高电平后，停止计时，求出时间差，然后计算超声在空气中的传输速度计算

14、距离；要注意两点：（1）时间差太小，小于2.38ms，可能是噪声；（2）不能一直等待3脚为高，因为有可能太差，没有回波产生；故在计时一段时间之后自动停止此次测量距离；1.3.6 通讯协议可通过串口COM4获得数据（每个超声传感器一个字节），串口参数：“4800，N，8，1”，大约每隔200ms自动发送一次数据，数据格式如下：字节第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节第7字节数值0xFA0xFB0xS10xS20xS30xS40xFC说明包头1包头2超声1超声2值超声3值红外值包尾注：所获得的第3、4、5字节是无符号8位二制制数据，范围为：0255，表示计时周期数，每个周期数表示0.0

15、0025s，例如：0xS1=0x72（对应十进制是114），则距离=114×0.00025(周期)×340(超声速度)/2(来回距离)*1000(换成mm)=4845ms，这样的理论最大精度为1×0.00025(周期)×340(超声速度)/2(来回距离)*1000(换成mm)=42.5mm1.3.7 使用说明600系列智能传感器有两个基本工作模式：单回波模式和多回波模式。电源 (VCC) 的应用，开始输入 (INIT) 的应用，传输的结果，和抑制消隐输入(BINH)的使用在两种工作模式下基本上都是一样的。加电以后，INIT 信号变成高电平前必须至少经过5

16、毫秒，在此期间，所有的内部电路被重置、内部振荡器稳定。当 INIT 变为高电平后驱动传感器 (XDCR)发出信号。49.4 kHz下 16个脉冲从传感器中发出。16脉冲传输完后，为了最合适的接收工作，传感器中保持200 VDC 偏压（推荐）。 被检测物反射回的回波传输后为了消除传感器固有的阻尼振荡，测距控制IC的接收输入 (REC) 在开始信号(INIT) 之后通过内部消隐被抑制2.38毫秒。如果需要减少消隐时间 ，那么BINH输入变成高电平，这样在内部消隐之前中止接收输入消隐。这样就可以检测最短1.33英尺的距离（相对于2.38毫秒），另外如果传感器衰减的够快那么返回信号将不被响应。

17、2; 单回波模式 单回波工作模式下 (Figure 1)，所需要做的就是等待传输信号的返回，每英尺的输出和返回大约需要0.9毫秒。 返回信号被放大并作为一个高电平信号输出。INIT变成高电平和 Echo (ECHO)输出变为高电平之间的时间与传感器与测量目标之间的距离是成比例的。如果需要，当准备下一次传输的时候可以返回一个低电平的INIT信号然后再使它变为高电平，这样就可以使周期重复。ü 多回波模式 600系列智能传感器有一个外部消隐输入, BLNK, 在多回波工作模式下可以选择性的排除回波，也可以区分与目标物相隔3英寸的回波。如果多于一个目标和单传输检测多重回波，那么这个周期有些许

18、的差别 (Figure 2) 。 接收到第一个使ECHO输出变为高电平的返回信号以后， 消隐输入 (BLNK) 必须变成高电平然后再变为低电平，以重置 ECHO 输出，这样就可以接收下一个返回信号了。消隐信号在解决所有第一个目标返回的全部16个返回脉冲期间必须至少保持0.44毫秒，并且允许内部延迟时间。此符合相隔3英寸的两个目标。 ü 增益控制和增益调节 INIT 变为高电平，一个周期开始，接收放大器增益被非连续性的提高(Figure 3)，因为传输信号随着距离的增长在衰减。 大约在38毫秒时获得最大的增益。为了校准增益电位器，将探测目标放置在希望探测的最远距离处。旋转“增益调节”按

19、钮VR1 ，顺时针旋到底 (CCW)，然后慢慢地顺时针旋转“增益控制”(CW) 直到探测出现，再旋转“增益控制”CW 1/16。 注意： 为了可靠测量总是调节“增益控制”到所需的最小增益。过多地增益可能导致目标探测的失败。1.4倾角计模块（电子罗盘）1.4.1 介绍内置两个正交磁场传感器，采用16 位A/D 转换器，标校后磁场精度一度左右，精度高、稳定性好。标定和指向修正命令简单有效。罗盘在平面或者测量面转动一周以后，可以消除周围磁场的固定干扰磁场对指向非正旋的影响，但是干扰磁场过大或者变化情况下，无法消除影响。对于要求精度的场合，为罗盘提供磁场干扰小的环境是保证精度的必要条件。1.4.2 实

