現(xiàn)代社會生活節(jié)奏的加快,枯燥無趣、繁瑣重復(fù)的室內(nèi)地面清潔勞動是很令人頭疼的一件事情。我們追求工作效率,開始思考對于地面清潔問題的高科技替代方法,使人們可以從繁重的勞動中擺脫,我們有更多的時間來做更有意義的事情。傳統(tǒng)室內(nèi)清潔機器存在控制不靈敏,操作不方便,智能化程度不高等問題,市場急需能夠?qū)崿F(xiàn)清潔作業(yè)自動化與智能化是高效高質(zhì)清潔的有效途徑。為實現(xiàn)室內(nèi)設(shè)備的智能化控制,提出一種基于白光LED的無線通信技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)上位機和室內(nèi)被控對象通過白光LED實現(xiàn)無線通信。通過上位機的控制界面,向室內(nèi)移動設(shè)備發(fā)送控制指令,并且能夠從移動設(shè)備接收回傳信息。上位機通過Socket編程實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)能廣泛的應(yīng)用于白光LED覆蓋下的任何地方,可以基本實現(xiàn)本地控制平臺通過無線通信對遠(yuǎn)程設(shè)備的控制。本論文所研究的室內(nèi)地面清潔機器人,實現(xiàn)了自主清潔,操作方便的愿望,將移動機器人和室內(nèi)吸塵技術(shù)有機的融合在一起。基于LED光通信的清潔機器人控制系統(tǒng),其設(shè)計分為硬件和軟件兩個方面。在硬件方面選擇了低功耗高性能的STC89C52單片機為主控芯片,結(jié)合可見光無線通信模塊,完成清潔機器人的單向數(shù)據(jù)傳... 

【文章來源】：大連工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

服務(wù)機器人分類圖

第二章清潔機器人的可見光通信系統(tǒng)的總體方案設(shè)計14圖2.1室內(nèi)可見光通信概念圖Fig.2.1Conceptmapofindoorvisiblelightcommunication可見光通信是安全的、經(jīng)濟的。研究人員不僅使用可見光資源在實驗室環(huán)境中傳輸網(wǎng)絡(luò)信號，而且同時也實現(xiàn)了打開一盞小燈能夠滿足同時4臺電腦上網(wǎng)瀏覽信息和互相傳遞網(wǎng)絡(luò)信號的能力，即被形象地稱為“一拖四”。光波屬于電磁波一種，其網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸同無線電波的基本原理是相同的。微芯片可以通過在普通LED燈泡中添加一個微芯片來控制。它可以通過每秒百萬次閃爍來控制。這意味著1是打開燈亮的，0是代表關(guān)閉燈滅。由于頻率太快，人眼幾乎無法檢測到光敏傳感器并能接收到這些變化。這些亮滅的二進(jìn)制數(shù)據(jù)就被快速編碼成光信號，光計算機的高效傳輸?shù)墓庀峦ㄟ^特殊設(shè)計的接收裝置有光就有網(wǎng)絡(luò)信號，把燈關(guān)掉網(wǎng)絡(luò)就沒有，光信號傳輸與現(xiàn)有的WIFI無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸相比，可見光通信的未來是安全又經(jīng)濟的，WIFI取決于看不見的無線電發(fā)射機功率增加力量當(dāng)?shù)仉姶泡椛鋵⒉豢杀苊獾靥岣�，穿過墻壁的無線網(wǎng)絡(luò)信息是非常不安全的。這些安全風(fēng)險在可見光通信中就不會存在，完全不用考慮這個問題，并且光的頻譜比射頻頻譜大一萬倍。這就表明光通信是可以帶來更多的帶寬和更高速度的網(wǎng)絡(luò)，而且硬件設(shè)置方面還幾乎不需要任何新器件的添加基礎(chǔ)設(shè)施。在可見光通信這方面國內(nèi)的研究才剛剛起步。著名的陳長纓教授在所任教的大學(xué)暨

第二章清潔機器人的可見光通信系統(tǒng)的總體方案設(shè)計16光是由熒光粉產(chǎn)生的。本實驗選擇應(yīng)用的光電探測器的最大靈敏度非常接近光源光譜分布的峰值波長。室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中，多個LED或LED陣列需要安裝由于光照、增大發(fā)射功率、提高接收功率，和陰影效果的預(yù)防。光源在室內(nèi)空間的合理布局和分配是影響照明系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。在室內(nèi)光源都處于關(guān)閉的這種情況下,房子的照明功率是關(guān)閉的,但是這是我們還可能需要無線數(shù)據(jù)連接來進(jìn)行通信交流。在這種情況下,雖然LED燈光光源處于“關(guān)閉”狀態(tài),但低電流功率仍然還是會導(dǎo)致來自LED光源的弱光子電流被連續(xù)釋放出來。這些剩余的小光束仍然能夠足以驅(qū)動這個光無線系統(tǒng)。當(dāng)然,我們也可以向LED光源添加一個廉價的隱形無線光學(xué)系統(tǒng),來確保光源即使在光源沒有打開時也能保持正常的數(shù)據(jù)通信連接。這里有個關(guān)鍵因素，布局和性能是重要的，光源信號合理完善的照明系統(tǒng)。燈源熄滅在屋內(nèi)的時候，所有的家電系統(tǒng)以及燈光照明系統(tǒng)被關(guān)閉在這樣的情境下，還必須用無線電來連接通信的信號。在上述情境中，可以明顯的看出來，電流會源源不斷地被釋放出來，以微弱的光電子形式，LED光源中的電流是由于燈光系統(tǒng)的低電壓造成的，這里的燈光系統(tǒng)關(guān)閉，只是外在的，從內(nèi)部來看，還有部分光電子剩余，而這些光也能夠向形成電流，產(chǎn)生信息的傳輸渠道。圖2.2展示了白光LED光源的基本特征，顯示了模擬調(diào)制信號電流Ib與白光LED輸出光功率之間的關(guān)系。為了得到線性調(diào)制，加載偏置電流Ib要達(dá)到特性曲線電流的中間位置，是這樣的才能使輸出光信號沒有失真。輸出特性曲線上的光點必須與調(diào)制信號電流同時增加。圖2.2LED特性調(diào)制曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于白光LED的可見光通信系統(tǒng)的研究[D]. 梅衛(wèi)平.中南大學(xué) 2011
[3]基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的清潔機器人定位技術(shù)研究[D]. 張勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[4]室內(nèi)可見光無線通信系統(tǒng)研究[D]. 王永波.浙江大學(xué) 2008
[5]超聲電機驅(qū)動的自主吸塵機器人研制[D]. 王宏建.南京航空航天大學(xué) 2006
[6]智能家庭清掃機器人的研究[D]. 周盛榮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[7]智能吸塵器全覆蓋路徑算法研究和測控系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 戴光智.廣東工業(yè)大學(xué) 2005
[8]智能移動機器人全局路徑規(guī)劃及仿真[D]. 李曉敏.南京理工大學(xué) 2004



本文編號：3073151