ЮРГПУ(НПИ)

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра « МиГПА»

Методические указания

к лабораторной работе

Ультразвуковая (УЗ) сенсорная система мобильного робота.

Новочеркасск 2013

Тема: Ультразвуковая (УЗ) сенсорная система мобильного робота.

Цель работы: 1. Изучить структуру УЗ системы, программу управления приводом сканера сенсорного устройства и датчиком сенсора в интегрированной среде разработки Arduino (кроссплатформенное приложение на Java, включающее в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату).

2. Собрать схему информационного обеспечения робота на базе процессора ATmega 328, УЗ - датчика HC-SR04 и сервопривода класса суб-микро GS-9018 и провести замеры расстояний до препятствия на возможных направлениях движения робота.

3. Синтезировать алгоритм объезда препятствий.

Терминология и основные определения.

Термин информационная система (ИС) используется как в широком, так и в узком смысле. В широком смысле трактует понятие информационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «информационная система — совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих её обработку информационных технологий и технических средств»[3].

Стандарт ISO/IEC 2382-1 дает следующее определение: «Информационная система — система обработки информации, работающая совместно с организационными ресурсами, такими как люди, технические средства и финансовые ресурсы, которые обеспечивают и распределяют информацию»[5].

Российский ГОСТ РВ 51987 определяет информационную систему как «автоматизированную систему, результатом функционирования которой является представление выходной информации для последующего использования».

В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы. ИС в узком смысле рассматривают как программно-аппаратную систему, предназначенную для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую, в соответствии с заложенной в неё логикой обработки, возможность получения, модификации и хранения информации[6].

В любом случае основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «информационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».

Применительно к мехатронным системам (МС) и к роботам ИС представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств, предназначенных для получения измерительной и другой, необходимой для нормального функционирования МС информации, ее передачи, хранения и преобразования (в том числе осуществления логических функций контроля, диагностики, идентификации) в целях представления этой информации потребителю (системе управления или человеку-оператору) в виде, удобном для принятия решения.

Информационные системы являются важнейшей составной частью МС и занимают в них особое место: именно они обеспечивают координацию и синхронизацию работы всех других систем. Благодаря ИС объект приобретает новые системные свойства (целостности, организованности, иерархичности структуры), которые не являются простой суммой свойств составляющих систем.

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=11050

Структурная схема информационной системы робота.

На данный момент не существует единого, всеми признаваемого определения термина «робот», поэтому под роботом будет подразумеваться аппаратно-программный комплекс, см. табл.1, состоящий из информационной и исполнительной систем, которые включают следующие компоненты:

• Программное обеспечение, определяющее поведение робота

• Набор сенсоров

  Аппаратно-программный комплекс робота, мехатронной системы
  Информационная подсистема		Исполнительная подсистема
  Набор сенсоров	Программное обеспечение	Набор приводов и эффекторов
  	Микроконтроллер
  	Интегрированная среда разработки (программирования)

• Набор приводов и эффекторов

Таблица1

Робот - механизм, управляемый центральным контроллером, который постоянно обновляет свое представление об окружающем мире и вырабатывает план поведения, исходя из этого представления. Новая информация о мире поступает от сенсоров, например, осязания, света, ультразвука и т.д.

Центральным элементом программного обеспечения является микроконтроллер, который анализирует всю предоставляемую от сенсоров информацию и обновляет представление об окружающей среде, а затем принимает решение о том или ином действии. Все действия выполняются с помощью приводов и эффекторов. Приводы обычно представляют собой двигатели или компрессоры, подсоединенные к устройствам, непосредственно взаимодействующими с окружающим миром – эффекторам. Примерами эффекторов могут служить гусеничные траки или механические конечности. При этом иногда под приводами понимаются как сами приводы, так и эффекторы, например, гусеничные траки.

Микроконтроллер как и компьютер без софта – просто железо. Чтобы плата ожила и начала делать хоть что-нибудь нужна программа или как часто говорят – прошивка. Написать её можно на разных языках — ассемблере, си, паскале, хоть на бейсике. Чтобы сделать правильный выбор языка для программирования контроллера, надо выбрать сам контроллер.

При создании прикладных программ для контроллеров может быть рекомендован стандарт МЭК (IEC) – 1131 – квинтэссенция опыта стран в области языков программирования для систем автоматизации технологических процессов.

Стандарт специфицирует пять языков программирования, используемых в программном комплексе CoDeSys (Controller Development System), разработанном по автоматизированной технологии программирования - CASE-технологии (Computer-Aided Software/System Engineering) для объектных программируемых контроллеров (ОПК):