20、物图片 1.4.3 电气参数工作电压直流电压4.5-5.5V静态电流30mA 40mA工作温度-4085度响应时间7次/s指向精度典型±0.5度，最大±1度分辨率±0.1度重复性±0.2度最大干扰磁场20 Gauss磁场的测量范围最大3 GaussPCB尺寸圆形，直径35mm1.4.4 外接示意图插头引脚名称说明1 +5V 输入电源正极2 GND 输入电源地3 RXI串口信号输入4 TXO 串口信号输出5 GND输入电源地6 NC保留（悬空，禁止连接任何电平）1.4.5 数据帧格式字节位置数据类型数据内容字节1单字节16进制数“0xAA”字节2保留字节3

21、、4保留字节5、6保留字节7、8保留字节9、10保留字节11、12双字节有符号整数X轴方向磁场强度字节13、14双字节有符号整数Y轴方向磁场强度字节15、16保留字节17、18双字节无符号整数罗盘与真北偏角，转换算法：整数/100字节19保留字节20双字节有符号整数前面所有数据的累加校验和注：1. 串口COM2获得数据，串口参数：“9600，N，8，1”，周期大约7帧/秒；2. 字节17和18是双字节无符号整数，如整数是25380，则表示传感器与磁北的夹角为253.8o1.4.6 命令表与命令详解序号命令字含义10xa4正常输出20xa2单次命令输出30xa5进入修正清除模式40xf2清除磁场

22、和磁北修正参数50xe8清除磁北修正参数60xe5当前位置设置为磁北70xf5进入磁场修正模式80xf8停止磁场修正模式90xf7保存磁场修正结果注：ü 0xa4正常输出罗盘上电初始状态。数据帧连续输出，从单次输出命令返回是使用本条指命。ü 0xa2单次命令输出发送命令后，罗盘每接收一条命令，输出一次数据。ü 0xa5进入修正清除模式进入清除磁场和磁北修正，清除磁北修正，当前位置设置为磁北三条命令执行模式。ü 0xf2清除磁场和磁北修正参数清除罗盘的磁场和磁北修正参数记录。ü 5. 0xe8清除磁北修正参数清除罗盘的磁北修正参数记录，罗盘的磁场

23、修正记录保留。ü 6. 0xe5当前位置设置为磁北当前位置输出为0或360度。ü 7. 0xf5进入磁场修正模式进入磁场修正模式后，将罗盘在水平面缓慢转动2圈以上，进行磁场修正。ü 8. 0xf8停止磁场修正模式罗盘完成转动后，执行。ü 9. 0xf7保存磁场修正结果将磁场修正记录保存，磁场修正完成。1.4.7 使用说明用户在使用中要减少外界干扰磁场，以提高测量精度。外界干扰磁场主要由铁磁性物质产生，交变电流也是产生干扰的因素。拆卸传感器，将破坏出厂标定，降低传感器精度。1.5红外传感器模块1.5.1 介绍此款红外传感器模块，又称热释电红外传感器，是基于

24、红外线技术的自动控制模块，采用德国LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器，广泛地应用于各类自动感应设备。1.5.2 实物图片1.5.3 电气参数工作电压直流电压4.5-20V静态电流50uA 65uA输出电平高3.3 V /低0V触发方式L不可重复触发/H重复触发（跳线设置）感应角度110°（小于120度锥角，7米以内）延时时间可调(5秒10分钟)感应距离可调(3米7米)工作温度-15+70度PCB尺寸32*24mm，螺丝孔距28mm，螺丝孔径2mm，感应透镜尺寸：23mm(默认)1.5.4 外接示意图和典型应用可通

25、过串口COM4获得数据（即OUT位的高3.3V或低电平0V），串口参数：“4800，N，8，1”，大约每隔200ms自动发送一次数据（即每秒5帧数据），数据格式如下：字节第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节第7字节数值0xFA0xFB0xS10xS20xS30xS40xFC说明包头1包头2超声1值超声2值超声3值红外值包尾注：可以通过判断第6字节（每个字节8位）最低位是“0”或“1”来知道红外传感器输出的是低电平还是高电平；程序示例：If (0xS4 & 0x01) = 0x01)则输出高电平else输出低电平1.5.5 感应范围1.5.6 外形与调节ü 调节距离

