博碩士論文 108327006 詳細資訊




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姓名 呂中祐(Chung-Yu Lu)  查詢紙本館藏   畢業系所 光機電工程研究所
論文名稱 物聯網機器人電控系統關鍵模組開發
(Development of key modules of the IOT robot electronic control system)
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摘要(中) 不管是在製造業、服務業等等產業,機器人的運用以及範疇越來越廣泛,相對社會對於機器人的使用需求也越來越多樣,表示機器人需要的功能也相對增加。本論文建構一套用於機器人的電控系統,包含主控、Flash 記憶體以及無線遙控功能。

本論文中開發 ASA_M128_v3 單板電腦作為機器人控制系統的核心,目的為建構一高擴充性、易於開發的平台,使機器人能在各類環境,能簡易的衍伸出各種相對的應用。對於機器人的無線控制,本論文開發了藍芽介面卡,目的為提供無線傳輸資料、無線控制的功能,改善線控的不便以及風險,使機器人能夠工作於更多樣的工作環境之中。

最後本論文開發支援 ASA_M128_v3 的 Flash 記憶體功能,目的為提供控制系統額外的資料儲存空間,不管是對機器人的移動軌跡、量測數據、使用者應用程式等資料,提供 PC 電腦以外的儲存空間,使應用能更加多樣,並提高便攜性。本文開發 Flash 記憶體燒錄功能,初步實現將 Flash 記憶體作為應用程式存放庫的功能,目的為在未來增加應用程式的延展性,使不同的應用能達到隨時切換可能,不須透過連接 PC 重新燒錄程式,提高開發便利性以及應用的多樣化。
摘要(英) Regardless of industries such as manufacturing and service industries, the scope and scope of applications of robots has also increased relative to the society′s demand for robots, indicating that the functions required by robots have also increased. The robot′s electronic control system includes main control, flash memory and wireless remote control functions.

This article takes the ASA_M128_v3 stand-alone development computer as the core of the robot system. The urpose is to improve a large-capacity development platform, so that the robot can easily simulate and output various related applications in various environments. For wireless control, a Bluetooth interface card is developed in this paper. The purpose is to provide wireless data transmission and wireless control functions, improve the inconvenience and risk of wire control, and enable the robot to work in a more diverse working environment.

