【正文】 if(currentangle (destangle2)) { if(currentangle (destangle20)) //高速右轉(zhuǎn) { motor(2,170)。 currentangle =sensor_buf[13]。if(turnangle0) { sensor(6,13)。該函數(shù)根據(jù)傳感器的類型來(lái)調(diào)用不同的傳感信息采集函數(shù)，并將采集的數(shù)據(jù)保存到機(jī)器人的狀態(tài)信息緩沖區(qū)的相應(yīng)位置。139。speedbufpoint++結(jié) 束初 始 化設(shè)置通道和轉(zhuǎn)速度motorflag= =1?否是定時(shí)器參數(shù)設(shè)置結(jié) 束中斷標(biāo)志位清零speedbufpoint9=1?定時(shí)器中斷處理程序輸出第1段波形否準(zhǔn)備下一周期輸出第1段波形是speedbufpoint= =8=1?是否定本周期剩余時(shí)間輸出對(duì)應(yīng)段的波形圖41 電機(jī)控制流程圖 內(nèi)部傳感器信息采集這里所講的內(nèi)部傳感器是相對(duì)攝像頭和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)而言，專指前文所述的與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制部分集成在一起的那些傳感器的信息采集，如電子羅盤、光敏傳感器、超聲波傳感器、碰撞開關(guān)等，共有13個(gè)傳感器接口。當(dāng)上位機(jī)發(fā)出啟動(dòng)電機(jī)、前進(jìn)或轉(zhuǎn)向等命令時(shí)，就會(huì)調(diào)用電機(jī)控制函數(shù)。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)選用的調(diào)速電機(jī)采用以20ms為周期的方波來(lái)驅(qū)動(dòng)。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與內(nèi)部傳感器信息采集 與上位機(jī)命令接口的定義與實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與內(nèi)部傳感器信息采集單元與上位機(jī)（主控制板）間，采用串口進(jìn)行通訊。70第4章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和傳感信息采集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與傳感信息采集主要完成對(duì)移動(dòng)機(jī)器人各個(gè)電機(jī)的控制及配備的各式傳感器信息的獲取，如攝像頭、超聲波傳感器、電子羅盤和光敏傳感器等。3) ,。這些被拒絕的修改會(huì)自動(dòng)記載到相應(yīng)的“.rej”文件中。本系統(tǒng)使用的即是基于中星微Zc301P芯片的普通USB攝像頭。目前的V4L涵蓋了視、音頻流捕捉及處理等內(nèi)容，USB攝像頭也屬于它支持的范疇。同時(shí)因其靈活、方便的特性，易于被集成到嵌入式系統(tǒng)中。至此，無(wú)線網(wǎng)卡就可以工作了。4)執(zhí)行“wlanctlng wlan0 lnxreq_autojoin ssid=sensorrobot authtype=opensystem” 。在編譯的過(guò)程中，會(huì)有錯(cuò)誤出現(xiàn)，部分錯(cuò)誤和使用的編譯器有關(guān)，也有些錯(cuò)誤是代碼編寫者的筆誤造成，根據(jù)編譯器的提示，進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改可以將錯(cuò)誤消除；(3) 編譯通過(guò)后還需將驅(qū)動(dòng)加載到內(nèi)核中，并進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的配置，才能讓無(wú)線網(wǎng)卡真正在Linux系統(tǒng)下運(yùn)行起來(lái)。 2. linuxwlanng[45]linuxwlanng是專門為解決嵌入式Linux系統(tǒng)下無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題而成立的一個(gè)開源項(xiàng)目。統(tǒng)一的URB（Universal Request Block）結(jié)構(gòu)為usb主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)帶來(lái)了很大方便。（2） USB驅(qū)動(dòng)（USBD）：是整個(gè)USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)的核心，其主要實(shí)現(xiàn)的功能有：USB總線管理、USB總線設(shè)備、USB總線帶寬管理、USB的4種類型數(shù)據(jù)傳輸、USB HUB驅(qū)動(dòng)、為USB設(shè)備類驅(qū)動(dòng)提供相關(guān)接口、提供應(yīng)用程序訪問(wèn)的USB系統(tǒng)的文件接口等。塊設(shè)備是主要針對(duì)磁盤等慢速設(shè)備的，以免耗費(fèi)過(guò)多地CPU時(shí)間來(lái)等待。這個(gè)編程接口能夠使得驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)立于內(nèi)核的其它部分而建立，必要的情況下可在運(yùn)行時(shí)“插入”內(nèi)核。圖34 Linux系統(tǒng)啟動(dòng)信息 無(wú)線網(wǎng)卡與攝像頭設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在Linux內(nèi)核中扮演著特殊的角色，它們是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的“黑盒子”，使某個(gè)特定硬件響應(yīng)一個(gè)定義良好的內(nèi)部編程接口[43]。由于本文在移植時(shí)就是基于ARMLinux來(lái)進(jìn)行的。在移植過(guò)程中，定時(shí)器、中斷、CACHE管理、MMU等和硬件密切相關(guān)的地方都是要相關(guān)平臺(tái)的底層代碼支持的，要特別注意。(6) /ipc包含了進(jìn)程間通信代碼。