26、电位器顺时针旋转，感应距离增大（约7m），反之，感应距离减小（约3m）；ü 调节延时电位器顺时针旋转，感应延时加长（约300s），反之，感应延时缩短（约5s）；1.5.7 使用说明：ü 全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。输出低电平。ü 光敏控制(可选）：模块预留有位置，可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。光敏控制为可选功能，出厂时未安装光敏电阻。ü 两种触发方式：L不可重复，H可重复。可跳线选择，默认为H。A.不可重复触发方式：即感应输出高电平后，延时时间一结束，输出将自动从高电平变为低电平。B.可重复触

27、发方式： 即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。ü 具有感应封锁时间(默认设置：0.2秒)：感应模块在每一次感应输出后(高电平变为低电平)，可以紧跟着设置一个封锁时间，在此时间段内感应器不接收任何感应信号。此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。ü 输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。

28、52; 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3 次，一分钟后进入待机状态。ü 可以感应人体或动物发出的红外光线，感应区尽量避免正对着发热电器和物体以及容易被风吹动的杂物和衣物。应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。ü 感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距

29、离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。1.6无线音视频传输模块1.6.1 介绍无线音视频传输模块包括SKY-TX24200无线影音发射模块和SKY-RX2188无线影音接收模块。TX24200与RX2188配对使用空旷距离可以达到2公里。TX24200是工作在2400-2480MHz ISM频段内的FM音视频发射模块。TX24200以及2188是工作在

30、2400-2480MHz ISM频段内的FM音视频接收解调模块。模块采用单芯片设计，该芯片集成了VCO、PLL、宽带FM视频解调、FM伴音解调，使模块体积小功耗低灵敏度高等特点；采取贴片或是插件封装形式，方便用户的安装要求。本模块的应用只需简单连接电源，单/双音频线，视频线，接上天线就可接收音乐、图像信号。1.6.2 实物图片SKY-TX24200无线影音发射模块SKY-RX2188无线影音接收模块1.6.3 特性参数模块特性SKY-24200 2.4G 200mw无线影音发射模块ü 2.4G 宽带FM音视频同步发射ü 小体积：28×27×7mm

31、2; 大功率：5V 200MWü 内置频率锁相环高稳定性ü 低杂波泄漏ü 直接输出音频、视频信号ü 八频道发射ü 用户方便使用SKY-RX2188(2.4G)无线影音接收模块ü 2.4G 宽带FM 接收ü 小体积：36×24×4.5 mmü 低功耗：3.3V 110mAü 高接收灵敏度：-90dBmü 内置频率锁相环高稳定性ü 低杂波泄漏：符合CE，FCC 要求ü 直接输出音频、视频信号ü 八频道接收ü 贴片安装，方便用户使用1.6.4

32、 使用方法（1）SKY-TX24200无线音视频发射模块（实际履带机器人采用CH5频道）引脚定义及频段控制图电气参数序号电气参数单位1调制方式FM宽频调制2视频格式NTSC/PAL最小值典型值最大值3输出阻抗-50-Ohm4输出功率222324dBm5CH1-2414-MHzCH2-2432-MHzCH3-2450-MHzCH4-2468-MHzCH5-2370-MHzCH6-2390-MHzCH7-2490-MHzCH8-2510-MHz6工作电压3.65.05.5V7工作电流-200250mA8工作温度-10-+85oC9视频带宽08.0MHz10音频载波频率-6.5-MHz11视频输入0

33、.81.01.2Vp-p12视频输入阻抗-75-Ohm13音频输入0.5-2.0Vp-p14输入阻抗-10K-Ohm15重量-10-g16天线接口SMA17尺寸28x24x7 mm（2）SKY-RX2188无线影音接收模块（应用电路）电气参数频道控制（机器人采用CH5频道）引脚功能图尺寸参数1.7无线数传模块1.7.1 介绍采用HSD-50USB接口微功率无线透明数据传输模块，其最大特点：USB接口，方便PC/笔记本电脑即插即用，USB接口直接供电，抗干扰性强，接收灵敏度高。1.7.2 实物图片1.7.3 电气参数调制方式GFSK；工作频段470-510 MHz（典型：475MHz）；编码方式