Finally, this article developed a Flash memory function. The purpose is to provide additional data storage space for the control system to provide storage space other than
the PC computer. This article develops the Flash memory burning function, and initially realizes the function of Flash memory as an application library. The purpose is to increase the scalability of future applications, so that different applications can be
switched at any time without connecting to a PC. Burn the program to improve the convenience of development and the diversification of applications.
關鍵字(中) ★ 物聯網
★ C4MLIB
★ FLASH
★ 藍牙
★ 控制板
關鍵字(英) ★ Internet of Things
★ C4MLIB
★ Flash memory
★ Bluetooth
★ Development board
論文目次 中文摘要 ii
ABSTRACT iii
致謝 iv
目錄 v
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章、緒論 1
1-1 研究目的與動機 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究構想 3
1-4 論文章節 4
第二章、理論與技術基礎 5
2-1 ASABUS 5
2-1-1 ASABUS 網路 5
2-1-2 ASABUS接腳規格 5
2-2 C4MOS 7
2-3 Bluetooth 8
2-4 Flash memory 9
第三章、ASA_M128_v3 10
3-1 簡介 10
3-2 規格及介面 10
3-2-1 電腦規格 10
3-2-2 實體照片 11
3-2-3 使用者介面 12
3-2-1 硬體機構規格 17
3-3 具體實現 18
3-3-1 總覽 18
3-3-2 電源處理 18
3-3-3 主微控制器硬體 19
3-3-4 主微控制器軟體 21
3-3-5 輔助微控制器硬體 22
3-3-6 輔助微控制器軟體 27
3-4 標準測試流程及治具介紹 30
3-4-1 測試治具 30
3-4-2 測試方法及流程 31
第四章、ASA_M128_v3藍芽介面卡 32
4-1 簡介 32
4-2 功能架構 32
4-3 規格及介面 33
4-3-1 介面卡規格 33
4-3-2 實體照片 34
4-3-3 使用者介面 35
4-4 PC端藍芽介面卡具體實現 36
4-4-1 電源處理 36
4-4-2 藍芽模組周邊處理 36
4-4-3 USB介面處理 37
4-5 ASA_M128_v3端藍芽介面卡具體實現 38
4-5-1 電源處理 38
4-5-2 藍芽模組周邊處理 38
4-5-3 UART設定介面卡處理 39
4-6 基本操作說明 40
4-6-1 介面卡模式 40
4-6-2 介面卡設定 41
4-6-3 介面卡連線 42
第五章、C4MOS_Flash_Disc 43
5-1 簡介 43
5-2 功能規劃 43
5-2-1 功能方塊 43
5-2-2 記憶體及空間規劃 44
5-3 規格及介面 45
5-3-1 FLASH介面卡 45
5-3-2 軟體使用者介面 46
5-3 檔案系統及介面具體實現 49
5-3-1 檔案空間編排 49
5-3-2 記憶體探詢 50
5-3-3 記憶體格式化 51
5-3-4 檔案新增及開啟檔案 52
5-3-5 關閉檔案 53
5-3-6 寫入檔案 54
5-3-7 讀取檔案 55
5-3-8 刪除檔案 56
5-4 FLASH介面卡具體實現 57
5-4-1 電源處理 57
5-4-2 SPI 訊號處理 58
5-5 Flash_Boot記憶體燒錄具體實現 59
5-5-1 簡介 59
5-5-2 系統架構 59
5-5-3 Asaloader、Bootloader基本功能簡介 60
5-5-4 Asaloader指令選項新增處理 61
5-5-5 Asaloader指令動作新增處理 62
5-5-6 Bootloader動作新增處理 63
第六章、功能測試與結果討論 64
6-1 藍芽介面卡設定測試 64
6-2 藍芽介面卡回傳時間測試 66
6-3 藍芽介面卡通訊測試 67
6-4 Flash Disc新建及開啟檔案測試 68
6-5 Flash Disc讀寫檔案測試 69
6-6 Flash Disc刪除檔案測試 71
6-7 Flash Boot外部記憶體寫入測試 73
6-8 Flash Boot記憶體燒錄測試 74
第七章、結論 76
參考文獻 77
參考文獻 [1] Antoni Grau, Marina Indri, Lucia Lo Bello, Thilo Sauter, “Industrial robotics in factory automation: From the early stage to the Internet of Things”, IECON 2017 - 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 29 Oct.-1 Nov. 2017
[2] Li-Pin Chang, Tei-Wei Kuo, “An Adaptive Striping Architecture for Flash Memory Storage Systems of Embedded Systems”, Proceedings. Eighth IEEE Real-Time and Embedded Technology and Applications Symposium, 27-27 Sept. 2002
[3] Md. Abdullah Al Mamun, Mohammad Tariq Nasir, Ahmad Khayyat, “Embedded System for Motion Control of an Omnidirectional Mobile Robot”, IEEE Access, Page:6722 - 6739, ISSN: 2169-3536
[4] Hebah H. O. Nasereddin, “SMARTPHONE CONTROL ROBOTS THROUGH BLUETOOTH”, IJRRAS 4 (4), September 2010
[5] 陳信合,「IoT 開發平台─ASA 匯流排單板電腦開發」,國立中央大學,機械工程學系光機電工程碩士班,碩士論文,2017。
[6] 朱立宇,「物聯網裝置函式庫及開發環境」,國立中央大學,機械工程學系光機電工程碩士班,碩士論文,2020。
[7] LUFA,https://github.com/abcminiuser/lufa
[8] 藍芽技術聯盟,https://www.bluetooth.com
[9] MVMC-lab,C4MLIB 專案,https://gitlab.com/MVMC-lab/c4mlib/c4mlib
[10] MVMC-lab,Bootloader 專案,https://gitlab.com/MVMC-lab/hervor/bootloader
[11] MVMC-lab,asaloader 專案,https://gitlab.com/MVMC-lab/hervor/py-asa-loader
[12] MVMC-lab,usb 專案,https://gitlab.com/MVMC-lab/usb_transmit_program_system
指導教授 江士標(Shyh-Biau Jiang) 審核日期 2021-8-17
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