智能移动机器人远程监控系统的开发

章毅 胡石

摘要 现在信息技术越来越发达，采用移动机器人和无线远程控制技术相结合的思路，构建计算机与机器人之间的无线网络平台，这一想法也有条件得到实现。在这一构想中，平台上可以实现数据的无线传输，从而在计算机终端对机器人的工作状况进行监控，真正实现人机协调，确保各种复杂环境下机器人都能良好的完成规定任务。

[关键词]智能 移动机器人 远程监控

近来无线通讯技术的盛行给人们带来了可以摆脱有线电缆，实现无线条件下进行精确信息传输的便利，确保人们在日常工作胜过中可以通过网络资源或者是互联网的设备进行信息交互。智能移动机器人在实际工作中经常需要在各种复杂条件下进行工作，传统的有线通信方式则显然会给这一过程带来极大的阻碍，因而如何摆脱电缆的束缚、实现无线电通信和智能移动机器人相结合就成为具有重要意义的话题。无线通信方式具有建立简单方便、具有良好的适用性以及足够抗干扰能力等有点，这也是无线通信技术控制智能移动机器人的最大优势所在。

1 无线通信标准

由于通信对象具有特异性，因而采用标准无线通信技术来实现监控智能移动机器人。802.llb的无线通信技术具有传输速度快、抗干扰性高、能够自动调节传输速度等特性，在通信过程中能够有效的保障网络的稳定性。与此同时其具有足够的有效长度，可以确保智能移动机器人的活动特点得到满足。同时无线网络的兼容能力很强，在原网络上装上AP之后就可以直接进行无线网络通信过程，和有线局域网有着同样的便利性。

2 移动机器人远程监控系统的控制方式

通常对于远程机器人的控制方式包括了离散命令控制以及监督控制和连续命令的方式，其中连续命令控制方式作为最传统的命令方式，具有较高的精度，但是在控制之前需要进行大量的采样，下位机不许要完成了对于上位机控制命令的采集才能正常工作，因而控制效率具有一定的局限性，不能应对远程控制中对于控制方式复杂多变性的需求。监督控制的过程属于远程自主的控制方式，上位机操作者对于远程机器人的操作过程进行一个全程的监督，同时可以通过人工控制来对机器人的运作进行干预，这对于机器人要求较高，终端的机器人具有一定自主的能力。在操作过程中通过终端机器人获得的信息来执行操作，同时通过操作分级的方式来确保人工干预的优先级，但是如果要确保这一环节中的运行性能，就要强化机器人只能的水平。

3 智能移动机器人远程监控系统

智能移动机器人的远程监控系统当中主要包含了控制器和具体监控系统，通过下行机、无线网络到上行机的结构来完成对信息的传递。

3.1 选择控制器

机器人在执行过程中极大程度上以来运动控制系统，该系统的适用与否将会直接影响到智能机器人运动过程中对任务执行的准确性以及参数运转时的稳定性。因此在控制器方面选择目前功能最强大的多轴控制器PMAC，确保智能机器人有条件实现高准确性和实时性操作，进而可以有完成復杂操作的条件。这一思路已经开始广泛的受用在各大机床或者机器人系统当中。与此同时为了确保移动机器人运动的精度，采用PMAC配套的控制卡以及额外的扩展卡来对程序进行计算。如此一来智能机器人的计算机可以同时来针对不同的控制对象来进行参数的调控以及语言编写等措施。

3.2 远程监控系统

对于智能移动机器人实施监控的过程中，需要有一定的设备对其任务和运行进行记录，这一套系统可以归纳为上位机、无线网以及下位机三个部分。其中上位机是工控机以及公司对应的无线服务，下位机则是自行研发的智能机器人以及端口。在控制器和下位机的连接当中不需要采用特殊方法，仅需将两者串口直接用交叉线连接起来即可。在设计的过程中主板和外部设备之间的通信过程需要通过并口的方法实现，然而在智能移动机器人和远程系统结合的实际操作中考虑到通信成本问题，使用串行通信的方法来完成上位机和机器人之间的通信过程。这里的串行通信方法具体是指在外部设备和计算机之间以数据线和控制线为连接方式，将需要传输的数据一位一位的按帧数传输，每组固定长度的数据都会有固定的传输时常，确保传输信息的完整性。在串口通信硬件的组成当中可以采用特殊的单板机，设置四个独立串口，确保多个串口进行通信的时候依然能够正常工作，然后远程控制的计算机和板式机之间通过无线串口进行数据传输，然后二次传输到以太网当中，在这一过程则是通过信息隧道的方式将串行数据进行一次处理然后再进行输送。上位机的工作比较简单，仅仅需要通过固定的操作系统对软件进行定向，就可以完成虚拟串口的任务。而Windows的应用软件不需要加以内容修改就具有远程监控的功能，因而可以说十分契合这一环节。在实际操作过程中结合到工作任务以及环境情况，再考虑到人们对于无线控制的期望，采用网络拓扑结构作为通信网络个比较合格，可以有效的执行对于智能机器人的控制。

4 结束语

作者将无线网络通信技术当中的远程控制技术和智能移动机器人的远程控制系统相结合，确保监控系统可以准确的到智能移动机器人的运行情况，并获得其位置等有关信息。通过实验得到了一些参数，表明这一监控系统能够在复杂条件下准确得到智能移动机器人运行的各类实时数据信息，且面对一些不常见的复杂问题也能够进行解决，实现每个模块正常工作的目标，完成了对于远程智能移动机器人的远程控制。

参考文献

[1]朱晓庆，陈岩，阮晓钢，陈志刚，肖尧，&林佳等，基于智能手机的移动机器人控制系统.CN10561105 3A，2016.

[2]燕飞，基于Android平台的移动机器人远程控制系统[D].（Doctoraldissertation，浙江理工大学，2014.

[3]曹晟，移动机器人远程监控系统研究与设计[D].（Doctoral dissertation，中南大学，2015.

[4]马晓辉.移动机器人路径规划研究及远程控制系统的设计与实现[D].（Doctoraldissertation，云南大学，2015.

[5]王展妮，张国亮，武浩然，欧信非，&胡鑫，融合自主漫游及远程监控的图书馆移动机器人系统设计[J].华侨大学学报（自然版），2017，38 （03）：391-396.