34、高效前向纠错编码；数据格式8N1/8E1/8O1；发射功率17dBm(50mW)；接收灵敏度-117dBm9600bps；传输速率1200/2400/4800/9600/19200bps/38400/57600/115200bps；电源USB接口直接供电；功耗功率50mw，接收电流<27mA，发射电流<70mA；接口方式USB接口；尺寸55mm*35mm*15mm；信道数8(64)；工作温度-30oC75oC；工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝；通讯距离空旷可靠通讯距离>1000m17dBm；工作特点收发一体，半双工，数据收发转换自动完成，只要向接口收/发数据即可，转换时间

35、短；可用于点对点，点对多点，多点对点等多种通信组合方式；数据透明传输，可传输较长的数据帧；自动过滤掉空中产生的假数据，长期使用可靠性好，故障率极低；省电模式硬件唤醒，串口唤醒，空中唤醒等模式；互通型号HSD-IL，HSD-1M，HSD-1P；1.7.4 使用方法1电源：HSD-50 USB接口微功率无线数传模块可直接与电脑相连使用，由USB接口直接供电。2USB驱动：安装及串口查找可从我司网站www.sky-下载USB驱动，解压后双击安装。安装后将HSD-50 USB接口微功率无线数传模块插入电脑的USB插口，按电脑提示操作。(找到新硬件-新硬件以安装并可使用了)。安装成功后，在PC机的设备管

36、理器的端口（COM和LPT）中找出新生成的COMX（X表示一位阿拉伯数字）此串口为当前无线模块所使用的串口。3数据传输注意事项ü 机器人中，无线数据命令的传输与发射是由一对HSD-50 USB接口微功率无线数传模块来完成。即一个发射，另一个接收；一个接收时，另一个发射；ü HSD-50 USB接口微功率无线数传模块是一种半双工工作方式，模块的收发单元在某时刻只能是接收或发送。ü 当空中速率等于串口速率时，HSD-20 USB接口传输模块可以发送无限长的数据包，但不建议用户发送太长的数据包，每包数据长度在70Byte以内为佳。4支持的协议HSD-50 USB接口微功

37、率无线数传模块提供标准USB透明数据传输，给用户提供一个数据通道，可支持用户的各种应用和协议。如果用户需要可在透明协议的基础上，根据需要增加一些特定功能，如寻址、数据采集、命令解释、空中唤醒等。1.7.5 出厂设置接口：标准USB接口（安装驱动程序，虚拟成COM5）信道：1串口：9600bps 8N1 空中速率：9600bps注意：波特率越大，一般来说，远距离通讯越不可靠！使用过程中，数据包一定要加校验！二、运动控制系统2.1运动控制系统简介履带机器人采用双轮差速驱动运动方式，控制系统以TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片为核心，依照上位机发出的指令信息和机器人的编码反馈

38、信号，完成机器人的运动控制。运动控制系统由以下组建组成：(1) DSP运动控制板AR2407(2) 1块电机驱动器运动控制性能参数:(1) 运动控制频率：运动控制周期1ms，与上位机通讯周期50ms(2) 速度可调：0-2400mm/s(3) 角速度可调：-360°-360°/s(4) 里程计范围：-32768-32767mm，-180°-180°，可以实时由上位机校正。(5) 电机额定功率：150W(单个电机)(6) 电机减速比：66:1(7) 编码器精度：500Pluse/转2.2运动控制系统的安装DSP运动控制板与声纳控制板、电机驱动板采用叠加安装

39、方式，由下至上分别为运动控制板、声纳控制板与电量管理板、电机驱动板。2.3运动控制板外部扩展图4.2 DSP接口图带模拟信号的P1接口定义见下表：管脚#信号管脚#信号1AVCC,+5V2AVCC,+5V 3DACOUT34DACOUT25DACOUT16DACOUT47VREFLO8VREFHI9ADCIN0010ADCIN0111ADCIN0212ADCIN0313AGND14AGNDP3的定义见下表：(此为CPLD（EPM3128）的外接接口，可以通过VHDL程序控制，作为输入或输出，输入电压为3.3V，输入最高可接+5V)管脚#信号管脚#信号1Port12Port23Port34Port

40、45Port56Port67Port78Port89Port910Port1011Port1112Port1213DGND14DGND带地址和数据信号的P4 接口的定义见下表：管脚#信号管脚#信号1A02A13A24A35A46A57A68A79A810A911A1012A1113A1214A1315A1416A1517DGDN18DGND19D1420D1521D1222D1323D1024D1125D826D927D628D729D430D531D232D333D034D1P5 DSPJTAG仿真接口管脚#信号管脚#信号1TMS2TRST3TDI4DGND53.3V6(不用)7TDO8DG

