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面向小型机器人的嵌入式软件开发平台设计

作　者: 冯鹏
导　师: 何顶新
学　校: 华中科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 小型机器人嵌入式软件开发平台操作系统文件系统 TCP/IP
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
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内容摘要

本文课题来源于华中科技大学瑞萨实验室自主研发的小型移动机器人项目,项目的主要目的是开发一套小型机器人研发平台,可用于研究视觉控制、定位和自动避障等机器人应用。本文主要研究并且实现面向小型机器人的嵌入式软件开发平台,该小型机器人基于瑞萨M16C/62P型号的16位MCU,实现了互联网连接和大容量外存储器接口。本论文重点研究的内容有:嵌入式底层监控程序的研究和设计、嵌入式操作系统μC/OS-II在小型机器人上的移植实现、嵌入式文件系统接口EFSL和嵌入式TCP/IP协议栈的构建。首先,本文结合嵌入式技术和机器人的广泛应用阐述了课题的研究意义,然后介绍了国内外移动机器人的研究状况以及面向机器人的嵌入式软件平台构架。通过分析本课题小型机器人的硬件配置和软件开发平台的需求,本文从整体上规划了基于瑞萨16位MCU的小型机器人嵌入式软件开发平台的构架,然后详细的描述了监控程序、嵌入式操作系统、文件系统和TCP/IP协议栈等功能模块的设计过程和实现要点,并且介绍了驱动程序的设计和基于该软件开发平台的机器人应用开发方法。随后本文讨论了资源受限的小型机器人系统中关于内存管理和软件复用两个方面的优化问题,并且给出了本文嵌入式软件设计的测试数据分析。最后对软件开发平台的优化和改进做出了展望,也为进一步深化课题提供了资料。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 课题的提出和研究意义  7-8
  1.2 面向机器人的嵌入式系统研究状况  8-11
  1.3 本文的研究思路及工作重点  11-13
2 小型机器人的总体设计  13-19
  2.1 机器人功能需求  13-14
  2.2 嵌入式软件开发平台方案设计  14-18
  2.3 本章小结  18-19
3 面向小型机器人的嵌入式软件开发平台设计实现  19-41
  3.1 监控程序实现  19-26
  3.2 嵌入式操作系统平台构建  26-32
  3.3 基于SD 卡的文件系统构建  32-36
  3.4 TCP/IP 堆栈的实现  36-39
  3.5 本章小结  39-41
4 系统资源受限的嵌入式平台软件的优化  41-45
  4.1 关于内存管理的优化  41-43
  4.2 关于软件可复用的优化  43-44
  4.3 本章小结  44-45
5 嵌入式软件开发平台测试结果  45-48
  5.1 驱动程序设计方法  45-46
  5.2 测试软件平台性能  46-48
6 结论与展望  48-50
  6.1 结论  48-49
  6.2 展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-55
附录攻读学位期间参加的科研项目和发表文章  55

面向小型机器人的嵌入式软件开发平台设计

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