移動機器人無線網絡定位導航系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、隨著科學技術的進步和無線網絡的發(fā)展，無線傳感器網絡以其無需布線，組網容易以及拓展方便，越來越受到人們的重視?；跓o線傳感器網絡的定位導航技術也成為部分開發(fā)人員的焦點所在。人們已經開發(fā)出了井下礦工救援系統(tǒng)、小區(qū)倉庫停車系統(tǒng)、機場大廳導航系統(tǒng)和圖書館書籍跟蹤系統(tǒng)等智能定位導航系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均存在移動目標、物體或者終端，需要實時的反饋其空間位置坐標信息，并指導其下一步的具體動作。目前這些定位導航系統(tǒng)的實現，存在成本上較高、響應時間較長、交互不

2、夠智能化、定位精度不夠高等不利因素。本論文正是基于這樣的原因，設計并開發(fā)出了一套低成本的移動機器人定位導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于無線傳感器網絡的系統(tǒng)。
　　 ZigBee技術是一種短距離的無線數據通信技術之一，它基于IEEE802.15.4標準，具有較低的功率消耗、較短的時間延遲以及較低的數據傳輸速率等特點。隨著ZigBee技術的越來越普及化，在智能化家庭居住、醫(yī)院病房護理、汽車控制自動化等方面的應用均取得了良好的效果。因而基于Zi

3、gBee相關技術的定位以及導航問題受到人們的日益關注。
　　 本論文研究了基于ZigBee無線網絡的定位以及導航技術，詳細的介紹了ZigBee技術的相關特點、網絡設備的構成以及網絡的拓撲結構，同時也介紹了德州儀器公司開發(fā)出的針對ZigBee網絡的協(xié)議棧軟件，包括軟件的概述、軟件的總體框架和軟件的流程。利用前述協(xié)議開發(fā)出了移動機器人定位和導航系統(tǒng)，硬件方面，移動機器人的控制芯片選用ATMEL公司的Mega16單片機，無線傳感器網絡

4、的三種節(jié)點設備主要選用TI的CC2430/CC2431無線芯片。機器人采用直流電機驅動其行走，通過L298N芯片來控制直流電機的轉向，而通過產生PWM波來控制直流電機的轉速。并開發(fā)了一套上位機監(jiān)測和控制軟件，該軟件基于QT4平臺開發(fā)，具有跨操作系統(tǒng)運行平臺特性，可移植性強。
　　 本論文最后對定位導航系統(tǒng)分別進行了定位測試和導航測試。測試結果表明：該系統(tǒng)達到了最初設計的要求，實現了基本的定位和導航，同時該系統(tǒng)是一個成本較低、易于