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1、题 目 基于CAN总线的农业采摘机器人AGV控制 系统的设计 摘 要果蔬采摘机器人的核心是一个自动机械系统，该系统可以独立选择采摘路线，感受整个身体的复杂环境，并通过编程实现各种功能。正常的状态之下，电动机带动果蔬机器人工作，机器人在一定的速度之下稳定的工作，遇到障碍之后会进行报警，带动电机进行转动可以实现整个采摘机的快速的躲避障碍，进行实时的超声波的距离，将信号返回原有的系统驱动发动机芯片控制整个电机的正常的运转，对整个电机的转速进行显示使用总线进行通讯功能的控制进行通信电路的控制实现各种功能使用c语言进行编程完成控制。果蔬采摘机器人控制系统使用自动控制技术和传感器知识包括了电机驱动和超声波
2、模块和总线控制模块，每个模块控制系统包括了很多功能在can总线技术之下来满足工作的要求对信息传输有着很大作用。关键词：AGV控制系统、超声波测距、驱动控制、CAN总线ABSTRACTThe design of AGV control system for fruit and vegetable picking robot uses multi-disciplinary knowledge such as automatic control technology, CAN bus technology and sensor technology. AGV control system inclu
3、des motor drive system, ultrasonic ranging module and CAN bus communication module.An intelligent node circuit is designed with CC430 single chip microcomputer as the core, which mainly realizes the following functions: using C language programming to complete the system control. Under normal workin
4、g environment, the motor drives the fruit and vegetable picking robot to move forward at a uniform speed. When an obstacle is encountered, an alarm is issued. At the same time drive motor steering, so that fruit and vegetable picking robot back to avoid obstacles. Real-time display of ultrasonic mea
5、sured distance on the display module, feedback to the user. Using CAN bus technology, can bus communication function is realized, and data exchange is realized by CAN Intelligent node communication circuit. In the future, any control system will contain many complex functions, which will be more and
6、 more demanding communication between nodes. The communication technology based on CAN bus can satisfy the more complex system communication. It is of great help to the design of the current mode of information transmission.Key words: AGV Control system, ultrasonic ranging, drive control,CAN highway