41、ND9TCK10DGND11TCK12DGND13EMU014EMU1 P6管脚#信号管脚#信号1DVCC,+5V2DVCC,+5V3T4PWM/T4CMP/IOPF34T3PWM/T3CMP/IOPF25TDIRA/IOPB66T1PWM/T1CMP/IOPB47T2PWM/T2CMP/IOPF58TDIRB/IOPF49SPISIMO/IOPC210TCLKINB/IOPF511SPISOM/IOPC312SPICLK/IOPC413TCLKINA/IOPB714SPISTE/IOPC515PWM6/IOPB316PWM12/IOPE617OUT_PWM4/IOPB1（方向）18OUT_P

42、WM11/IOPE5（PWM输出）19DGDN20DGDNP7 接口的定义见下表：管脚#信号管脚#信号1DVCC,+5V2DVCC,+5V3OUT_PWM5/IOPB2（PWM）4PWM7/IOPE1（dir）5OUT_A2(码盘A项)6OUT_PWM3/IOPB0（brake）7OUT_B2(码盘B项)8OUT_Z2(不用)9DGDN10DGDN(不用)P8 接口的定义见下表：管脚#信号管脚#信号1DVCC,+5V2DVCC,+5V3OUT_PWM2/IOPA7（PWM）4PWM1/IOPA6（dir）5OUT_A1（光电编码器）6OUT_PWM10/IOPE4（brake）7OUT_B18

43、OUT_Z1(不用)9DGDN10DGDN(不用)P9 RS232接口的定义见下表：管脚#信号管脚#信号1X2RX3TX4X5DGDN6X7X8X9X10P10 CAN接口的定义见下表：图4.3 CAN总线接口定义图跳线设置名称尺寸接12接23J11*3模拟输入高电平参考，以外部输入作为此参与模拟输入高电平参考，通过调节滑动变阻器RP2作为参考电压J21*3模拟输入低电平参考，以外部输入作为此参与模拟输入低电平参考，通过调节滑动变阻器RP1作为参考电压J31*3MP/MC-接高电平，微处理器方式2脚为MP/MC脚，3脚为地，1脚为高电平3.3V，复位期间若2脚为低电平，则工作在微控制器方式下，

44、并从内部程序存储器的0000开始执行程序，若复位期间为高电平，则工作在微处理器方式，从外部程序存储器的0000开始执行程序。MP/MC-接低电平，微控制器方式仿真时接12，下载时接23J41*3可以通过手动SW2复位DSP由电压芯片U16上电自动复位DSPJ51*3Vccp接+5V电源，硬件仿真Vccp接地，程序下载后在DSP运行（在程序仿真和下载时接12，但程序下载到DSP后运行时接23脚）J61*3电路板上的+5V电源，由外部直接引入，不需要通过电源芯片U17转换电路板上的+5V电源，通过电源芯片U17转换，即外部输入电源大于+5V时，可以经U17转换J71*2模拟输出参考电压：接上时：输

45、出电压范围为0 +5v，否则：输出电压范围：0 +3.3vJ81*2RS232发送数据指示灯，接上时：DSP 通过RS232发送数据时，工作指示灯D8亮，否则不亮；CAN 发送数据指示灯，接上时：DSP通过CAN发送数据时，工作指示灯D7亮，否则不亮；J91*2USB工作指示灯，接上时：当外接USB电路时，D9亮（注意D9由外部+5V电源驱动）；否则，不亮； 2.4运动控制板接线图及通讯格式ü 输入电压为5V；与电源管理板上的5V电源连接，并且由上部开关板上的下位机开关进行控制。如想停止机器人的运动时，可以直接停止下位机的供电。ü P7、P8分别接了左右两轮的码盘信号，用于

46、电机闭环控制；ü P7为仿真接口；ü P10为串行通讯口RS232，用于运动控制卡与上位机COM3之间的通讯；格式：57600,N,8,1ü 上位机向下位机通讯格式序号字节recData11说明10xFA包头；20xFB包头；30x0B数据包长度为11字节；4命令格式0x30：线速度为正；0x31：线速度为负；0x32：位置置零；（此时第5字节到第9字节无效）0x33：设置参数，轮的直径、左右轮间距、编码器线数；0x34：设置最大速度（绝对值）；0x39：急停；（此时第5字节到第9字节无效）5线速度高8位(1)当第4字节为0x30或0x31时，表示：线速度：v_v

