【正文】 ) 執(zhí)行“wlanctlng wlan0 lnxreq_ifstate ifstate=enable”。圖35 無(wú)線網(wǎng)卡啟動(dòng)信息 USB攝像頭驅(qū)動(dòng)程序移植USB攝像頭以其良好的性能和低廉的價(jià)格得到廣泛應(yīng)用。這些驅(qū)動(dòng)有專門(mén)針對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的版本，另外，還提供了與驅(qū)動(dòng)程序相配合的視頻流服務(wù)/播放器。進(jìn)入內(nèi)核源代碼樹(shù)的根目錄，執(zhí)行“make menuconfig”，首先*選擇Multimedia device下的Video for linux，然后在usb support目錄下*選擇support for usb，M選擇SPCA5XX這一項(xiàng)，保存退出；再執(zhí)行“make dep；make zImage；make modules” ，就會(huì)在/driver/usb/,。另外，本系統(tǒng)還通過(guò)一個(gè)支持Zigbee協(xié)議[47]的無(wú)線通訊模塊接入到布置在環(huán)境中的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，極大拓展了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的感知能力，并為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)作性研究提供了可能。這一部分主要由電機(jī)控制函數(shù)motor(channel ,speed)和定時(shí)器3的中斷處理函數(shù)來(lái)完成。和39。以下是右轉(zhuǎn)指定角度的代碼片斷：void mand_right(unsigned int turnangle){ int destangle,currentangle。(currentangle=(destangle360))) currentangle =currentangle +360。 if((destangle359)amp。 行為控制行為控制以機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和傳感器信息采集為基礎(chǔ)，能完成某個(gè)具體的動(dòng)作。電子羅盤(pán)能提供機(jī)器人的方位信息，其輸出的數(shù)據(jù)格式為一組連續(xù)的方波信號(hào)，因此采用捕獲方式來(lái)采集該數(shù)據(jù)；超聲波傳感器可以用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人周圍是否有障礙物及障礙物的距離，其輸出的數(shù)據(jù)格式也是一組連續(xù)的方波信號(hào)，因此也采用捕獲方式來(lái)采集該數(shù)據(jù)；光敏傳感器能測(cè)量環(huán)境中光的強(qiáng)度，其輸出是模擬信號(hào)，因此采用A/D轉(zhuǎn)換來(lái)采集該傳感器的信息；碰撞開(kāi)關(guān)能檢測(cè)機(jī)器人是否碰到了物體，其輸出格式為二進(jìn)制值，即在39。轉(zhuǎn)速的大小則由每個(gè)周期中高電平持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短決定：當(dāng)高電平持續(xù)時(shí)間為1ms時(shí)，電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)最快；當(dāng)高電平持續(xù)時(shí)間為2ms時(shí)，電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)最快；，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。目前，大多數(shù)機(jī)器人的這兩個(gè)部分是作為兩個(gè)獨(dú)立單元來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即一塊運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)板控制電機(jī)，一塊傳感器采集板完成信號(hào)的采集。進(jìn)行相應(yīng)的修改即可。Linux本身集成了基于ov511芯片的攝像頭驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)將無(wú)線網(wǎng)卡的這些配置操作添加到/usr/etc/（Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)腳本）中，這樣就可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)自動(dòng)加載驅(qū)動(dòng)。1) 。本系統(tǒng)使用了兩個(gè)USB設(shè)備，即USB無(wú)線網(wǎng)卡和USB攝像頭。一般來(lái)說(shuō)，Linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要完成如下功能：（1） 設(shè)備初始化、釋放；（2） 提供各類設(shè)備服務(wù)；（3） 負(fù)責(zé)內(nèi)核和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換；（4） 檢測(cè)和處理設(shè)備工作過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。這些接口完全隱藏了設(shè)備的工作細(xì)節(jié)。實(shí)際上，在開(kāi)源社區(qū)中已經(jīng)有很多人做過(guò)針對(duì)ARM架構(gòu)處理器的移植工作，其中最有影響力的是由Russell King領(lǐng)導(dǎo)的ARMLinux[42]。比如asmarm是arm平臺(tái)需要的庫(kù)文件。 Linux內(nèi)核的移植Linux系統(tǒng)能支持如此多平臺(tái)的部分原因是因?yàn)閮?nèi)核把源程序代碼清晰的劃分為體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)部分和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分[41]。