7、目录摘 要IIABSTRACTIII1 前 言11.1 绪论11.2 国内外研究现状21.3课题任务22系统总体设计32.1 AGV控制功能定义32.2系统工作原理32.3 AGV设计要求42.4 CAN传输流程42.5本章小结53系统硬件结构设计53.1系统模块设计53.2电源模块设计63.2.1 CC430逻辑功能73.2.2 驱动电机型号选择与设计83.3CC430单片机103.4 避障模块103.4.1系统避障设计113.4.2测距模块113.5.1 电机型号选择123.5.2 电机驱动选择123.6 数据模块读取设计133.7 报警模块电路设计133.8 CAN总线143.8.1CA
8、N收发器143.9本章小结174基于AGV控制系统软件程序设计184.1软件结构总体设计184.2CAN程序设计184.3显示程序设计194.4测距程序设计214.5驱动程序设计214.6本章小结225 PROTEUS仿真调试235.1 主程序调试235.2 Proteus仿真实验245.3结果与分析245.4本章小结25结论25致谢26参考文献27附录A：硬件设计电路图部分28VI1 前 言1.1 绪论蔬果采摘机器人通常由机械手，终传动，行走装置，视觉系统和控制五个部分组成，AGV控制系统是采蔬机器人的重要组成部分。根据设计要求，本文将重点研究AGV控制系统，本项目使用的是先进的can总线技
9、术可以进行整个系统控制，达到设计要求进行AGV控制系统需要一些设备，工作到操作员的准确位置，选择最佳的路线可以将采摘的水果和蔬菜运送到仓库，控制系统使用超声波传感器进行信号的收集和数据的处理，控制系统需要控制整个采摘机器人的供电也需要对控制系统自身输电需要进行整个采摘机器人的全面的控制。AGV系统是整个控制的核心需要进行整个系统的快速的定位。蔬果采摘机器人的核心是一个自动机械系统，可以独立选择采摘路线，感受到整个人体的复杂环境，并可以通过编程实现多种功能，通常采用机械制造技术。 ，汽车电子，传感器技术，网络通信等多学科领域，通过广泛使用各种技术，采摘机器人可以执行来自操作员的多个命令，防止操作
10、员进入复杂的农业环境，有效提高了采摘效率，是采摘机器人的生产方法。改变水果和蔬菜，然后实现水果和蔬菜作物的工业化生产。根据近几年中国农业机械发展的现状，2017年中国农业机械行业的增速高达9.1，这些数据充分表明，我国机械化收割的研究将具有重要意义。但是，果蔬收割机无法达到批量生产的水平，目前，我国主要是通过劳力完成果蔬采摘任务，不仅采摘效率很低，但是成本显然很高。程序设计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行
11、输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。基于can总线技术进行自主的智能采摘机器人开发，控制系统可以进行采摘过程控制，在较为复杂的环境很好的平稳工作可以进行采摘过程快速的躲避障碍物，使用超声波传感器进行信息收集进行采摘机器人的工作状态执行。1.2 国内外研究现状 国外的很多国家队果蔬采摘机器人研究较早，日本的公司进行番茄采摘机器人研究是松下公司研发，松下公司进行产品的测试和销售对无线的通信技术广泛的使用可以进行番茄的快速的采摘和选取需要对时间进行控制。 欧洲国家队水果的采摘机器人研究较多，西班牙的一些科学家对柑橘机器
12、人研究较多，机器人需要工人进行快速的驱动和大型设备驱动。通过光学系统进行水果的比较需要进行水果成熟的检验，设计的机器人工作效率较高采摘的整体速度较快，可以进行高效的工作，节省了大量的劳动力和相应的时间的节约，机器人可以对采摘的水果和蔬菜进行快速的分类。我国的果蔬采摘机器人发展较晚，对采摘机器人的研究也是较少，华南大学对水果的采摘机器人研究较多，研发了荔枝采摘机器人可以根绝视觉技术进行水果目标的确定和使用数学的方法进行最佳的采摘路线的选择和进行整个水果的夹具的快速的加紧，我国的技术水平还是需要提升对机器人的控制还是需要加强需要在设备之上进行优化和整体的各个部分的改变和相应的性能全面的提升。程序设
13、计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。1.3课题任务使用MCU作为主要的芯片进行控制可以提升整个系统的存储功能连接电机进行芯片控制进一步的控制整个电动机的速度使用正弦波进行控制来进行电机速度的精度提升可以提升整个系统的数据传输的及时特性和相应的稳定性能需要进行技术的通信控制和AGV控制系统的应
