điều khiển scorobot - ev qua mạng bằng cần điều khiển

Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  ĐỖ VĂN THÁI ĐIỀU KHIỂN SCOROBOT - EV QUA MẠNG BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Điện tử - Vi hệ thống và điều khiển tự động Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Vinh Quang HÀ NỘI – 2008 Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 1 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2 MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I 5 ĐIỀU KHIỂN SCORBOT BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN 5 1.1. TỔNG QUAN VỀ SCORBOT – ER VPLUS 5 1.1.1. Về cấu trúc: 5 1.1.2. Không gian làm việc: 6 1.1.3. Các motor, bộ giải mã, và các công tắc: 6 1.1.4. Bộ điều khiển: 7 1.1.5. Hoạt động của robot: 8 1.1.5.1. Chế độ trực tiếp: 8 1.1.5.2. Chế độ bằng tay: 8 Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 2 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển 1.1.6. Hệ thống cùng làm việc: 9 1.2. ĐIỀU KHIỂN SCORBOR – ER VPLUS BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN 11 1.2.1. Điều khiển robot trong chế độ bằng tay: 11 1.2.2. Phần mềm Autohotkey 11 1.2.3. Chương trình điều khiển 13 1.2.4. Cần điều khiển (Joystick): 19 1.2.5 Kết quả điều khiển 20 CHƯƠNG II 22 ĐIỀU KHIỂN ROBOT QUA MẠNG 22 2.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG INTERNET 22 2.1.1.Mô hình tổng quát của mạng Internet: 22 2.1.2. Hệ thống địa chỉ và cơ chế truyền dữ liệu trong mạng Internet: 24 2.2. Giới thiệu về phần mềm remote desktop control: 31 Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 3 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển 2.2.1. Remote Desktop Protocol (RDP): 32 2.2.2. Phần mềm remote desktop: 38 2.3. KẾT QUẢ ĐIỀU KHIỂN THỰC TẾ: 42 KẾT QUẢ 45 PHẦN LÝ THUYẾT: 45 PHẦN THỰC HÀNH 45 MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 4 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển LỜI CẢM ƠN Trước hết cho phép em được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Thạc sĩ Nguyễn Vinh Quang, người đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện có thể để giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn. Cũng cho phép em được cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện tử - viễn thông , đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Điện tử và Kĩ thuật máy tính đã giúp đỡ em về trang thiết bị cũng như các điều kiện có thể để em có thể hoàn thành luận văn này. Xin cảm ơn những người bạn đã luôn ủng hộ và trợ giúp tôi trong suốt thời gian làm luận văn. Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 5 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài “ Điều khiển scorbot – ev qua mạng bằng cần điều khiển” nghiên cứu việc điều khiển robot từ xa qua mạng máy tính (LAN, WAN, INTERNET) sử dụng cần điều khiển và camera quan sát. Hệ thống này gồm 2 phần chính: Phần 1: Điều khiển Scorbot – Ev bằng cần điều khiển sử dụng phần mềm autohotkey. Điều khiển robot trong chế độ trục và chế độ tọa độ XYZ. Dùng cần điều khiển kết nối với máy tính thay thể điều khiển bằng bàn phím máy tính giúp cho việc điều khiển dễ dàng và hiệu quả hơn. Phần 2: Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng máy tính sử dụng phần mềm remote desktop. Khi đó robot được nối với một máy tính có camera quan sát và truyền hình ảnh qua mạng đến một máy tính khác, người điều khiển quan sát hình ảnh robot và dùng cần điều khiển điều khiển hoạt động của robot qua mạng. Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 6 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển MỞ ĐẦU Từ khi ra đời, các robot không ngừng được cải tiến và hoàn thiện để ngày càng giúp ích cho con người. Chúng dần thay thế con người trong những công việc nặng nhọc, trong những môi trường độc hại, mà con người không thể làm việc. Muốn vậy hoặc là cần có các robot đủ thông minh để hoạt động độc lập, chúng có thể tự làm việc theo một chương trình nhất định, nhưng cũng phải xử lý được những tình huống xảy ra không dự đoán trước được. Hoặc là các robot có khả năng liên lạc từ xa để con người có thể điều khiển chúng mà không phải có mặt trong môi trường không mong muốn. Những robot tự vận hành phải được