毕业设计基于能力风暴机器人的红外通讯模块设计.doc

本科毕业论文 (设计)题 目：基于能力风暴机器人的红外通讯模块设计学 院: 机电工程学院 专 业： 机械电子工程 基于能力风暴机器人的红外通讯模块设计The design of IR communication module based on Ability Storm Robot摘要 这篇论文介绍了基于能力风暴机器人的红外通讯模块的设计，涉及红外通讯模块的选择，与单片机的电路连接，用PROTEL 99 SE绘制电路原理图及印制电路板电路以及用VJC1.6编写的调试程序等内容该模块外围接口芯片少，电路连线简单，可靠性高，较好的解决了机器人在比赛过程中的通讯协作问题 关键词:红外通讯模块；PROTEL 99 SE；VJC1.6；机器人Abstract This paper describes a method of the design of IR communication module,including the selection of IR communication module,the circuit of the MCU and IR communication module, the circuit schematic and printed circuit board are maken out using Protel 99 SE and a simple program using VJC1.6 and so on.This communication module is composed of fewer ciecuit chips and easily linked with higher safety. It solves the communication problem between different robots in the game. Kerwords: IR communication module; PROTEL 99 SE; VJC1.6;Robots目 录1 绪论………………………………………………………………………………1 1.1 课题来源………………………………………………………………………1 1.1.1 课题的研究目的和意义………………………………………………1 1.2 目前的国内形势和发展趋势………………………………………………2 1.2.1 我国机器人的发展现状………………………………………………2 1.2.2 我国机器人技术的水平………………………………………………2 1.2.3 我国机器人的发展趋势………………………………………………3 1.3 课题研究的内容和实现方案………………………………………………42 能力风暴机器人概述…………………………………………………………5 2.1 开设能力风暴机器人教育的意义…………………………………………5 2.2 能力风暴机器人的外形与结构……………………………………………5 2.2.1 能力风暴机器人的外形………………………………………………5 2.2.2 能力风暴机器人的结构………………………………………………6 2.3 能力风暴机器人的计算机硬件……………………………………………11 2.4 能力风暴机器人的开发能力………………………………………………12 2.4.1 软件开发能力…………………………………………………………12 2.4.2 机械扩展能力…………………………………………………………12 2.4.3 电子扩展能力…………………………………………………………143 红外通讯模块设计………………………………………………………………14 3.1 红外通讯简介………………………………………………………………14 3.1.1 红外通讯历史…………………………………………………………14 3.1.2 红外通讯原理…………………………………………………………14 3.1.3 红外通讯特点…………………………………………………………14 3.2 红外通讯模块设计…………………………………………………………14 3.2.1 方案选择………………………………………………………………14 3.2.2 方案比较………………………………………………………………17 3.2.3 实际方案选择…………………………………………………………18 3.3 电路原理图和PCB电路板的绘制…………………………………………18 3.3.1 EDA技术概述…………………………………………………………18 3.3.2 PROTEL 99 SE 简介…………………………………………………19 3.3.3 绘制原理图……………………………………………………………19 3.3.4 PCB图绘制……………………………………………………………214 红外通讯模块的软件调试……………………………………………………22 4.1 VJC简介……………………………………………………………………22 4.2 流程图和JC代码编写……………………………………………………22 4.2.1 流程图编写…………………………………………………………22 4.2.2 JC代码编写…………………………………………………………255 结论…………………………………………………………………………29谢词………………………………………………………………………………30参考文献…………………………………………………………………………31 第一章 绪论1.1课题来源机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。

它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作它可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物目前在工业、医学、农业甚至军事等领域中均有重要用途机器人是近年来的研究热点，其研究水平是一个国际科技实力的重要标志"能力风暴"（Ability Storms）机器人由上海广茂达电子信息有限公司开发，呈单片机结构，外形酷似宇UFO，是专为个人机器人的需求设计的, 它是最优秀的科技类探索性课程及课外活动的教具，它融合了光学、机械、电子、计算机等学科的高科技知识，集辅助教学和娱乐于一身能力风暴个人机器人的配有5种十几个传感器，另外还可以根据需要扩展其他传感器，对环境的感知能力很强感知环境的能力是产生智能行为的前提，因此能力风暴能产生许多智能性行为本课题主要是设计一块无线通讯模块，用于解决“能力风暴”大学版机器人在比赛过程中多机器人协作的问题1.1.1课题的研究目的和意义“机器人产业在二十一世纪将成为和汽车、电脑并驾齐驱的主干产业从庞大的工业机器人到微观的纳米机器人，从代表尖端技术的仿人型机器人到孩子们喜爱的宠物机器人，机器人正在日益走近我们的生活，成为人类最亲密的伙伴。

机器人技术和产业化在中国具有一定的现实基础和广阔的市场前景开展机器人研究活动，对加强思想道德教育，提高科学素养，发展自身潜能，引导更多学生关注科技、热爱科技、走进科技具有重大意义同时有利于积极推进基础教育和高等教育改革，渗透科学技术教育，培养学生的实践能力和创新精神本课题通过对基于能力风暴机器人的无线通讯模块的设计,旨在引导学生关注机器人事业的发展，将理论与实践紧密地结合起来，提高学生的动手能力、创造能力、协作能力和综合能力为我国机器人领域研究培养后备人才，提高我国在机器人领域的国际地位作出积极贡献1.2 目前国内形势和发展趋势1.2.1 我国机器人的基本状况近年来我国的机器人技术也取得了长足的发展，但是与世界发达国家相比，还有一定的差距，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距我国目前从事机器人研发和应用工程的单位相对较少，工业机器人的拥有量远远不能满足需求量，长期大量依靠从国外引进我国非常重视机器人的研究国家“七五”科技攻关将工业机器人和水下机器人的研究和开发列入计划，组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人的攻关，使中国工业机器人一起步就瞄准了实用化方向。

1.2.2 我国机器人技术的水平机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体，是国家高科技实力和发展水平的重要标志先进机器人技术不仅是国家工业关键装备的重要支撑技术，也是国家空间计划、国防装备以及与社会安全紧密相关的反恐防爆装备的核心技术之一，同时还是国家发展高技术服务业（如助老助残机器人、家庭服务机器人）等新经济增长点的关键技术通过研发机器人技术，可以提升我国科技竞争力，改善人民生活水平中国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业,但进口机器人占了绝大多数我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,具有中国知识产权的工业机器人则很少目前我国机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平,特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件我国目前取得较大进展的机器人技术有:数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品,主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。

我国机器人技术主题发展的战略目标是:根据2l世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求,瞄准国际前沿高技术发展方向创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成 1.2.3 我国机器人的发展趋势(1)机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元,而且最近价格降低的速度更是惊人2)机械结构向模块化、可重构化发展例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市3)机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、。