該目錄也包含了不同平臺(tái)需要的庫(kù)文件。boot：包括啟動(dòng)內(nèi)核所使用的部分或全部平臺(tái)特有代碼；kernel：存放支持體系結(jié)構(gòu)特有的（如信號(hào)處理和SMP）特征的實(shí)現(xiàn)；lib：存放高速體系結(jié)構(gòu)特有的（如strlen和memcpy）公用函數(shù)；mm：存放體系結(jié)構(gòu)特有的內(nèi)存管理程序的實(shí)現(xiàn)。但在執(zhí)行內(nèi)核調(diào)用前需要做好以下準(zhǔn)備：CPU 寄存器的R0＝0，R1＝193（機(jī)器類型的ID，可以參見 linux/arch/arm/tools/machtypes），R2＝0x30000100（啟動(dòng)參數(shù)標(biāo)記列表在 RAM 中起始基地址）；CPU要工作在管理模式，關(guān)閉中斷和MMU；關(guān)閉數(shù)據(jù)Cache和指令Cache。Linux 內(nèi)核在啟動(dòng)時(shí)可以用命令行參數(shù)的形式來(lái)接收信息，利用這一點(diǎn)我們可以向內(nèi)核提供那些內(nèi)核不能自己檢測(cè)的硬件參數(shù)信息，或者重載(override)內(nèi)核自己檢測(cè)到的信息。啟動(dòng)參數(shù)標(biāo)記列表以標(biāo)記 ATAG_CORE 開始，以標(biāo)記 ATAG_NONE 結(jié)束。具體有以下幾個(gè)步驟：1. 從 Flash 上拷貝內(nèi)核和文件系統(tǒng)。8. 執(zhí)行make distclean；make myboard_config；make。6. 實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH的支持，需要修改/board/myboard/、以及/mon/。2. 。其中，；。(2) board開發(fā)板的相關(guān)文件，其中的子目錄都是以u(píng)boot已經(jīng)支持的開發(fā)板為名，比如有子目錄smdk24ep731evb4510等。 uboot的移植 與移植相關(guān)的文件和目錄uboot源代碼可以在。(4) 如果目標(biāo)系統(tǒng)擁有NAND設(shè)備，則初始化NAND設(shè)備。(7) 轉(zhuǎn)到RAM中執(zhí)行，該工作可使用指令LDR PC來(lái)完成。(3) 設(shè)置CPU的速度、時(shí)鐘頻率及中斷控制寄存器。依賴于CPU體系結(jié)構(gòu)的代碼（如設(shè)備初始化代碼等）都放在stage1，用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，而stage2則用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，而且有更好的可讀性和移植性。uboot 最初是由Denx開發(fā)的PPCboot發(fā)展而來(lái)的，它對(duì)PowerPC系列處理器的支持最完善，對(duì)Linux操作系統(tǒng)的支持最好。由于Bootloader和CPU及電路板的配置情況有關(guān)，因此不可能有通用的Bootloader ，開發(fā)時(shí)需要用戶根據(jù)具體情況進(jìn)行移植。圖32給出了這種開發(fā)模式下的開發(fā)流程： 圖32 開發(fā)流程REDHAT在加入網(wǎng)關(guān)設(shè)置后，網(wǎng)絡(luò)建立TCP鏈接非常慢，會(huì)導(dǎo)致在開發(fā)板上通過(guò)NFS服務(wù)掛載PC機(jī)時(shí)，需要等待較長(zhǎng)的時(shí)間。宿主機(jī)和目標(biāo)板通過(guò)以太網(wǎng)連接（如圖31所示）。調(diào)試時(shí)的方法很多，可以使用串口，以太網(wǎng)口等，具體使用哪種調(diào)試方法可以根據(jù)目標(biāo)板處理器所提供的支持作出選擇。這種方式通常不適合于嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)，因?yàn)閷?duì)于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，沒(méi)有足夠的資源在本機(jī)（即開發(fā)板上的系統(tǒng)）運(yùn)行開發(fā)工具和調(diào)試工具。實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接入，滿足其移動(dòng)性的要求；通過(guò)USB攝像頭實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境的圖像信息采集。最后，根據(jù)該架構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于ARM處理器的機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)，并給出了主要組成單元的硬件設(shè)計(jì)框圖。系統(tǒng)在主控制板的串口1處外接一個(gè)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)接入模塊，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連接。該控制板在硬件設(shè)計(jì)上采用雙層布線，提供了8個(gè)通道的調(diào)速電機(jī)接口，6個(gè)通道的模擬傳感器接口（可接光敏傳感器、尋跡傳感器等），兩個(gè)通道的數(shù)字接口（可接碰撞開關(guān)），以及5個(gè)通道的捕獲接口（可接電子羅盤、超聲波傳感器等），其硬件框圖如圖26所示。它有多個(gè)系列和型號(hào)，分別由一些基本的功能模塊按照不同的應(yīng)用目標(biāo)組合而成。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用于連接USB無(wú)線網(wǎng)卡；USB HOST2用于連接USB攝像頭；以太網(wǎng)口和JTAG口可以方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和升級(jí)。由于S3C2410微處理器提供了一系列完整的外圍設(shè)備，可以大大減少為系統(tǒng)配置的額外器件，降低了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)難度和成本。