LabVIEW的移动机器人论文基于LabVIEW的移动机器人

1、LabVIEW的移动机器人论文：基于LabVIEW的移动机器人远程网络监控系统Remote Network Monitoring System of Mobilerobot Based on LabVIEW摘要：介绍了一种基于LabVIEW的移动机器人远程网络监控系统。该系统利用LabVIEW中网络和串口通信的相关函数，实现了计算机和控制对象间的数据传送，并且通过计算机网络达到了远程监控的目的。同时该系统使用了远程无线通讯模块，从而实现了对移动机器人的实时信息采集和无线控制。另外，该系统将监控对象实时运行的数据记录到一定的文件中，以便进行历史查询或者相关数据的分析。AbstractThis p

2、aper introduces one kind remote network monitoring system for mobilerobot based on LabVIEWUsing the net-work functions and the serial port communicationsrelated functions in LabVIEW,which has realized data transfer betweenthe computer and the controlled object,also has achieved the remote monitoring

3、 goal through the computer networkThe re-mote wireless communication module has been used simultaneously,thereby gaining realtime information acquisition fromthe mobilerobotIn addition,the realtime data of the object can be written in certain record document for historical queriesor data analysis关键词

4、：LabVIEW，串口，无线通信，网络，移动机器人Keywords:LabVIEW,serialport,wirelesscommunication,network,mobilerobot当今机器人技术已经得到了长足的发展，并且出现各种类型的机器人，如移动机器人等，但一些移动机器人仍然是靠简单的无线控制器进行控制的，且控制距离较小。同时伴随着以计算机和网络为代表的信息技术的飞速发展，仪器智的能化以及远程控制仪器操作也相继诞生。如果可以通过网络对移动机器人进行远程控制，那么将大大提高控制的距离，并且可以通过网络记录相关的历史信息。而本文将着重介绍基于虚拟仪器的移动机器人的远程监控系统。1系统方案

5、本系统主要是对移动机器人进行监控，对其运行的速度、转角及其他相关参数进行监控。无线通信部分主要是进行数据的传输，一方面接收移动机器人发过来的信息，并将信息通过串行端口送至服务器端的计算机；另一方面，接收服务器端发送的控制信息，并通过无线模块发送至控制对象。系统方案框图该方案中的服务器端和客户端是通过LabVIEW中的TCPIP相关函数组建成的网络。目前组建一个智能测控网络通常有两种模式：CS模式，即客户服务器模式；BS模式，即浏览器服务器模式。在本系统设计时，选择的是CS模式。对于无线通信模块，主要是通过单片机控制无线收发器（PTR8000）来实现的。2系统硬件设计对于系统的硬件主要是和服务器

6、端相连接的单片机无线收发器，除此之外就是和单片机通信的RS232总线以及网络构建所需的网线。LabVIEW中的仪器IO子模板提供了多种图标可对NI公司生产的GPIB、VXI、标准串口IO仪器设备进行驱动。对于非NI公司生产的上述IO接口仪器设备，可用仪器IO子模板上提供的VISA图标进行驱动。传统的是采用数据采集卡，但是这些数据采集设备存在安装不便、价格昂贵、受计算机插槽数量、不具有一定的针对性、地址、中断资源的限制。考虑到以上因素以及实际系统的需要，本文专门设计了系统的硬件，使得具有较强的针对性，并且成本低廉。在本系统设计中硬件所需要实现的功能并不是很多，主要是进行数据的传送，对外接口主要就

7、是无线收发和RS232接口，所以选用比较低档的单片机，这里选用STC89C52。STC89系列单片机是宏晶科技公司生产的具有51内核的单片机，该单片机具有在系统可编程（ISP）特性。而无线收发则选用基于NRF905的PTR8000无线通讯模块，并且模块控制比较简单，传送距离比较远。单片机通过MAX232芯片实现协议的转换，从而可以和服务器端的计算机通信，同时通过单片机的P1口连接PTR8000，实现和移动机器人之间的数据传输。由于PTR8000和单片机之间的接口是SPI接口，所以必须使用STC89C52模拟SPI时序，才能与之通信。关于PTR8000电平的兼容问题，可以使用LM111733芯片

