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研究生:林國正
研究生(外文):Guo-zheng Lin
論文名稱:以嵌入式系統為核心之自動導引車研製
論文名稱(外文):Development of an Embedded System Based Automatic Guided Vehicle
指導教授:陳宏達陳宏達引用關係
指導教授(外文):Honda Chen
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:資訊工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:三星S3C2410嵌入式系統導航自走車
外文關鍵詞:Samsung S3C2410Embedded systemNavigationAutomatic Guided Vehicle
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以嵌入式系統為核心之自動導引車已被開發及研究。本系統由Linux為核心的嵌入式系統、單晶片控制模組、馬達驅動模組、光感測器模組、超音波模組、電源檢知模組以及電源模組。嵌入式系統負責整個系統的控制,讀取路徑資料並經由 RS-232傳送到微控器,微控器在此扮演資料傳送的角色,並負責馬達驅動模組,將行走結果經由光感測模組感測並傳送到 MCS8051,三個超音波感測周遭環境變化,當有障礙物時將資料傳回嵌入式系統做閃避障礙物的判斷,電源檢知模組可以檢測電池電壓,當電壓過低時,做適時的緊告以免損壞電池,電源供應模組則利用較高效率的交換式電源方式將 12V 轉為 5V 供應電路使用。本系統可以將事先規劃路徑資料,經由網頁瀏覽器上傳到系統,並依照資料行走,也能自動偵測閃避障礙物。
An embedded system based automatic guided vehicle was developed and studied. This system is construed with an embedded system, microcontroller module, motor driving module, optical monitor module, anti-collision detecting module, battery voltage monitor module, and power regulator system. The embedded system coordinates the whole system. It reads the pre-programmed route data and then calculates and sends to microcontroller via RS-232. The microcontroller receives the command and send to correspondence I/O port. The motor driving module drives this system to motion. The motion status is detected by an optical detector module and sends back to microcontroller and embedded system. Three ultrasonic sensors were used to detect the environment change while motion. Those modules detect any barrier in front of this system while motion and send back to embedded system foe judgment. Power level detector can detect the battery status and alarm if it is at low voltage level. A high efficiency switching power regulator was used to convert battery voltage to 5 volts for control circuitry. This system can move according to the pre-programmed route. The pre-programmed data can upload via web browser. The anti-collision function was successfully verified when a barrier in front of the system.
目錄
博、碩士論文授權書 I
論文口試委員審定書(中文) II
論文口試委員審定書(英文) III
中文摘要 IV
Abstract V
誌 謝 VI
目錄 VII
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 本文架構 3
第二章 嵌入式系統平台開發 5
2.1 前言 5
2.2 嵌入式系統規劃 7
2.3 嵌入式系統開發流程 11
2.3.1 Bootloader說明 11
2.3.2 Linux-Kernel說明 12
2.3.3 Root Filesystem說明 12
2.3.4 Flash Filesystem說明 13
2.3.5 Busybox說明 13
2.3.6 RAMDISK說明 13
2.3.7 CRAMFS說明 13
2.3.8 MTD Block說明 14
2.4 Linux設定 14
2.4.1 Inittab說明 14
2.4.2 rc.S說明 15
2.4.3 rc.M說明 16
第三章 自走車搬運系統的整合與建置 17
3.1 嵌入式系統 17
3.1.1Pthread 18
3.2單晶片8051模組 20
3.2.1單晶片8051模組電路 23
3.3光感測器計數模組 25
3.3.1光感測器計數模組電路 26
3.4超音波感測器模組 28
3.4.1超音波感測器模組 28
3.5串列埠通訊模組 30
3.5.1串列埠通訊模組電路 30
3.6馬達驅動模組 32
3.6.1馬達驅動模組電路 32
3.7 電源檢知模組 33
3.7.1電源檢知模組電路 34
3.8電源模組 35
3.8.1電源模組電路 36
第四章 實驗結果 38
4.1嵌入式系統運行結果 38
4.1.1 U-Boot建置 38
4.1.2 記憶技術裝置區塊劃分 39
4.1.3嵌入式系統控制模式 40
4.1.4透過CGI上傳路徑 41
4.2自走車實驗結果 42
4.2.1路徑規劃 47
4.2.2障礙物閃避並導回路徑 55
第五章結論與討論 59
參考文獻 60
附錄 62
附錄A :自走車實驗拍攝成果 62
附錄B :考試委員意見修正 63

圖目錄
圖1. 1自動導引車 1
圖1. 2吸塵器機器人 1
圖2. 1嵌入式系統組成要件 7
圖2. 2 Filesystem & Flash 12
圖2. 3 NAND Flash區塊 12
圖3. 1 UNIX Process; Threads within a UNIX Process 18
圖3. 2 Pthread_Join() 20
圖3. 3 Pthread_Detach() 20
圖3. 4單晶片模組開發流程圖 22
圖3. 5單晶片8051模組電路圖 24
圖3. 6單晶片8051模組layout圖 24
圖3. 7輪圈標籤 25
圖3. 8光感測器電路圖 26
圖3. 9計數模組電路圖 27
圖3. 10光感測器計數模組layout圖 27
圖3. 11超音波感測器模組電路圖 29
圖3. 12超音波感測器模組Layout圖 30
圖3. 13串列埠通訊模組電路圖 31
圖3. 14串列埠通訊模組Layout圖 32
圖3. 15馬達驅動模組電路圖 33
圖3. 16電源檢知模組電路圖 35
圖3. 17電源檢知模組Layout圖 35
圖3. 18電源模組電路圖 37
圖3. 19電源模組Layout圖 37
圖4. 1遠端終端機下運行U-Boot 39
圖4. 2記憶技術裝置區塊劃分 40
圖4. 3嵌入式系統控制模式 41
圖4. 4透過CGI上傳路徑 42
圖4. 5自走車的側身車體之壓克力基板的俯視示意方塊圖 43
圖4. 6自走車的車體後視圖 44
圖4. 7車體俯視圖 44
圖4. 8車體正視圖 45
圖4. 9車體左側視圖 45
圖4. 10車體右視圖 46
圖4. 11自走車系統架構圖 46
圖4. 12自走車搬運預設路徑1 47
圖4. 13自走車搬運預設路徑2 48
圖4. 14自走車搬運預設路徑3 48
圖4. 15自走車搬運實際行走路徑1圖a後視圖/圖b側視圖 50
圖4. 16自走車搬運實際行走路徑2-1 50
圖4. 17自走車搬運實際行走路徑2-2 51
圖4. 18自走車搬運實際行走路徑3-1 52
圖4. 19自走車搬運實際行走路徑3-2 53
圖4. 20自走車搬運實際行走路徑3-3 54
圖4. 21路徑閃避示意圖 56
圖4. 22路徑閃避實際操作圖a 57
圖4. 23路徑閃避實際操作圖a 58

表目錄
表2. 1硬體規格描述 10
表2. 2 Compressed Linux kernel Memory Mapping 10
表2. 3 Decompressed Linux kernel Memory Mapping 11
表2. 4 NAND Flash Block division 11
表3. 1單晶片8051模組電路元件 23
表3. 2光感測器計數模組電路原件 26
表3. 3超音波感測器模組電路元件 29
表3. 4串列埠通訊模組電路元件 31
表3. 5馬達驅動模組電路元件 33
表3. 6電源檢知模組元件 34
表3. 7電源模組元件 36
參考文獻
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http://www.irobot.com/
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[20]National Semiconductor, LM2596 SIMPLE SWITCHER Power Converter 150 kHz 3A Step-Down Voltage Regulator,
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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