每個(gè)標(biāo)記由標(biāo)識(shí)被傳遞參數(shù)的 tag_header 結(jié)構(gòu)以及隨后的參數(shù)值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組成。此時(shí)，將主控制板的串口0與電腦相連，重新啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板，就可以通過(guò)串口看到uboot的啟動(dòng)信息了，如圖33所示。先在“ifeq ($(ARCH),arm)”這一行的下面添加“CROSS_COMPILE = /opt/host/armv4l/bin/armv4l unknownlinux” 來(lái)指定交叉編譯器的路徑；再在合適的地方添加如下兩行代碼：myboard_config : unconfig./mkconfig $(:_config=) arm arm920t myboard NULL s3c24x03. ；根據(jù)設(shè)置的FPCLK和串口波特率修改/cpu/arm920t/s3c24x0/。在smdk2410子目錄中有makefile、。(5) 如果目標(biāo)系統(tǒng)有顯示設(shè)備，則初始化該類設(shè)備。(4) 初始化內(nèi)存控制器。源代碼開(kāi)放的uboot軟件項(xiàng)目經(jīng)常更新，是學(xué)習(xí)硬件底層代碼開(kāi)發(fā)的很好樣例。此時(shí)，可以在REDHAT LINUX PC機(jī)上上執(zhí)行 “route del default”來(lái)去掉網(wǎng)關(guān)，然后再進(jìn)行NFS mount等操作就會(huì)更加快捷。宿主機(jī)和目標(biāo)板的處理器一般都不相同，宿主機(jī)為Intel 或AMD處理器， 而目標(biāo)板處理器為S3C2410，GNU 編譯器提供這樣的功能，在編譯編譯器時(shí)可以選擇開(kāi)發(fā)所需的宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)從而建立開(kāi)發(fā)環(huán)境。采用嵌入式系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)，大大降低了系統(tǒng)的總體成本，符合移動(dòng)機(jī)器人的小型化、群體化的發(fā)展趨勢(shì)。該模塊采用的是Crossbow公司的MicaZ無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，集成了Zigbee協(xié)議，從而為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)作性研究提供了可能。由于其較高的性價(jià)比，在智能儀表，醫(yī)療設(shè)備，保安系統(tǒng)等領(lǐng)域已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。在處理器豐富資源的基礎(chǔ)上，本平臺(tái)還為其配置了兩片16M 16 位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM 構(gòu)成，拼成32位模式，共用nGCS6，共64M RAM，起始地址為0x30000000；一片8M 16 位數(shù)據(jù)寬度的INTEL E28F128 FLASH，安裝在BANK0，起始地址為0x00；通過(guò)以太網(wǎng)控制器芯片DM9000E擴(kuò)展了一個(gè)網(wǎng)口；一個(gè)方便調(diào)試的JTAG 接口；一個(gè)LCD接口和一個(gè)觸摸屏接口。 系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件平臺(tái)主要由五部分組成，即主控制模塊、USB無(wú)線網(wǎng)卡、USB攝像頭、運(yùn)動(dòng)控制與內(nèi)部傳感單元和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)接入模塊，系統(tǒng)硬件框圖如圖24所示。另外，系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)接入模塊與布置在環(huán)境中的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)相連，極大拓展了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的感知能力，并為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)機(jī)器人的協(xié)作性研究提供了可能。嵌入式Linux系統(tǒng)支持各種標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，能為服務(wù)器提供完備的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，使得我們可以將嵌入式系統(tǒng)引入到移動(dòng)機(jī)器人中，從而以較低的成本實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖22：第一層是瀏覽器，用戶通過(guò)瀏覽器登錄系統(tǒng)、注冊(cè)、控制機(jī)器人、進(jìn)入論壇參與討論等；第二層是超文本傳輸協(xié)議服務(wù)器(HTTP) 服務(wù)器，負(fù)責(zé)接受瀏覽器發(fā)送的HTTP 請(qǐng)求( Get 或Post)，進(jìn)行事務(wù)處理(與機(jī)器人本地控制系統(tǒng)通信傳送命令、連接數(shù)據(jù)庫(kù)、維持用戶隊(duì)列并管理控制權(quán)限、連接圖像源以及利用端口映射工具將流媒體文件導(dǎo)入頁(yè)面內(nèi)嵌的播放器)，返回相應(yīng)的HTML 頁(yè)面給瀏覽器；第三層是數(shù)據(jù)源，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻服務(wù)器、攝像頭以及本地機(jī)器人控制系統(tǒng)。B/S模式可以做到與計(jì)算機(jī)軟硬件平臺(tái)的無(wú)關(guān)性和用戶界面的統(tǒng)一，另外升級(jí)、維護(hù)都集中在服務(wù)器端，這樣升級(jí)方便，成本低廉，確保了應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的高品質(zhì)與低風(fēng)險(xiǎn)。