8、将5V转换为33V为其供电，在接口端可串联200的电阻用作限流，以确保不会在数据传输时对PTR8000造成不必要的损害。3系统软件设计对于软件的设计是本系统的重要组成部分，也是核心部分。软件设计主要有三部分：无线传输部分软件、服务器端软件和客户端监控软件。（1）无线传输部分软件的设计无线传输部分软件的设计一方面要对PTR8000进行控制；另一方面，还要和服务器端的计算机通过串口进行通信。首先单片机进行程序的初始化，这里主要是对串口、PTR8000以及其他相关参数的初始化，并且还得对中断的一些配置做相应的初始化。考虑到上位机的命令并不是连续的，所以将检测串口是否读取有效数据程序放在中断中执行。中

9、断程序中先读取串口，然后检测读取的数据是否有效（如果有效就置Flag为1，否则为0），以便确定主程序中是否执行将数据通过PTR8000发送出去。主程序则在初始化之后，通过PTR8000接收移动机器人发过来的数据，随后就将该数据通过串口传送至计算机网络，使得能够实时监测到对象的实时运行数据。然后再检测Flag的值是否为1，为1则将从串口读取的数据通过PTR8000发送出去，否则就直接返回，继续读取PTR8000接收的数据。无线传输部分程序流程图以上这种程序设计结构形式简约，充分利用了单片机的资源，使得程序具有高效的运行效率。（2）服务器端软件的设计随着各种计算机数据网迅猛发展的带动，也伴随着大规

10、模器件技术、自动控制技术、各种智能技术的发展，近年来诞生了一种被称为智能测控网络的新型化网络。它是将网络技术与虚拟仪器相结合，构成了网络化虚拟仪器系统。由于要实现对移动机器人的远程监控，本设计使用了基于网络的虚拟仪器技术，这样可以充分利用LabVIEW提供的网络通信模块，便于开发，大大提高了效率，节约了成本。因为IP是网络层协议，实现的是不可靠无连接的数据包服务。TCP和UDP都是建立在IP的基础上的传输层协议，UDP协议实现的也是不可靠无连接的数据包服务。而TCP是基于连接的协议，提供了可靠地建立连接的方法，所以网络采用TCPIP网络通信协议。在具体的组建智能监控网络时，采用CS模式。在构建

11、网络时主要使用了LabVIEW提供的打开TCP连接、TCP侦听、写入TCP数据、读取TCP数据和关闭TCP连接函数。对于服务器端的功能主要是负责接收和发送数据，起到一个中介的作用，即将无线通讯部分（下位机）和监控终端联系起来。使用主从线程模式。首先配置TCPIP和串口，然后以读取串口数据并发送至网络的任务为主线程，以读取网络发送过来的命令信号及将该数据写至串口的任务为从线程。主线程在从串口读取到的数据发送到网络的同时，也将数据进行相关的处理，在前面板显示对象运行的相关参数，本设计为移动机器人的速度、转角和电量。从线程则主要侦听客户端是否发送控制信息，如果有则读取数据并写入到串口。客户端发出的命

12、令主要有速度和转角控制信息，并且在接收到信息之后经一定的处理显示到前面板上。（3）客户端软件的设计客户端是监控终端，负责监测控制对象的各项运行参数，同时在一定情况下发出控制命令，这就要求网络能够实现双向传送，为此也采用了同服务器端类似的程序框架。主线程用来读取数据并进行处理，显示到前面板。为了便于以后对运行的数据进行历史查询或分析，在程序中添加了将读取的数据存入到一个特定的电子表格中。在程序设计中，使用了反馈节点，从而实现了运行参数改变时，将改变后的新值存入到电子表格中的目的。在实现存取数据时，主要使用了创建文件、写入文本文件和关闭文件函数。从线程则主要用来将发出的控制命令信息发送至网络。在程

13、序前面板设计时，将速度和转角的参数除了通过具体的数值显示控件显示之外，又通过波形图表和仪表盘显示；电量监视则通过水平刻度条显示，使得界面生动形象。至于运行数据存储的路径则是在程序中自动设定好的，程序运行时会自动在程序所属的路径处创建一个电子表格。4结束语该系统运用了串口技术、网络技术、虚拟仪器技术和应将资源成功实现了对移动机器人的远程监控。利用无线传输模块实现对移动机器人的无线监控，通过单片机控制借助串口和上位机实现通信。基于LabVIEW的各种网络函数构建远程网络，发挥了LabVIEW的强大功能，充分依靠现有网络的物理连接设备，降低了成本，简化了开发环节，缩短了开发周期。同时通过网络也克服了无线传输距离受限制的问题，提高了监控范围。参考文献1江建军，刘继光LabVIEW程