trang bị những sensor, những bộ cảm biến nhạy cảm để chúng có thể xác định được điều kiện cũng như trạng thái của môi trường mà chúng làm việc từ đó mới có khả năng thích nghi và đáp ứng được với những điều kiện đó. Phần mềm viết cho những robot này cực kì phức tạp và công phu tạo cho chúng một bộ óc đủ thông minh để có thể tự hoạt động. Đối với những robot có khả năng điều khiển từ xa, cần phải có một hệ thống được trang bị các thiết bị để theo dõi hoạt động của robot, chẳng hạn một camera thu hình ảnh của robot. Hệ thống cũng cần phải có phần tạo ra các tín hiệu điều khiển, robot sẽ phải được trang bị để có khả năng nhận các tín hiệu điều khiển này và thực hiện. Phương tiện để liên lạc từ xa với các robot thông qua mạng Internet/LAN. Đã có nhiều nghiên cứu và xây dựng thành công các hệ thống như vậy. Một bài toán đặt ra là cần phải quan sát được một robot di động, rồi căn cứ vào hình ảnh nhận được để điều khiển robot. Yêu cầu quan trọng nhất của hệ thống là phải điều khiển và quan sát được từ xa và phải đáp ứng được tính thời gian thực. Để dễ dàng điều khiển robot ta không thể dùng bàn phím của máy tính mà yêu cầu có một thiết bị điều khiển dễ dàng và linh hoạt hơn. Chúng ta sẽ sử dụng cần điều khiển để điều khiển robot đượct thuận lợi và hiệu quả cao hơn. Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 7 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Mô hình đề tài được chỉ ra dưới đây: Đây là một đề tài đơn giản nhưng nếu được mở rộng thì sẽ có nhiều ứng dụng trong thực tế: Điều khiển robot trong các nhà máy có môi trường độc hại mà con người không thể tiếp cận và làm việc được. Mạng máy tính ngày càng trở nên phổ biến và mang lại nhiều lợi ích cho con người giúp công việc con người trở nên tiện lợi và năng động hơn. Điều khiển robot trong xí nghiệp một cách tự động, không cần công nhân viên điều khiển trực tiếp mà điều khiển qua mạng internet khi đây chúng ta có thể ngồi ở một nơi nào đó điều khiển nhiều máy móc cùng một lúc. Một hệ thống bảo vệ trong một toà nhà: Trong một toà nhà có thể đặt nhiều camera, các hình ảnh thu từ các camera được truyền trực tiếp về một trung tâm quan sát, từ trung tâm này người bảo vệ có thể điều khiển các trạm gác có các camera đó theo dõi. Kết hợp với xử lý ảnh để tạo ra một robot có khả năng nhận biết các vật thể, tìm đường, từ đó ứng dụng cho việc phân loại sản phẩm, cảnh báo tự động Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 8 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển CHƯƠNG I ĐIỀU KHIỂN SCORBOT BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN 1.1. TỔNG QUAN VỀ SCORBOT – ER VPLUS. 1.1.1. Về cấu trúc: SCORBOT – ER Vplus là loại robot thẳng đứng, với 5 khớp quay, với kẹp được gắn vào, robot có 6 bậc tự do. Thiết kế này cho phép robot có thể làm việc trong một không gian rộng. Sự chuyển động của các khớp chỉ ra ở bảng dưới: STT Tên khớp Chuyển động Góc làm việc tối đa Số thứ tự motor 1 Khớp đế (Base) Quay thân robot 3100 1 2 Khớp vai (Shoulder) Nâng và hạ cánh tay trên robot +1300/-350 2 3 Khớp tay (Elbow) Nâng và hạ cánh tay robot +-1300 3 4 Khớp cổ (Wrist Pitch) Nâng và hạ bộ chấp hành cuối (Đầu kẹp) +-1300 4+5 5 Cổ xoay (Wrist Roll) Quay bộ chấp hành cuối Không giới hạn 4+5 + Đầu kẹp ( Gripper) có khả năng mở kẹp tối đa là 75mm. 1.1.2. Không gian làm việc: Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 9 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Độ dài và góc làm việc của các khớp làm cho không gian làm việc SCORBOT – ER Vplus có dạng là một hình cầu gần như khép kín ở tâm robot. Hình chiếu của không gian này xuống bề mặt đế của robot là một vòng tròn gần gần kín có bán kính là 610mm. Độ cao cực đại của không gian làm việc là 1040mm. 1.1.3. Các motor, bộ giải mã, và các công tắc: Khóa luận tốt nghiệp Đỗ Văn Thái 10 [...]... tốt nghiệp 24 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển 1.2.5 Kết quả điều khiển: Khóa luận tốt nghiệp 25 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Khóa luận tốt nghiệp 26 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển CHƯƠNG II ĐIỀU KHIỂN ROBOT QUA MẠNG 2.