基于LabVIEW的移動機器人遠程網絡監控系統

許艷梅

摘要 本文從系統方案、系統硬件設計以及系統軟件設計等三個方面對一種基于LabVIEW的移動機器人的遠程網絡監控系統進行了詳細的介紹，該系統通過遠程無線通訊模塊實現了對移動機器人實時信息的采集和遠程無線控制。

【關鍵詞】LabVIEW 移動機器人 遠程網絡監控系統

當前階段，科學技術的不斷進步推動了社會的發展，同時社會需求的改變也促進了科學技術的發展。機器人技術是一種新型技術形式，移動機器人是其中的一種類型，主要是通過無線控制器進行控制，但是控制距離存在較大的限制。近些年來，現代化信息技術的發展為移動機器人遠程控制提供了技術支持，智能化儀器和遠程控制儀器的應用大幅度的提升了移動機器人的控制距離，同時也實現對歷史信息的記錄查詢。本文將對基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統進行深入研究。

1 基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統方案分析

無線通信模塊是實現移動機器人遠程監控的基礎，該模塊不僅可以接收到移動機器人方面發送的信息，并將信息發送到服務器端的計算機中。同時還可以將服務器端發送的控制信息傳輸到控制對象，即移動機器人。由此可見，無線通訊模塊是系統服務器和控制對象信息交流的橋梁。

在上述系統模式下，服務器端和客戶端之間構建了以LabVIEW中TC P/IP相關函數為基礎的網絡。當前階段，只能測控網絡組建模式通常包括C/S和B/S兩種。本文研究的系統采用的是前者，在無線通信模塊中，無限收發器的運行主要是通過單片機進行控制。

2 基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統硬件設計

基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統的硬件部分主要包括單片機無線收發器、和單片機通信的總線以及構建網絡所用的網線。通過遠程監控系統方案的介紹可知，實現對移動機器人的遠程監控主要依靠的是系統的數據傳送功能，由此可見，系統硬件設計和軟件設計都應以此為主。在硬件方面，對外接口的主要內容就是無線收發接口，可以選擇較為低檔的單片機，為了方便軟件設計，應該盡量選擇具備可編程特性的產品。在進行無線收發器選擇的過程中，應該充分考慮到模塊控制的便捷性原則，保障較遠的傳送距離。在系統硬件部分運行的過程中，單片機通過系統芯片完成協議的轉換，實現和服務器端計算機的通信，另一方面，通過單片機的接口實現和移動機器人之間的數據傳輸。

3 基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統軟件設計

在移動機器人遠程監控系統設計的過程中，軟件設計至關重要，根據其功能要求和結構組成，可以將軟件部分的設計工作分成無線傳輸軟件設計、服務器端軟件設計以及客戶端軟件設計三個部分。

3.1 無線傳輸軟件設計

無線傳輸部分的軟件設計主要目的是實現對無線通信模塊的控制，保障其能夠通過串口和服務器端的計算機進行通信。根據系統無線傳輸部分的運行流程來看，首先由單片機對整個程序進行初始化，主要內容包括串口、無線通信模塊等相關參數。在完成主程序的初始化之后，可以利用無線通信模塊對移動機器人的實時數據進行收集，并通過串口傳送到服務器端計算機中，以此實現對監控對象運行數據的實時掌握。之后對Flag的值進行檢測，若該值為1，即可通過無線通信模塊將從串口讀取的數據發送出去。若數值不為1，則需要重復讀取無線通信模塊接收到的數據，直到符合要求為止，最后完成數據的發送。

3.2 服務器端軟件的設計

計算機數據網的發展加快了技術更新的腳步，自動控制技術、智能化技術等多種新型技術形式不斷涌現出來。虛擬儀器和網絡技術融合之后誕生的只能測控網絡在有單時間內受到了廣泛的關注，以該網絡為基礎構建的網絡化虛擬儀器系統在移動機器人遠程監控中發揮著十分有效的作用，不僅可以有效的提升工作效率，同時還能夠實現成本投入的降低。

在移動機器人遠程網絡監控系統中，服務器端的重要功能是進行數據的接收和發送，因此服務器端的主要作用是連接系統的無線通訊部分和監控終端。在本次研究中，移動機器人遠程監控系統采用的是主從線程模式，其中主線程負責的是對串口數據進行讀取、處理和發送，并將監控對象運行過程中的移動速度、聲樂電量等參數在面板上展示出來。而從線程負責的則是對客戶端發送控制信息的過程進行監測，并在控制信息發送之后對數據進行實時讀取，寫入到串口中。

3.3 客戶端軟件的設計

客戶端機是移動機器人的監控終端，主要負責的工作是對移動機器人運行的實時數據進行監測，并根據無線通信模塊發送的信息對移動機器人發出控制命令。因此客戶端必須具備雙向傳送數據信息的功能，所以同樣采用主從線程模式進行運作。其中主線程負責的是數據的讀取和處理，并顯示在前面板上。為了方便數據查詢，可以在程序設計中設置數據存儲功能，將讀取的數據轉化為相應的文件。從線程負責的是控制了命令的發送。

在前面板設計中，應該對數據顯示形式進行拓展，在原有數值顯示的基礎上增加圖標顯示或是儀表盤顯示等功能。這樣就可以針對不同的參數選擇最佳顯示方式。此外，程序運行時可以自動在設定路徑下創建一個電子表格。

4 結語

綜上所述，基于LabVIEW的移動機器人遠程監控系統應用了網絡技術、虛擬儀器技術等多種技術共同實現對移動機器人的遠程監控，不僅在功能上實現了提升，同時也降低了成本投入，縮短了開發周期，擴大了監控范圍，具有較高的推廣價值。

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