在這一章節(jié)中，對(duì)全文作了總結(jié)，并指出自己所作的工作和創(chuàng)新點(diǎn)，以及系統(tǒng)需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方。主要包括系統(tǒng)的規(guī)劃、平臺(tái)的搭建、硬件的選型及設(shè)計(jì)等。 課題來(lái)源與主要研究?jī)?nèi)容本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)態(tài)特征與可重構(gòu)控制框架（60475031），和湖北省青年杰出人才基金項(xiàng)目：自治體系統(tǒng)的分布式智能傳感、控制與協(xié)作（2005ABB021）。（3）完善的網(wǎng)絡(luò)支持功能可以說(shuō)Linux是網(wǎng)絡(luò)的代名詞。Linux 帶有Unix 用戶熟悉的完善的開(kāi)發(fā)工具，幾乎所有的Unix 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件都已移植到了Linux 上。它有開(kāi)放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口，開(kāi)發(fā)商可以根據(jù)需要自行開(kāi)發(fā)所需應(yīng)用程序。VxWorks的內(nèi)核只占用很小的存儲(chǔ)空間，并可高度裁剪，從而保證了系統(tǒng)能以較高的效率運(yùn)行。Box）、高清電視（HDTV）、游戲機(jī)、智能玩具、交換機(jī)、路由器、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等，都是典型的嵌入式系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)在基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人遠(yuǎn)程控制技術(shù)領(lǐng)域的研究目前也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前Xavier的計(jì)算能力已經(jīng)翻番，并且具有標(biāo)準(zhǔn)的低寬帶機(jī)制，JAVA和視頻技術(shù)以及各種相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議也在系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 圖13 Telegarden Project 圖14 TelerobotAustralia’s Telerobot[9]見(jiàn)圖14，是一個(gè)帶有攝象機(jī)的具有六個(gè)自由度的工業(yè)機(jī)器人，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制它來(lái)擺設(shè)基于X、Y、Z坐標(biāo)系的一些積木塊，用戶每控制一次，就得到一幅靜態(tài)的圖像，通過(guò)不斷更新的圖像來(lái)進(jìn)行操作，由澳大利亞大學(xué)研制。Internet的高速發(fā)展和普及，相關(guān)Web技術(shù)的不斷升級(jí)進(jìn)步，使得基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人控制成為可能。國(guó)內(nèi)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究起步較晚，但經(jīng)過(guò)多年努力，也取得了一定成績(jī)。在危險(xiǎn)環(huán)境或人們不易到達(dá)的地區(qū)，如輻射區(qū)、地下采礦、水下運(yùn)載和航空航天等，操作人員不可能出現(xiàn)在工作現(xiàn)場(chǎng)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的出現(xiàn)可以很好的解決這一難題。因此，在此之前出現(xiàn)了若干種間接實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)接入 Internet 的方案，如Webit 技術(shù)、EMIT 技術(shù)（采用 PC 作為嵌入式系統(tǒng)接入網(wǎng)關(guān)，稱為 emGateway，再由 emGateway 通過(guò) RS23CAN 或射頻等總線與嵌入式系統(tǒng)連接）等。面對(duì)日益復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，比如星際考察，水下作業(yè)等情況，必須要使控制者遠(yuǎn)離作業(yè)地點(diǎn)完成需要完成的工作。嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是專用計(jì)算機(jī)工業(yè)，其目的就是要把一切變得更簡(jiǎn)單、更方便、更普遍、更適用；通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展變?yōu)楣δ茈娔X，普遍進(jìn)入社會(huì)，嵌入式計(jì)算機(jī)發(fā)展的目標(biāo)是專用電腦，實(shí)現(xiàn)“普適化計(jì)算”，因此可以稱嵌入式智能系統(tǒng)是構(gòu)成未來(lái)世界的“數(shù)字基因”。Linux 是一種免費(fèi)的，開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)，它可應(yīng)用于多種硬件平臺(tái)，微內(nèi)核直接提供網(wǎng)絡(luò)支持，而不必象其他操作系統(tǒng)要外掛 TCP/IP 協(xié)議包。該時(shí)期的移動(dòng)機(jī)器人的研究，研究人員主要是研究在室內(nèi)結(jié)構(gòu)化環(huán)境下，移動(dòng)機(jī)器人所有應(yīng)用到的基本技術(shù)，包括機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息融合、路徑規(guī)劃等。 機(jī)器人遠(yuǎn)程控制的研究1948年，美國(guó)阿爾貢實(shí)驗(yàn)所研制出一個(gè)應(yīng)用原子堆操作的反饋式遠(yuǎn)程操作機(jī)械手M1，這是遠(yuǎn)程機(jī)器人的雛形，人工智能等學(xué)科的興起，推動(dòng)了遠(yuǎn)程機(jī)器人科學(xué)的進(jìn)步?！