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG INTERNET 2.1.1.Mô hình tổng quát của mạng Internet: Như trong... việc chế độ XYZ Prees: x XYZ MODE 1.2 ĐIỀU KHIỂN SCORBOR – ER VPLUS BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN Khóa luận tốt nghiệp 15 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển 1.2.1 Điều khiển robot trong chế độ bằng tay: Để điều khiển trực tiếp hoạt động của các khớp robot từ bàn phím, chế độ điều khiển bằng tay phải được khởi động Các phím chức năng dùng để điều khiển hoạt động của robot * Khi hệ hoạt... dùng để điều khiển là sản phẩm của hãng Logitech Cần điều khiển này có 1 núm điều khiển và 9 phím công tắc Khi sử dụng chương trình viết dựa trên phần mềm AutoHotkey (Version 1.0.47.00) Chương trình sẽ ánh xạ cần điều khiển đến một số phím dùng để điều khiển robot trên bàn phím Nói cách khác Núm điều khiển của cần điều khiển sẽ thay thế các phím sau trên bàn phím: Cần điều khiển Bàn phím Núm điều khiển. . .Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển + Motor: 5 khớp và kẹp của robot được điều khiển bởi các motor phụ một chiều Chiều quay của motor được xác định bởi cực của hiệu điện thế điều khiển Cực dương của hiệu điện thế một chiều làm cho motor quay theo một chiều, trong khi cực âm lại làm cho motor quay theo chiều ngược lại Mỗi motor được gắn với một bộ giải mã để điều khiển khép... 12 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Những đặc điển của ATS:  Hình thể điều khiển có cấu trúc ngắn gọn  Định nghĩa được các thiết bị ngoại vi  Nhiều phím tắt cho các lệnh vào  Chỉnh sửa được chương trình  Quản lý việc in ấn, phục hồi 1.1.5.1 Chế độ trực tiếp: Khi hệ thống ở chế độ trực tiếp, người sử dụng có thể điều khiển trực tiếp các trục, và điều khiển các lệnh... kiến trúc, đều phải giao tiếp với mạng theo cùng một luật Đó là giao thức TCP/IP Khóa luận tốt nghiệp 27 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Quá trình truyền dữ liệu qua mạng Internet Để có thể truyền qua mạng Internet, dữ liệu phải được xử lý qua nhiều tầng Một mạng intranet theo chuẩn OSI thường có bảy tầng nhưng Internet chỉ có bốn tầng xử lý dữ liệu là: * Tầng application... thư điện tử qua giao thức IMAP có port=143, truyền file có port =21, v.v f Username Là tên người đăng kí sử dụng chương trình Địa chỉ logic: Một bộ điều hợp mạng (network adapter) có một địa chỉ vật lý cố định và duy nhất Địa chỉ vật lý là một con số cho trước gắn vào bộ điều hợp tại nơi sản xuất Khóa luận tốt nghiệp 32 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Trong mạng cục bộ,... có khả năng di chuyển qua bộ phận truyền trung gian - Kiểm tra lỗi của các mảng dữ liệu gửi tới - Bổ sung thông tin kiểm tra lỗi cho các mảng gửi đi để máy tính nhận có thể phát hiện lỗi - Xác nhận việc nhận mảng thông tin và gửi lại dữ liệu nếu như chưa có xác nhận của bên kia Khóa luận tốt nghiệp 35 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển Lớp Truy cập mạng quy định trình tự... nghiệp 23 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển WaitForJoy8: if not GetKeyState("Joy8") ; The button has been released { Send {j up} ; Release the spacebar SetTimer, WaitForJoy8, off ; Stop monitoring the button return } ; Since above didn't "return", the button is still being held down Send {j down} ; Send another Spacebar keystroke Return 1.2.4 Cần điều khiển (Joystick): Joystick... của dữ liệu Khi xuống tới tầng TCP, dòng dữ liệu sẽ được đóng thành các gói có kích thước không nhất thiết bằng nhau nhưng phải nhỏ hơn 64 KB Cấu trúc của gói dữ liệu TCP Khóa luận tốt nghiệp 28 Đỗ Văn Thái Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển gồm một phần header chứa thông tin điều khiển và sau đó là dữ liệu Sau khi đóng gói xong ở tầng TCP, dữ liệu được chuyển xuống cho tầng IP Gói dữ . Thái 5 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài “ Điều khiển scorbot – ev qua mạng bằng cần điều khiển nghiên cứu việc điều khiển robot từ xa qua mạng. Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ  ĐỖ VĂN THÁI ĐIỀU KHIỂN SCOROBOT - EV QUA MẠNG BẰNG CẦN ĐIỀU KHIỂN KHOÁ. Thái 15 Điều khiển Scorbot – Ev qua mạng bằng cần điều khiển 1.2.1. Điều khiển robot trong chế độ bằng tay: Để điều khiển trực tiếp hoạt động của các khớp robot từ bàn phím, chế độ điều khiển bằng