基于WLAN的移动机器人远程控制系统研究

摘要

随着无线网络通信技术和移动机器人远程控制相关理论的发展，基于无线网络通信的移动机器人远程控制技术成为一个热门的研究和应用领域。它在重工业、农业及服务性行业都富有使用价值，在国内外都有广泛的应用和需求。因此，本文结合实验设备和环境，从提高远程控制系统的实时性出发构建无线局域网，设计一个基于无线局域网的移动机器人远程控制系统。 首先，本文建立远程控制系统的基本模型并分析其相关性能因素和远程控制模式；同时分析无线网络通信的相关理论和各种无线网络技术并总结无线局域网的基本属性和无线网络控制的技术要求；在此基础上，进一步研究无线网络通信的工作模型及其软件实现方法，并着重应用套接字进行网络通信编程工作。结合上述分析和具体实验条件，确定了适用于本课题的移动机器人远程控制系统的具体方案。 其次，基于具体方案，以移动机器人为控制对象，建立一套移动机器人远程无线控制系统，总体设计远程控制系统的硬件和软件结构；同时在作为服务器端的移动机器人和作为客户端的上位机之间构建无线局域网；在该无线通信网络的基础上，重点对远程无线控制系统中的数据发送、数据接收、语音传输、图像传输、人工控制等软件模块进行代码编写和软件集成工作。 最后，为了验证上述远程控制系统的可行性，本文设计一个远程无线控制自动导航小车运送工件的实验。在自动导航小车把数控加工车间生产的工件搬运到相距100米左右的物流车间的过程中，利用在自动导航小车和位于物流车间的客户端之间构建的无线局域网，客户端通过图像的无线传输远程监控小车的工作状态，通过数据或语音指令的无线传输远程控制小车。经实验，本课题设计的基于无线局域网的移动机器人远程控制系统达到了设计的基本要求，在有限范围内能够实现远程控制系统的实时性、可靠性和稳定性要求；而且客户端和服务器端应用程序界面友好、操作容易，形成了移动机器人远程无线控制系统的雏形，为以后系统扩展和软件开发建立了平台。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1引言

1.2课题研究背景和意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国内现状

1.3.2国外现状

1.4课题研究目的和内容

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

2.系统整体方案的分析和确定

2.1引言

2.2移动机器人远程控制系统分析

2.2.1远程控制系统模型

2.2.2远程控制的分类

2.2.3影响远程控制系统性能的因素

2.3无线网络通信分析

2.3.1WLAN的特点和组网元件

2.3.2WLAN的拓扑结构

2.3.3WLAN常见标准

2.3.4无线网络控制的技术要求

2.4无线网络通信的软件实现方法

2.4.1无线网络通信的工作模型

2.4.2无线网络通信的编程方法

2.5基于WLAN的移动机器人远程控制系统的建立

2.6本章小结

3.无线网络通信编程

3.1引言

3.2网络通信协议

3.2.1网络通信协议的选择

3.2.2TCP/IP模型和OSI模型

3.2.3TCP/IP协议层简介

3.3Socket网络通信

3.3.1Socket简介

3.3.2面向连接Socket编程模型

3.3.3CAsyncSocket类和CSocket类的使用

3.4无线网络通信程序的实现

3.4.1服务器套接字(CServerSocket)

3.4.2客户端套接字(CClientSocket)

3.4.3程序界面实现函数

3.5本章小结

4.基于WLAN的移动机器人远程控制系统的实现

4.1引言

4.2远程控制相关硬件

4.2.1上位机

4.2.2下位机

4.2.3WLAN相关元件

4.3远程控制系统软件实现

4.3.1服务器端和客户端

4.3.2数据、语音、图像的无线传输与控制

4.3.3多线程技术的应用

4.4系统实验及其结果分析

4.4.1实验目标和任务

4.4.2实验过程

4.4.3实验结果分析

4.5本章小结

5.总结和展望

5.1研究总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文