摘 要：采用无线传感器网络技术设计了对移动机器人运动实时监测和控制系统。以MC13214为主控芯片，采用Zigbee协议，对以MSP430单片机为微处理器的三轮机器人小车运动状态数据的无线采集和传输，利用串口通信技术与上位机进行通信。以Labview为开发平台，构建了数据采集、分析、处理与显示系统。
关键词：移动机器人 Zigbee 无线通讯 MSP430
1引言
   随着社会发展和科技进步，移动机器人在各行业得到广泛的应用。移动机构主要有轮式、履带式、腿式、蛇形式、跳跃式和复合式。轮式移动机器人具有自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快机动灵活、工作效率高等优点,而被大量应用于工业、农业、反恐防爆、家庭、空间探测等领域。本系统设计的是轮式移动机器人中最常见的机构三轮移动机器人，采用MC13214芯片实现计算机和机器人之间的无线串行通信。MSP430F1611作为机器人MCU,采用PI控制算法调节PWM波的占空比完成电机调速，依靠差速实现灵活转向。用MSP430片内ADC采集三路加速度信号。
2系统整体概述
   系统通过三维加速度传感器MMA7260实现对加速度的采集，以MC13214芯片按照RS232工业标准经过无线通信模块接收上位机的命令和发送机器人运动状态信息。机器人端用MSP430单片机控制两个后轮的直流电机，两个光电编码盘实时反馈双轮转速给MSP430单片机，并通过片内的3路A/D模块采集3路加速度信号，前轮采用一个万向轮来保持机器人的平衡。上位机选用虚拟仪器开发平台LabVIEW实现对小车运动的控制/数据的显示和监控界面设计。在该平台下，添加Labview Instrument I/O函数模板本身提供的Scrial子VI，通过数据连接，可以实现Labview界面和无线收发模块的实时通信。操作人员可以用键盘、鼠标、操作手柄、虚拟控件等方式输入机器人运行指令对机器人小车的运动控制,在计算机屏幕上显示传感器数据信息。系统框图如图1所示。 3系统的硬件设计
   系统采用以MC13214芯片为核心的无线通信模块。MC13214是美国Freescale公司的一种短距离、低功耗，工作于2.4GHz的ISM（Industry Science Medical）波段，包含了Zigbee物理层（IEEE 802.15.4）协议的收发芯片。它内嵌微处理器支持点对点、星形和网形结构的网络。芯片内部包含了低噪声的放大器、1.0mW高频输出放大器、VCO（压控振荡器）、片内稳压电源和扩频编/解码。芯片按照IEEE 802.15.4物理层规范，在2MHz宽带的信道上实现了250kbps的速率，采用O-QPSK实现调制/解调。