47、elocity = (int)(recData4*256+recData5);(2)当第4字节为0x33时，表示：轮的直径 ：wheel_dia = (int)(recData4);左右轮间距：wheel_dis = (int)(recData5*256 + recData6);编码器线数：code_num = (int)(recData7*256 + recData8);6线速度低8位7命令格式0x30：角速度为正0x31：角速度为负8角速度高8位角速度：w_velocity = (int)(recData7*256+recData8);9角速度低8位10校验高第4字节到第9字节和的高8位1

48、1校验低第4字节到第9字节和的低8位注意：当数据为：FA FB 0B 30 00 00 30 00 00 00 60 即设置当前线速度和角速度为0时也表示停止；示例：使用串口高度助手，串口：COM3；波特率：57600；十六进制发送点击手动发送，履带机器人会向前运动（注意：调试时，一定要把机器人用东西（可放在两履带之间）踮起，使履带离地，而且要稳定，不要摇晃！否则会发生危险！）选择：“十六进制显示”和“十六进制发送”，如果选择“自动发送”，自动发送周期请设置大于300ms！运动方式简单命令（当然速度也可以更改，要选择“十六进制发送”及正确的波特率）停止FA FB 0B 30 00 00 30

49、00 00 00 60前进FA FB 0B 30 01 00 30 00 00 00 61后退FA FB 0B 31 01 00 30 00 00 00 62左转FA FB 0B 30 00 00 30 10 00 00 70右转FA FB 0B 31 01 00 30 00 00 00 71下位机向上位机通讯格式序号字节InstRecv 12说明10xFA包头；20xFB包头；30x0C数据包长度为12字节；4X轴坐标高8位px = (short)(InstRecv3*0x100 + InstRecv4);X轴坐标低8位5Y轴坐标高8位py = (short)(InstRecv5*0x100

50、 + InstRecv6);6Y轴坐标低8位7角度坐标10倍高8位theta = (float)(short)(InstRecv7*0x100 + InstRecv8)/10.0f);8角度坐标10倍低8位9当前线速度高8位pv = (short)(InstRecv9*0x100 + InstRecv10);当前线速度低8位10当前角速度10倍高8位pw = (short)(InstRecv11*0x100 + InstRecv12)/10.0f);当前角速度10倍低8位11校验高第4字节到第10字节和的高8位12校验低第4字节到第10字节和的低8位注：当这12个字节为FA FB 0C FF

51、FF FF FF FF FF FF 06 F9时，表明上次上位机发到下位机的数据包校验没有通过；不执行此次命令；三、嵌入式控制系统主控制系统采用NANO-945GSE2，其特征：1）. Intel® Atom处理器N270 1.6GHz CPU, 无风扇超低功耗；2）.单相12V电源输入，5V输出支持SATA设备；3）.双显支持VGA+LVDS，VGA+TTL；4）.支持4xCOM，6xUSB，2xSATA，CF TypeII插槽；图4-1 电气连接示意图CPUIntel® Atom 处理器 N270 1.6 GHz 533MHz FSB芯片组Intel® 945

52、GSE Intel® 82801GBM/ICH7MBIOSAMI BIOS内存1 x 200-pin 533MHz DDR2 SDRAM SO-DIMM (最大支持 2GB)网络双 PCIe Realtek 8111CP GbE 芯片组I/O6 x USB 2.0； 2 x SATA； 3 x RS-232； 1 x RS-232/422/485； (RS-232, RS-422/485 共享 COM3)1 x PS/2； 1 x LPT； 1 x CF Type II红外接口1x 红外接口扩展1x PC/104-PlusSuper IOITE IT8718数字 I/O8-位 数字 I/O, 4-位 输入/4-位 输出音频Realtek ALC655 AC'97 codec显示Intel® Graphics Media Accelerator 950 VGA 集成于 Intel 945GSE 18-位 双通道 LVDS 集成于 Intel® 945GSE 24-位 TTL (LVDS 转 TTL) 电源12V，AT/ATX 支持功耗12V 1.45A (Intel® Atom 处理器 N270, 1GB DDR2)尺寸165 mm x 115 mm重量G