14、用，使用的用户可以通过改变采摘的机械手来完成各种采摘的工作需要对AGV系统进行研究。本章通过分析国内外果蔬采摘机器人的现状，提出本文的来龙去脉，并介绍了国内外果蔬采摘机器人的研究进展和不足，目前很难找到一种商用的采摘机器人。实现果蔬采摘机器人的生产。对原有的采摘机器人的性能进行提升，不断的改变原有性能。2系统总体方案设计2.1 AGV控制功能定义使用总线技术和传感器技术的应用开发了一种AGV模式系统包括了驱动部分和传感器数据收集部分和总线控制部分，控制系统可以实现一些主要功能。超声波报警技术应用在采摘机器人和障碍物在一定的距离之内，在超过安全距离之后需要进行报警，蜂鸣器会进行工作进行快速的报警
15、。建构器可以使用总线进行总线的通信网络和快速的传输。自动测量超声波测量信息之后需要进行安全距离的设置，在电机驱动之下可以躲避障碍物和相应的安全距离的控制需要小于30cm，不再安全的距离之内工作电机会停止转动。程序设计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。根据果蔬的特征进行准确的采摘，机器人会根据
16、相应的循迹进行视觉颜色的控制，机械手可以完成准确抓取和进行装卸操作，机器人的视觉系统是根据货物的特征，机器的视觉系统可以进行很好的准确的抓取果蔬可以进行快速的采摘。小车的循环模块使用机器人的视觉系统很好的进行规定的路线行走使用有限的基站实现准确的快速的工作可以进行机器人的视觉识别和对系统的快速的智能识别，进行信息很好的反馈进行路线很好的规划和整体的反馈系统的控制。2.2系统工作原理系统的控制选择的是430单片机，使用超声波传感器进行距离的快速的数据采集传递给控制芯片，通过芯片控制之后会进行数据的很好的显示对LCD的显示屏的数据显示，当整个测量的距离小于90cm时候会将信号传递给蜂鸣器进行快速的
17、报警，控制整个电机额运行速度需要将速度很好的降低。测试的距离小于40cm的时候需要将信号传递，系统的蜂鸣器会快速的报警发送警报，控制整个电机的快速的减速将整个电机快速的停止工作，需要在安全的距离之内进行行驶在一定的速度之下进行工作，使用can总线系统控制进行数据的快速的传递和进行信息的快速的交换和完成整个网络的快速的通信。通信系统的控制使用430单片机，需要对距离测量和数据的快速的处理，对数据快速的处理之后进行整个报警电路的控制进行整个电机芯片的控制和电机参数的设计需要进行整个信息的快速的网络的交换和相应的系统的总的结构设计。系统的总体结构图如图2-1所示： 图 2-1系统总体结构框图2.3
18、AGV设计要求进行果蔬的采摘之后需要对机器人和障碍物之间距离的测量，设计的安全距离是80cm。测量的距离小于80会显示警报，在30之内会发生报警正常的行驶速度为15，当小车的距离障碍物过近的时候需要进行整个电机的工作，电机会进行快速的反转停止工作改变原有的行进路线需要控制整个行驶的距离，果蔬采摘机器人的重量需要控制在30kg，最大的斜度不能超过20，需要系统的总线完成工作满足整个构造参数的功能和整体的功能完善。程序设计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总
19、的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。当由AGV控制系统设计通信程序时，将使用keil软件4.0版对该程序进行编译和测试，并在运行并更正后，在Proteus 8.0仿真软件中调用该程序，并激活AGV控制系统的所有功能。2.4 CAN传输流程使用430芯片作为总的系统控制，进行距离信息采集控制整个驱动系统显示擦亮距离和蜂鸣器报警进行电路的数据交换实现快速的通讯。回波检测技术可以在距离的测量之中使用使用调速器进行电动机控制使用电机驱动芯片进行电机的驱动系统工作，使用LCD模
20、块进行数据显示进行显示的距离控制和转速控制。采用总线的技术进行信息传输和整个总的传输方式控制设计了智能节点和通信电路设计需要提升整个通信线路的设计。2.5本章小结进行果蔬的采摘之后需要对机器人和障碍物之间距离的测量，设计的安全距离是80cm。测量的距离小于80会显示警报，在30之内会发生报警正常的行驶速度为15，当小车的距离障碍物过近的时候需要进行整个电机的工作，电机会进行快速的反转停止工作改变原有的行进路线需要控制整个行驶的距离，果蔬采摘机器人的重量需要控制在30kg，最大的斜度不能超过20，需要系统的总线完成工作满足整个构造参数的功能和整体的功能完善。3系统硬件设计3.1系统模块设计通信电
