开题报告模板基于WSN的移动机器人数据采集.doc

武汉理工大学
本科学生毕业设计（论文）开题报告
1、 设计目的及意义（含国内外的研究现状分析）

背景
移动机器人是一种在复杂环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。从工业制造领域到军事侦察、核工业、航空航天、服务业、医疗器械、基因工程等诸多领域，移动机器人技术都大有发展空间。在移动机器人相关技术的研究中，导航技术是实现移动机器人真正智能化和完全自主化的关键技术。移动机器人导航要求移动机器人通过传感器感知环境和自身状态，实现在动态的、有障碍物的环境中自主运动。
无线传感器网络集成了传感器、微机电系统和网络等多项技术，它提供了一种让人们直接感知广泛真实世界的手段，是一种全新的信息获取手段．无
线传感器网络已经成为当今活跃的研究领域。移动机器人和传感器网络相结合，能够以低廉的价格得到性能卓越的混合系统，可以充分利用二者之间的
优势，扩展机器人的感知空间，提升传感器网络的布局、修复、响应和控制能力。这种混合群体系统将在救援等多种领域得到广泛的应用。
近年来，对于移动机器人导航问题的研究在世界各国受到普遍关注，取得了许多颇具应用价值的成果。随着任务复杂性的增加，对移动机器人的要求也越来越智能化。本论文针对移动机器人在实际中运动，提出了将无线传感器网络（WSN）技术引入到移动机器人应用中。论文结合WSN的特点，利用其节点定位技术和无线传输功能，为机器人避障与导航提供决策支持，帮助机器人作出合理决策。
国内外研究现状
国外在移动机器人方面的研究起步较早且发展较快。在此方面有很多例子，由美国NASA资助研制的“丹蒂II”八足行走机器人，是一个能提供对高移动机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人。美国NASA研制的火星探测机器人索杰那于1997年登上火星。德国研制了一种轮椅机器人，并在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境和1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅环境中进行了实地现场表演。
国内在移动机器人的研究起步较晚 ,大多数研究尚处于某个单项研究阶段，主要有香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人。中国科学沈阳自动化研究所的AGV和防爆机器人。中国科学院自动化所自行设计、制造的全方位移动式机器人视觉导航系统。哈尔滨工业大学于1996年研制成功的导游机器人等。
本文开发的移动机器人实验系统，将无线传感器网络引入移动视器人控制，利用无线转感器网络通信范围大、感知能力强、穿透性强的特点，扩展了移动枧器人的感知空闻，有效提高了机器人的响应和控制能力。
目的
无线传感器网络和群体机器人的是当今研究的热点问题。移动机器人和无线传感器网络相结合，可以扩展机器人的感知空间，增强机器人的通信和交互能力。无线传感器网络集成了传感器、微机电系统和网络等多项技术，它提供了一种让人们直接感知广泛真实世界的手段，是一种全新的信息获取手段．无线传感器网络已经成为当今活跃的研究领域。移动机器人和传感器网络相结合，能够以低廉的价格得到性能卓越的混合系统，可以充分利用二者之间的优势，扩展机器人的感知空间，提升传感器网络的布局、修复、响应和控制能力。
意义
无线传感器网络（WSN）以其自组织，动态性，鲁棒性强等特点，近年来得到了广泛的应用。随着“物联网”的提出更是将无线传感器网络的应用价值深入到了可以影响国计民生的地步。移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。因此将无线传感器网络与机器人结合起来具有很强的研究意义。

2、基本内容和技术方案
基本内容
（1）了解当前国内外无线传感器网络与机器人结合的发展现状及其应用领域，理解传感器网络的通信原理，了解控制器原理，掌握C编程技术基本知识。
（2）根据机器人控制指令，设计传感器网络内部、传感器网络与机器人通信协议。
（3）了解红外传感器的原理，工作特点以及实验平台对环境的需求，提高数据采集的准确率。
（4）传感器节点通过串口或IIC接口与机器人进行通信，编写相应的控制程序实现传感器节点与机器人间的通信。
（5）通过实验验证系统的可行性。
技术方案
主要是结合无线传感器网络技术和移动机器人技术，通过在移动机器人上安装无线传感器节点，实现实时传输传感器采集到的数据，将WSN的sink节点通过串口连接到上位机，最终将数据在上位机显示出来。本系统主要包括机器人控制程序设计，无线传感器网络通信协议设计。

3、指导教师意见

指导教师签名：

年 月 日

注：
1．开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后两周内完成。
2．“设计的目的及意义”至少800字，“设计任务、重点研究内容及进度计划”至少600字。
3．指导教师意见：应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否？学生的论证充分否？通过学生的努力，能否完成课题，达到预期的目标？课题及报告的难度、深度、综合性、创造性等是否达到本科生应该具有的要求。
4．结论：是否同意进入设计（论文）阶段。