基于ARM太陽能割草機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究

【摘要】： 本文以太陽能割草機(jī)器人為研究對(duì)象,以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為研究目標(biāo),主要研究了太陽能割草機(jī)器人的定位行走、能量管理、基于ARM的控制硬件構(gòu)成和軟件設(shè)計(jì)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)。 全區(qū)域覆蓋路徑規(guī)劃一直是智能割草機(jī)研究的一個(gè)難點(diǎn),本課題從相對(duì)定位入手,提出了一種以基站為參考原點(diǎn)建立全局坐標(biāo)的方法,其為路徑規(guī)劃提供了準(zhǔn)確的定位,消除了在路徑規(guī)劃過程中誤差的積累。根據(jù)太陽能電池板及蓄電池混合供能的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了能量的人工智能決策系統(tǒng)—Agent反應(yīng)型決策系統(tǒng),為能量的供應(yīng)提供了優(yōu)化的決策算法?？刂葡到y(tǒng)是體現(xiàn)太陽能割草機(jī)器人智能化水平的關(guān)鍵部分,根據(jù)應(yīng)用要求,結(jié)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用的理念,設(shè)計(jì)了太陽能割草機(jī)器人基于ARM中心控制模塊、電機(jī)控制模塊、傳感器系統(tǒng)以及定位系統(tǒng)模塊的硬件部分。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了操作系統(tǒng)以及嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),并給出了每個(gè)模塊具體的算法。 本文主要研究的太陽能割草機(jī)器人控制系統(tǒng),提供了一套低成本、切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案,具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：太陽能割草機(jī)器人 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù) 能量管理系統(tǒng) 定位系統(tǒng) 基于ARM的軟硬件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究現(xiàn)狀8-10
• 1.1.1 自動(dòng)割草機(jī)器人國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀8-9
• 1.1.2 太陽能割草機(jī)器人的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2 太陽能割草機(jī)器人所用技術(shù)10-13
• 1.2.1 太陽能的光伏發(fā)電技術(shù)10-11
• 1.2.2 太陽能割草機(jī)器人的避障、定位導(dǎo)航技術(shù)11
• 1.2.3 機(jī)器人的信息融合技術(shù)11-12
• 1.2.4 割草機(jī)器人控制器的應(yīng)用12
• 1.2.5 電子邊界的獲取技術(shù)12-13
• 1.3 本論文所做的工作13-14
• 2 太陽能割草機(jī)器人總體方案的設(shè)計(jì)14-20
• 2.1 太陽能割草機(jī)器人設(shè)計(jì)要求14
• 2.2 太陽能割草機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)14-17
• 2.2.1 太陽能割草機(jī)器人關(guān)鍵部件的選擇15-16
• 2.2.2 太陽能割草機(jī)部件分布16-17
• 2.3 傳感器的選擇17-18
• 2.4 系統(tǒng)控制體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)18-19
• 2.5 控制系統(tǒng)的中的數(shù)據(jù)管理19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 3 太陽能割草機(jī)器人定位行走規(guī)劃20-25
• 3.1 行走坐標(biāo)的建立20-21
• 3.2 方位角的計(jì)算21-22
• 3.3 割草機(jī)遇到障礙物后行走的探究22-24
• 3.4 本章小結(jié)24-25
• 4 太陽能割草機(jī)器人能量管理25-32
• 4.1 Agent決策系統(tǒng)25-27
• 4.1.1 Agent的簡(jiǎn)單介紹25-26
• 4.1.2 Agent反應(yīng)型結(jié)構(gòu)26-27
• 4.2 基于Agent能量管理系統(tǒng)27-28
• 4.3 太陽能的最大能量跟蹤的設(shè)計(jì)28-29
• 4.4 能量管理系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)29-31
• 4.5 本章小結(jié)31-32
• 5 太陽能割草機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成32-60
• 5.1 太陽能割草機(jī)的主控制器的介紹32-34
• 5.2 CPU核心電路的設(shè)計(jì)34-40
• 5.2.1 SDRAM電路設(shè)計(jì)34-35
• 5.2.2 FLASH的電路設(shè)計(jì)35-36
• 5.2.3 LCD電路的設(shè)計(jì)36
• 5.2.4 串行口設(shè)計(jì)與USB口設(shè)計(jì)36-37
• 5.2.5 電源、晶振和復(fù)位電路設(shè)計(jì)37-39
• 5.2.6 JTAG調(diào)試接口的設(shè)計(jì)39-40
• 5.3 電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)40-48
• 5.3.1 無刷直流電機(jī)的工作原理40-42
• 5.3.2 基于粒子群優(yōu)化算法的直流電機(jī)的模糊控制方法42-44
• 5.3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)44-45
• 5.3.4 電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)45-48
• 5.4 傳感器的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)48-54
• 5.4.1 CMPS03電子羅盤的應(yīng)用48-50
• 5.4.2 超聲波避障模塊的設(shè)計(jì)50-54
• 5.5 太陽能割草機(jī)器人的定位系統(tǒng)電路54-59
• 5.5.1 基站電路的設(shè)計(jì)54-55
• 5.5.2 接收電路的設(shè)計(jì)55-59
• 5.6 本章小結(jié)59-60
• 6 太陽能割草機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)60-73
• 6.1 嵌入式的操作系統(tǒng)60-61
• 6.1.1 Linux簡(jiǎn)介60
• 6.1.2 嵌入式操作系統(tǒng)Linux的開發(fā)模式60-61
• 6.1.3 Linux內(nèi)核的移植61
• 6.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用61-66
• 6.2.1 嵌入式系統(tǒng)SQLite簡(jiǎn)介62-63
• 6.2.2 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)63-66
• 6.3 關(guān)鍵部分編程的實(shí)現(xiàn)66-72
• 6.3.1 主程序的設(shè)計(jì)66-67
• 6.3.2 超聲波避障程序的設(shè)計(jì)67-69
• 6.3.3 定位模塊的算法設(shè)計(jì)69-70
• 6.3.4 電機(jī)部分的軟件設(shè)計(jì)70-72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 7 總結(jié)及展望73-75
• 7.1 總結(jié)73
• 7.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79

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中國(guó)民航全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的實(shí)施    秦智;

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城市戰(zhàn)前景促成火炮定位系統(tǒng)熱銷    本報(bào)專稿 林寒

“GPS”之福音    本報(bào)記者 梁新民

“我們下井又多了道平安護(hù)身符”    郝軍 張登茂

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重慶移動(dòng)警力定位系統(tǒng)助力治安    劉暢

中國(guó)衛(wèi)通衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)受歡迎    楚尊景 高君亭

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唐口煤礦“定位識(shí)別卡”助安全管理    弋永杰王德軍 王德龍

無線電水聲浮標(biāo)陣多目標(biāo)跟蹤定位系統(tǒng)    殷冬梅

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