21、路的设计师硬件系统核心进行整个果蔬采摘机器人控制实现系统的数据转换和命令传输进行单片机的主要的控制芯片设计需要对节点硬件系统设计包括了主电路模块和单片机控制系统，系统的组成是有晶体模块和复位电路，超声波模块和显示模块组成，使用显示模块数据处理和蜂鸣器的组成。通信模块需要有总的控制器和接线系统的控制实现各种控制功能和整个系统的硬件控制构如图3-1所示图3-1系统总体结构图硬件图3.2电源模块设计电源模块的控制是整个系统的重要组成，功能可以完成整个控制系统的信息处理进行超声波模块的时钟电路设计整个单片机的内存较大，430单片机可以进行单片机功能完善单片机的存储性能较好。51单片机的应用较早，cc4
22、30单片机性能可以改变原有的51单片机性能，整个系统的控制精度更高。CC430内部引脚图如图3-2，引脚功能介绍如下：VCC引脚（60脚）：电源输入，接5V电源。通常情况下，在原理图中默认不作显示。GND引脚（20脚）：接地线，通常情况下，在原理图中与VCC脚一样不作显示。XTAL1脚（21脚）、XTAL2（10脚）：这两个引脚是外部连接晶振的引脚，19脚为晶振电路输入端，18脚为输出端。图3-2 CC430单片机内部引脚图3.2.1 CC430逻辑功能选择的型号是LM98N芯片，单片机的定时器T0和T1工作对定时器的初始值设置进行不同的输入和输出进行信号脉冲控制，单片机的驱动能力较差不能直接
23、驱动电机工作进行芯片的引脚工作和相应的电机的串联进行整个电机转动的方向的控制。电机驱动模块的电路图如图3-3：图3-3 电机驱动模块电路图驱动模块的连接方式是通过L298N电机芯片进行引脚控制使用各个引脚的工作来控制整个电源的正常的工作进行电机两端的快速的连接和整个芯片的快速的驱动。OUT1脚（2脚）和OUT2脚（3脚）分别接电机两端。L298N电机驱动芯片的逻辑功能见表3-3：表3-3 L298N电机驱动芯片逻辑功能表IN1IN2ENA电机状态XX0停止101正转011反转000停止110停止3.2.2 驱动电机型号选择与设计T=ma+mgfcos+sinrniKNm当果蔬采摘机器人小车在平
24、地行驶时加速度a约为0.5m/s2，查参考资料可知AGV小车车轮与地面摩擦系数在0.037到0.3之间，取f为0.15，为0.85。此时电机负载力矩、转速、功率计算如下：T=ma+mgfcos+sinrniKNm即T=301.5+159.80.15cos360+sin360252350.85=0.28KNmn1=V2ri60r/min即n1=12ri60=45rminP=Tn19.549KW即P=0.89559.549=8KWT=ma+mgfcos+sinrniKNm即T=300.4+309.80.15cos20+sin20252350.85=0.4KNmn2=V2ri60r/min即n2=0
25、.52ri60=50rminP=Tn29.549KW即P=1.47009.549=10KW经计算，电机驱动功率要大于10KW,查表选择深圳市一帆科技有限公司的型号为JGB37-520的直流电机。电机具有低静音、大扭力的优点，采用全金属齿轮构造。该电机直径尺寸为80mm，轴长为30mm，轴径为10mm，工作时电压为12V，产品功率最大15KW，空载转速为800rpm，工作电流2.2A,最大扭矩为0.5KG.CM。按键电路图如图3-4：图3-4 电机按键电路图3.3CC430单片机最小的工作系统单元室进行时钟电路设计进行复位电源工作和电源控制需要设计晶体的振荡回路和复位回路进行稳压器的设计需要进行
26、电动机电源的快速的转换控制在电压为5V，采用微型计算机和传感器的控制，整个驱动电机进行整个系统的快速的供电。电源转换图如图3-5所示：图3-5电源转换图3.4 避障模块 超声波测距是对小车和障碍物之间距离的测试，采用各个模块的超声波传感器组成设计的结构简单可以使用性能较好的超声波传感器进行工作，超声波传感器的控制的距离在3cm到80cm之间需要工作的频率在35hz，在采摘机器人工作过程会遇到障碍物，需要对系统的障碍物之间的距离进行检测需要在系统的显示模块进行整个距离的快速的显示。超声波的传感器的工作原理是单片机的引脚进行接地进行高电平的使用需要系统发出脉冲信号进行传感器的工作整个引脚会正常的工
27、作，传感器在一定的工作位置之后会进行信号的快速的反射和相应的超声波传感器的正常工作，超声波会接收信号最后进行整个距离的测量需要满足相应的工作的要求进行整个晶振电路的设计需要控制在一定的范围之内。3.4.1系统避障设计晶振的电路是单片机进行控制，使用超声波传感器进行工作进行单片机的工作的功率的输出和进行信号接收时间的控制整个频率不能过大需要控制在6mhz，单片机进行信号的接收和进行信号的处理速度控制在一定的时间之内需要控制整个单片机稳定的工作系统选择的晶体振荡器是12mhz，需要进行硬件节点电路在相应的电容范围之内进行工作需要进行整个电容的控制进行单片机引脚的连接和相应的电容器的快速的工作对整个