癈ambridge coffeepot”[6]是第一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，1980年出現(xiàn)在INTERNET網(wǎng)上。第二代網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的研究更傾向于對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究，Reid Simmons和他的團(tuán)隊(duì)在Carnegie Mellon University設(shè)計(jì)出了如圖16第一個(gè)具有智能功能的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人 Xavier[11]。 圖15 KhpOnWeb 圖16 Xavier另一個(gè)受到好評(píng)的是The Museum tourguide robot[12] [13] [14]。2005年，全球嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的產(chǎn)值已達(dá)2500億美元，國(guó)內(nèi)嵌入式軟件的產(chǎn)值也達(dá)到800億人民幣。在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱RTOS）能夠支持多任務(wù)，使得程序開(kāi)發(fā)更加容易，便于維護(hù)，同時(shí)能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。LynxOS支持多進(jìn)程和多線程，可擴(kuò)展性強(qiáng)。它是發(fā)展未來(lái)嵌入式設(shè)備的絕佳資源，具有廣泛的應(yīng)用前景。 歸納起來(lái)，嵌入式Linux相對(duì)于另外幾種嵌入式操作系統(tǒng)，具有以下幾點(diǎn)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：（1）使用成本低所有的商業(yè)操作系統(tǒng)都需要為每一個(gè)拷貝支付相當(dāng)數(shù)量的費(fèi)用。（4）極高的穩(wěn)定性Linux內(nèi)核非常的健壯，在PC硬件上運(yùn)行時(shí)非?？煽亢头€(wěn)定，特別是和現(xiàn)在流行的一些操作系統(tǒng)相比。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)資源的管理偵測(cè)、智能尋求資源匹配，建立通信機(jī)制，消解資源沖突，提高控制的魯棒性。第4章：介紹機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和傳感信息的采集。通過(guò)消息傳遞機(jī)制進(jìn)行對(duì)話，客戶向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的處理后將結(jié)果返回用戶。 Internet 服務(wù)器主要完成基于瀏覽器的交互式用戶界面和用戶數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，機(jī)器人服務(wù)器完成PUMA562 機(jī)器人的控制、CCD 攝像機(jī)的圖像采集與壓縮，Internet 服務(wù)器和機(jī)器人服務(wù)器之間通過(guò)LAN 使用TCP/ IP 協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)。視頻服務(wù)器采用Cambolt Pd312 型網(wǎng)絡(luò)視頻攝像頭采集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的圖像信息。遠(yuǎn)程用戶可以利用機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器提供的控制接口，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程控制；同時(shí)還可以網(wǎng)頁(yè)查看機(jī)器人上的Web服務(wù)器提供的機(jī)器人狀態(tài)信息、傳感數(shù)據(jù)和圖像信息等，監(jiān)視機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)；另外，操作者還可以使用網(wǎng)頁(yè)上提供的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制功能，來(lái)調(diào)整機(jī)器人的位置，設(shè)置機(jī)器人的工作參數(shù)等。采用嵌入式設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制系統(tǒng)平臺(tái)，大大降低了系統(tǒng)的總體成本，符合移動(dòng)機(jī)器人的小型化、群體化的發(fā)展趨勢(shì)；另外，平臺(tái)與各個(gè)模塊間采用標(biāo)準(zhǔn)的連接方式，極大增強(qiáng)了系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)器采用socket通訊的方式與用戶進(jìn)行交互，操作者需要根據(jù)該服務(wù)器的控制接口編寫(xiě)控制程序，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制；Web監(jiān)控服務(wù)器采用嵌入式Web技術(shù)，通過(guò)CGI程序完成與用戶的動(dòng)態(tài)交互，操作者可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)來(lái)觀察機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)、傳感信息，以及機(jī)器人自身配備的攝像頭所捕捉的環(huán)境圖像信息。該處理器內(nèi)部集成了ARM公司ARM920T處理器核的32 位微處理器，主頻最高可達(dá)203MHz。其中，串口0作為L(zhǎng)inux系統(tǒng)的控制臺(tái)；串口1用于連接無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)接入模塊；串口2用于連接底層機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與內(nèi)部傳感單元；USB HOST1用