摘 要：采用無線傳感器網絡技術設計了對移動機器人運動實時監測和控制系統。以MC13214為主控芯片，采用Zigbee協議，對以MSP430單片機為微處理器的三輪機器人小車運動狀態數據的無線采集和傳輸，利用串口通信技術與上位機進行通信。以Labview為開發平臺，構建了數據采集、分析、處理與顯示系統。
關鍵詞：移動機器人 Zigbee 無線通訊 MSP430
1引言
   隨著社會發展和科技進步，移動機器人在各行業得到廣泛的應用。移動機構主要有輪式、履帶式、腿式、蛇形式、跳躍式和復合式。輪式移動機器人具有自重輕、承載大、機構簡單、驅動和控制相對方便、行走速度快機動靈活、工作效率高等優點,而被大量應用于工業、農業、反恐防爆、家庭、空間探測等領域。本系統設計的是輪式移動機器人中最常見的機構三輪移動機器人，采用MC13214芯片實現計算機和機器人之間的無線串行通信。MSP430F1611作為機器人MCU,采用PI控制算法調節PWM波的占空比完成電機調速，依靠差速實現靈活轉向。用MSP430片內ADC采集三路加速度信號。
2系統整體概述
   系統通過三維加速度傳感器MMA7260實現對加速度的采集，以MC13214芯片按照RS232工業標準經過無線通信模塊接收上位機的命令和發送機器人運動狀態信息。機器人端用MSP430單片機控制兩個后輪的直流電機，兩個光電編碼盤實時反饋雙輪轉速給MSP430單片機，并通過片內的3路A/D模塊采集3路加速度信號，前輪采用一個萬向輪來保持機器人的平衡。上位機選用虛擬儀器開發平臺LabVIEW實現對小車運動的控制/數據的顯示和監控界面設計。在該平臺下，添加Labview Instrument I/O函數模板本身提供的Scrial子VI，通過數據連接，可以實現Labview界面和無線收發模塊的實時通信。操作人員可以用鍵盤、鼠標、操作手柄、虛擬控件等方式輸入機器人運行指令對機器人小車的運動控制,在計算機屏幕上顯示傳感器數據信息。系統框圖如圖1所示。 3系統的硬件設計
   系統采用以MC13214芯片為核心的無線通信模塊。MC13214是美國Freescale公司的一種短距離、低功耗，工作于2.4GHz的ISM（Industry Science Medical）波段，包含了Zigbee物理層（IEEE 802.15.4）協議的收發芯片。它內嵌微處理器支持點對點、星形和網形結構的網絡。芯片內部包含了低噪聲的放大器、1.0mW高頻輸出放大器、VCO（壓控振蕩器）、片內穩壓電源和擴頻編/解碼。芯片按照IEEE 802.15.4物理層規范，在2MHz寬帶的信道上實現了250kbps的速率，采用O-QPSK實現調制/解調。