28、系统起到了很好的稳定作用。本文设计的晶体振荡器的电路图如图3-6所示图3-6晶体振荡器的电路图复位电路的设计师对程序运行出现了不正常的工作情况和出现了死机现象需要在开始的位置进行工作，设计一个复位按键进行快速的复位和单片机的低电平使用需要进行很好的单片机的工作进行复位电路的很好的工作，单片机对电容进行快速的充电和放电需要进行电阻的使用和设计在正常的工作状态之下进行需要进行单片机的复位的快速的工作来进行高电平的工作需要进行电阻的正常工作。本文设计的复位电路如图3-7图3-7 CC430单片机内部复位电路图3.4.2测距模块系统采用 HC-SR04 超声波测距模块，该模块集成了发射和接收电路，测距
29、范围为2-400 cm,测距精度可达3 mm,模块电路如图3-13所示。图3-13超声波测距模块电路图发射工作的部分单片机是153单片机和232单片机可以进行电平的快速转换和进行电压的幅值控制，提升整个系统的发射的功率进行整个系统的运算放大器进行工作和整个超声波信号接收和进行整体的设计。在图3-13 中, HC-SR04(J1)模块有 VCC、GND、TRIG 和 ECHO 四个接口。其中:ECHO为接收端口，与EM78P153单 片机的P67引脚相连；TRIG为发射触发端口，与P50 管脚相接。系统只需在TRIG端口发出一个大于10 “S 宽的高电平。3.5 电机型号选择HC04超声波传感器
30、的工作优点是进行高端的运算和进行信号的采集快速的放大和对超声波信号的工作电压的控制需要进行信号的快速的传输和对测距的工作条件的电流控制在一定的电压之内，工作的电压也是较小需要进行工作电流的控制，可以满足超声波传感器的正常的工作来满足整个模块的工作的要求。HC-SR04超声波传感器模块的性能参数见表3-1，模块各引脚功能见表3-2：表3-1 HC-SR04超声波传感器模块性能参数表产品名称HC-SR04超声波传感器工作频率40Hz工作电压5V射程范围2cm-400cm工作电流15mA模块尺寸45*20*13mmHC-SR04超声波传感器模块各引脚的功能见表3-2：表3-2 HC-SR04超声波传
31、感器模块引脚功能表超声波传感器模块引脚功能VCC电源+5VTrig触发（输入）Echo回声（输出）GNDGND（电线接地端）超声波传感器的连接模块需要进行不带电的连接进行一端的带电控制进行连接进行模块的优先连接进行整个系统的正常的工作。3.5.2 电机驱动选择系统的控制选择的是430单片机，使用超声波传感器进行距离的快速的数据采集传递给控制芯片，通过芯片控制之后会进行数据的很好的显示对LCD的显示屏的数据显示，当整个测量的距离小于90cm时候会将信号传递给蜂鸣器进行快速的报警，控制整个电机额运行速度需要将速度很好的降低。测试的距离小于40cm的时候需要将信号传递，系统的蜂鸣器会快速的报警发送警
32、报，控制整个电机的快速的减速将整个电机快速的停止工作，需要在安全的距离之内进行行驶在一定的速度之下进行工作，使用can总线系统控制进行数据的快速的传递和进行信息的快速的交换和完成整个网络的快速的通信。驱动系统结构图如图3-8：图3-8 驱动系统结构图3.6 数据模块读取设计 表3-4 LM016L模块引脚功能表引脚引脚功能引脚引脚功能VSS口电源地RW口读/写选择VD口、VE口5V电源E口模块使能端RS口数据/命令选择D0口-D7口双向数据口3.7 报警模块电路设计本文的设计应用在安全的距离较小可以进行警报发出进行红灯闪烁，报警模块电路设计包括了两个部分，一个是LED显示，另一个是蜂鸣器电路，
33、蜂鸣器进行单片机的控制器使用和相应的引脚使用，使用红色的二极管发光，将电进行转换，红色二极管进行极性使用，正向进行电压的设计，进行电路接通之后进行led点亮不然不会被点亮，进行点亮可以是否发光。进行工作电压的大小为20mA左右。需要控制电压大小为几十毫安，串联的电阻需要控制在一定的范围之内。图3-9报警模块电路图3.8 CAN总线进行开始功能全面的控制使用Can总线进行汽车检测和控制，设计的系统采用博世公司，研究半导体的技术规范和进行总线设计进行总线的安装，总线有很多的特点包括了以下优点用户可以删除数据进行通信模式进行数据兼容，可以进行很多节点使用传输的距离为10km数据传输为1ps进行总线的
