基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制的設(shè)計(jì)與研究

邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 彭 堯 陽(yáng) 泳 江世明

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基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制的設(shè)計(jì)與研究

邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 彭 堯 陽(yáng) 泳 江世明

【摘要】本研究是基于藍(lán)牙技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的模式設(shè)計(jì)了基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制，硬件部分核心控制器采用STC12C5A60S2單片機(jī)，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)裝置采用MG966舵機(jī)伺服器，該機(jī)器臂能夠通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，調(diào)試完成后，該機(jī)器臂將可以通過(guò)傳感器自動(dòng)工作，無(wú)需人員控制。

【關(guān)鍵詞】藍(lán)牙技術(shù)；機(jī)器人技術(shù)；單片機(jī)；MG966舵機(jī)

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，藍(lán)牙、嵌入式和智能手機(jī)已經(jīng)普及到我們生活的各個(gè)方面，機(jī)器人也開(kāi)始走入我們額生活。在過(guò)去傳統(tǒng)的機(jī)器人控制領(lǐng)域，我們一般采用的是無(wú)線遙控的方式方法，操作界面簡(jiǎn)單，操作不便，功能單一，保管也不方便。隨著智能手機(jī)和家用電腦的快速普及，藍(lán)牙技術(shù)的越來(lái)越成熟，控制機(jī)器人控制已經(jīng)有智能手機(jī)或者家用電腦來(lái)完成，增強(qiáng)了人機(jī)互動(dòng)頁(yè)面。本文介紹的是一種基于藍(lán)牙技術(shù)通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行無(wú)線機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制的設(shè)計(jì)之硬件設(shè)計(jì)

1.1 藍(lán)牙無(wú)線通信簡(jiǎn)介

“藍(lán)牙”外文稱Bluetooth，來(lái)自古挪威語(yǔ)blátQnn，現(xiàn)如今藍(lán)牙由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟管理，在全球各地?fù)碛谐^(guò)二萬(wàn)五千家成員公司，涉及到電信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等多項(xiàng)重要領(lǐng)域，IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）將藍(lán)牙技術(shù)列為IEEE 802.15.1，但如今已不再維持該標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)如圖1所示（圖1摘抄藍(lán)牙技術(shù)百度百科）。

圖1 藍(lán)牙簡(jiǎn)介

1.2 單片機(jī)選擇簡(jiǎn)介

STC12C5A60S2單片機(jī)在眾多的機(jī)器人系類中更加具備競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)樗坏嫒?051指令、寄存器也完全兼容，而且STC12C5A60S2單片機(jī)片內(nèi)具有自帶高達(dá)60K FLASHROM（快速擦寫(xiě)只讀編程器），這種FLASHROM用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)。

1.3 MG966舵機(jī)簡(jiǎn)介

舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)占空比來(lái)控制它的旋轉(zhuǎn)角度，控制信號(hào)從單片機(jī)輸出之后，不能直接接舵機(jī)，因?yàn)楣β什粔?，因此中間接一個(gè)非門來(lái)增加其驅(qū)動(dòng)能力。舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無(wú)核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。MG966舵機(jī)尺寸為40.7X19.7X42.9MM，工作電壓為4.8-7.2V，工作溫度為0℃到55℃。

2 基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制的設(shè)計(jì)之軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)的程序語(yǔ)言采用C51語(yǔ)言，C51語(yǔ)言由C語(yǔ)言發(fā)展而來(lái)，具備C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)清晰，便于編寫(xiě)和學(xué)習(xí)，同時(shí)兼?zhèn)淞藚R編語(yǔ)言的硬件操作能力，換句話說(shuō)就是C51語(yǔ)言是應(yīng)用在單片機(jī)平臺(tái)上，而C語(yǔ)言運(yùn)行在普通的平臺(tái)上。

藍(lán)牙與單片機(jī)通信采用串口通信，波特率采用9600 bps，串口通信模式如圖2所示。STC12C5A60S2單片機(jī)采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制MG966舵機(jī)。

圖2 串口通信

3 結(jié)語(yǔ)

本文提出基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線機(jī)器人控制的設(shè)計(jì)，解決了短距離機(jī)器人的無(wú)線通信問(wèn)題.該方法分硬件與軟件兩個(gè)方面。解決了人機(jī)界面不和諧的問(wèn)題。在硬件方面采用串口通信，簡(jiǎn)化了機(jī)器人與藍(lán)牙無(wú)線通信的硬件與軟件設(shè)計(jì)，增加了通信的可靠性。在舵機(jī)控制方面，采用PWM控制，提高了控制精度。

參考文獻(xiàn)

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［4］於思俊.基于無(wú)線技術(shù)的工控網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)研究［D］.東華大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介：

彭堯（1992—），男，湖南邵陽(yáng)人，大學(xué)本科，現(xiàn)在就讀于邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系通信工程專業(yè)12通信工程，研究方向：通信工程。

陽(yáng)泳（1994—），男，湖南邵陽(yáng)人，大學(xué)本科，現(xiàn)在就讀于邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系通信工程專業(yè)12電子信息工程，研究方向：嵌入式設(shè)計(jì)。

通信作者：

江世明（1965—），男，湖南邵陽(yáng)人，大學(xué)本科，副教授，邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系專業(yè)教師，研究方向：嵌入式設(shè)計(jì)。