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。用戶可以根據(jù)操作平臺(tái)的不同，選擇不同的控制方式，在PC機(jī)上可以采用網(wǎng)頁(yè)來(lái)控制；在智能手機(jī)上可以通過(guò)編寫控制程序來(lái)控制，等等。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。圖像采集則被集成在遠(yuǎn)程Web監(jiān)控服務(wù)中，采用網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境的圖像觀察。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。在本系統(tǒng)中，機(jī)器人控制系統(tǒng)平臺(tái)為機(jī)器人服務(wù)器提供運(yùn)行的軟硬件環(huán)境，硬件上主要由一塊基于ARM處理器的嵌入式控制板，無(wú)線網(wǎng)卡和攝像頭組成，軟件上則是由移植到主控制板上的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，以及外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)組成。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。在硬件上，有 ARM、XScale、PowerPC 及 MC68K 等 32 位CPU 可以滿足嵌入式操作系統(tǒng)的要求；軟件方面，嵌入式 Linux 得到了蓬勃發(fā)展，并已進(jìn)入實(shí)用階段。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。網(wǎng)卡WinSock通訊程序Internet服務(wù)器Web服務(wù)程序用戶數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)卡圖像采集與處理機(jī)器人服務(wù)器WinSock通訊程序機(jī)器人控制攝像機(jī)1攝像機(jī)2攝像機(jī)3Puma562……客戶N客戶1LAN圖21 Telerobot的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)（2） 多機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)[33]系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S) 分布式多級(jí)架構(gòu)。 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)?？蛻舳说墓ぷ魇鞘褂脼g覽器上網(wǎng)，向Web服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，而由Web服務(wù)器處理請(qǐng)求，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行應(yīng)用程序，并將結(jié)果信息組織成超文本語(yǔ)言頁(yè)面發(fā)送給用戶，在用戶的瀏覽器上顯示。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。第6章：工作總結(jié)和展望。第4章：介紹機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制和傳感信息的采集。 論文的主要結(jié)構(gòu)論文其余部分的結(jié)構(gòu)如下：第2章：介紹系統(tǒng)的框架和總體設(shè)計(jì)。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。（6）豐富的網(wǎng)絡(luò)資源Linux是一個(gè)自由開放的世界，在Linux（無(wú)論P(yáng)C 還是嵌入式系統(tǒng)）上進(jìn)行軟件開發(fā)都可以在廣袤的網(wǎng)絡(luò)資源中獲取幫助。（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。（2）Linux系統(tǒng)是層次結(jié)構(gòu)且內(nèi)核完全開放在Linux內(nèi)核代碼完全開放的前提下，不同領(lǐng)域和不同層次的用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用需要很容易對(duì)內(nèi)核進(jìn)行改造，在低成本的前提下，設(shè)計(jì)和開發(fā)出真正自己需要的嵌入式系統(tǒng)，擯棄了許多商業(yè)軟件對(duì)用戶不透明，形同黑盒子的弊端。 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。其軟件源碼全部公開，任何人可以修改并在GNU 通用公共許可證（GNU General Public License）下發(fā)行。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。4. PalmOSPalmOS在PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額。LynxOS支持多進(jìn)程和多線程，可擴(kuò)展性強(qiáng)。VxWorks功能非常強(qiáng)大，包括進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及系統(tǒng)應(yīng)用等幾個(gè)部分。在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(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。Top2005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。系統(tǒng)能夠獲取機(jī)器人相機(jī)的圖像也能夠通過(guò)各種代理機(jī)制在同一時(shí)刻服務(wù)多個(gè)用戶。 圖15 KhpOnWeb 圖16 Xavier另一個(gè)受到好評(píng)的是The Museum tourguide robot[12] [13] [14]。對(duì)于機(jī)器人的移動(dòng)，指令發(fā)布只需要告訴機(jī)器人目的地和方向等簡(jiǎn)單