34、连接和系统分开进行独立工作，进行各个优先级的总的访问和总的架构设计和进行总的消耗的控制，消息的数据控制在一定的范围之内进行多个字节数据的处理和使用。3.8.1CAN收发器 CAN 通信接口电路设计实现的主要功能是：整个控制系统信息的接收和处理。在设计接口电路时的主要任务主要是进行CAN控制器和收发器的选定。CAN智能节点硬件电路与安装的超声波传感器模块一起工作，智能节点采集超声波传感器所测量和电机反馈的数据。超声波测量距离数据和电机转速数据通过CAN通信的方式将数据发送到CAN总线网络之中。CAN总线的通讯原理是：总线收发器与CAN总线之间通过CAN_High及CAN_Low信号线（双绞线）相
35、连。由于CAN_Tx（发送）和CAN_Rx（接收）使用普通的类似TTL逻辑信号，而CAN_High及CAN_Low是一对差分信号线。当CAN节点需要发送消息时，CAN控制器将通过CAN_Tx线路将需要发生的信息发送到CAN发送器。然后数字逻辑信号由发送器转换为差分信号。接着，通过两条信号线（双绞线）CAN_High和CAN_Low输出到CAN总线网络之中10。图3-10CAN通信节点电路图CC430单片机控制的核心是CAN进行节点硬件控制，CAN控制器和CAN接收器和进行总的线路控制，进行总的接线设计和进行构建完整的单元和进行总的通信电路设计，硬件电路设计进行总的线路设计。CAN总线连接整个控
36、制器进行控制器连接到单片机，进行单片机的信息采集，按照一定的连接方式进行总的编码和相应数据流和进行数据转换和进行控制器的节点控制和安装独立的控制器进行使用，设计的CAN总线方式较多，进行芯片的引脚控制。SJA1000芯片引脚功能见表3-5：图3-11SJA1000总线控制器的引脚图表3-5SJA1000芯片引脚功能表引脚功能引脚编号功能AD0-AD7地址/数据复用总线VDD3输出驱动器5V电源ALEALE信号TX0输出驱动器0到物理总线输出CS片选输入TX1输出驱动器1到物理总线输出RD读信号VSS3输出驱动器地WR写信号INT中断输出端CLKOUT时钟输出信号RST复位输入端VSS1逻辑电路
37、地VDD2输入比较器5V电源XTAL1振荡放大器输入RX0、RX1物理总线至输入比较器输入端XTAL2振荡放大器输出VSS2输入比较器地MODE方式选择输入端VDD1逻辑电路5V电源CAN总线收发器连接到控制器和CAN总线，它的作用是把TTL信号转换成为CAN标准的差分信号。总线收发器直接连接到总线的物理实体12。CAN智能节点电路配备个CTM1050T型收发器芯片。该芯片由广州致远电子有限公司生产，进行控制器和物理总线间的接口。芯片尺寸为19*16mm，工作温度范围为-40至+85.CTM1050总线收发器的引脚图见图3-12，CTM1050芯片性能参数和引脚功能见表3-6： 图3-12 C
38、TM1050T总线收发器引脚图表3-6 CTM1050T总线收发器引脚功能表引脚功能引脚功能VCC5V电源RXDSJA1000控制器接收端VDD、GND电源地CANHCANH信号线连接端TXDSJA1000控制器发送端CANLCANL信号线输出端3.9本章小结CC430单片机控制的核心是CAN进行节点硬件控制，CAN控制器和CAN接收器和进行总的线路控制，进行总的接线设计和进行构建完整的单元和进行总的通信电路设计，硬件电路设计进行总的线路设计。4基于AGV控制系统软件程序设计4.1软件结构总体设计CC430单片机控制器进行通信节点设计可以进行数据传输和超声波距离采集和进行电机转速控制和进行数据
39、显示和功能完成需要硬件系统控制和进行设计开发环境的工具是keil进行总的通讯模块设计和显示模块设计和电机程序控制。4.2CAN程序设计程序设计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。图4-1 CAN总线通信流程图4.3显示程序设计LM016L显示模块程序先对LCD屏幕进行初始化，接着开始接收CC4
40、30单片机写命令，然后开启写命令接收高电平拉低最后开始写数据。初始化程序分析如下：void lcdInit( ) E=0; write_command(0x38);/设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口 write_command(0x0c);/设置开显示，不显示光标 write_command(0x06);/ 写一个字符后地址指针加1 write_command(0x01);/显示清0，数据指针清0LM016L模块显示程序流程图如图4-2：图4-2 LM016L模块显示程序流程图4.4测距程序设计超声波测距子程序的任务是将起始脉冲信号 (脉冲宽度大概是为10s)发送到Trig引脚并扫描
41、标志位Echo。一旦Echo为高电平，开始计时14。最终完成对距离的计算。超声波传感器模块测距程序流程图如图4-3：图4-3 超声波模块测距程序流程图4.5驱动程序设计本部分程序的设计任务是控制电机。设计要求是当测距反馈信息大于80cm时，电机显示转速并且正常行驶。测距反馈信息小于30cm时，电机逐渐减速后停停止，最后电机反转实现后退。电机驱动程序流程图如图4-4：图4-4 电机驱动程序流程图4.6本章小结本章设计了AGV控制系统的软件通讯程序，实现了各硬件之间的信息交换。分别实现了超声波传感器模块通信程序、电机控制系统通信设计、CAN智能节点电路通信程序。通过各部分的软件程序设计，完成了AG
42、V控制系统间的信息传送与接收任务。定义了各节点间交换的信息格式，给出了设计流程图和设计关键程序代码，达到了相关设计要求。5 Proteus仿真调试5.1 主程序调试在编写完AGV控制系统的程序之后，使用Proteus软件进行驱动控制系统和超声波测距系统的程序调试。程序调试步骤如下：部分程序测试结果如图5-1：图5-1 AGV控制系统部分程序测试结果图5.2 Proteus仿真实验在测试完主程序之后，使用Proteus进行仿真实验。根据电路原理图，新建File仿真工程。分别画出超声波测距、驱动转向系统、LCD显示等部分的仿真原理图。接着，Proteus8.0仿真软件自动调用已编译好的“.hex”
43、文件夹下的程序，点击Debug工具栏下的运行按钮进行仿真运行。测距为27cm时，系统测试结果仿真图如图5-2：.图5-2 测距27cm时系统仿真结果图5.3结果与分析程序设计需要满足要求进行不同的标识符的设计需要进行时间节点的控制进行总的信息的数据的字数控制和数据的很好的控制进行总的数据控制和进行总的结尾控制。初始化设计的程序需要进行通讯的初始化和总的通信参数的设计进行初始化的模式时间的控制进行输出控制器的寄存控制和相应的超声波的数据的控制和测量进行总的数据的快速的传输和进行总的接线方式的控制和数据的集中处理。5.4本章小结详细给出了电机、传感器等各部分硬件的接口实物图。对各个引脚的匹配安装做
44、出了详细说明，通过组装调试软件系统和硬件系统完成了整个果蔬采摘机器人AGV控制系统的设计。在安装完成之后，进行了各项功能的测试，通过测试验证了系统设计的可行性。结论在现代科学技术飞速发展的背景下，汽车电子领域成熟的Can-Bus技术被应用于果蔬采摘机器人的AGV控制系统的研究，完成了指导老师指定的论文设计以及我在本文中学到的电子技术，传感器技术和总线技术，对开放式AGV控制系统的研究仍将是果蔬收割机器人研究的最重要，最困难的方面，是必不可少的。果蔬采摘机器人研究的一部分，整个论文中果蔬采摘机器人的AGV控制主要完成以下设计任务：1. CC430是主控制器。通过添加SJA100总线控制器，可以显
45、着提高程序的执行速度和效率。它可以满足CAN总线通讯的实时性和快速性要求。2.借助超声波模块的反馈，完成警报功能，然后通过cc430芯片微机对电机进行有效控制来实现避障功能。3.数据传输采用CAN2.0通信的CAN2.0a协议，采用CC430 MCU作为微控制器，ctm1050t作为CAN节点的收发器，超声波测距和电机控制使整个节点更高效，功耗更低。由于时间和级别的限制，此构造仍存在许多缺点：1.果蔬采摘机器人的AGV控制可以实现GPS定位，环境监测等其他功能。2. CAN总线节点的最大容量为110，具有非常广泛的研究深度，可以扩展各种CAN总线节点电路的设计。3.随着网络通讯技术的飞速发展，
46、它可以扩大网络通讯技术的应用范围，以检验果蔬采摘机器人的AGV控制系统。蔬果采摘机器人通常由机械手，终传动，行走装置，视觉系统和控制五个部分组成，AGV控制系统是采蔬机器人的重要组成部分。根据设计要求，本文将重点研究AGV控制系统，本项目使用的是先进的can总线技术可以进行整个系统控制，达到设计要求进行AGV控制系统需要一些设备，工作到操作员的准确位置，选择最佳的路线可以将采摘的水果和蔬菜运送到仓库，控制系统使用超声波传感器进行信号的收集和数据的处理，控制系统需要控制整个采摘机器人的供电也需要对控制系统自身输电需要进行整个采摘机器人的全面的控制。AGV系统是整个控制的核心需要进行整个系统的快速的定位。蔬果采摘机器人