Mobilny robot manipulacyjny wykorzystujący technologie Internetu Rzeczy w systemie sterowania i monitorowania

pol Artykuł w języku polskim DOI: 10.14313/PAR_222/37

Damian Dudek , wyślij Robert Kazała , Paweł Strączyński Politechnika Świętokrzyska, Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W pracy przedstawiono autorską konstrukcję mobilnego robota manipulacyjnego o sześciokołowym napędzie i sześciu stopniach swobody ramienia. Opisano modułowy i skalowalny system sterowania wykorzystujący technologie Internetu Rzeczy, takie jak sieć Wi-Fi, Ethernet oraz protokół MQTT. Przedstawiono strukturę oraz sposób przesyłania komunikatów związanych z odczytem danych z czujników oraz zapisem do układów wykonawczych. Zaprezentowano algorytmy wykorzystane do sterowania robotem oraz aplikację sterującą robotem dla komputera PC. Opisano zalety przedstawionego systemu sterowania.

Słowa kluczowe

internet rzeczy, protokoły komunikacyjne, robot mobilny, sterowanie

Mobile Handling Robot That Uses The Internet of Things Technology in The Control and Monitoring System

Abstract

The paper presents an original design of the six wheeled mobile robot equipped with a handling arm with six degrees of freedom. Describes a modular and scalable control system using the Internet of Things technologies such as Wi-Fi, Ethernet network and MQTT protocol. The structure of messages associated with reading data from sensors and writing to actuators and how they are transmitted. It presents the algorithms used to control the robot and robot control application for PC computer. Describes the advantages of the proposed control system.

Keywords

communication protocols, control, Internet of Things, mobile robot

Bibliografia

  1. Czajkowski R., Nowakowski W., IoT jako naturalna ewolucja Internetu, „Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania”, Vol. 57, Nr 4, 2016, 28–32, DOI: 10.15199/13.2016.4.6
  2. Al-Fuqaha A., Guizani M., Mohammadi M., Aledhari M., Ayyash M., Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols and Applications, “IEEE Communications Surveys & Tutorials”, Vol. 17, No. 4, 2015, 2347–2376, DOI: 10.1109/COMST.2015.2444095.
  3. Wan J., Tang S., Shu Z., Li D., Wang S., Imran M., Vasilakos A., Software-Defined Industrial Internet of Things in the Context of Industry 4.0, “IEEE Sensor Journal”, Vol. 16, No. 20, 2016, 7373–7380, DOI: 10.1109/JSEN.2016.2565621.
  4. Kasprzyczak L., Trenczek S., Górniczy mobilny robot inspekcyjny do monitorowania stref zagrożonych wybuchem, „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 15, Nr 2, 2011, 431–440.
  5. Quigley M., Gerkey B.P., Conley K., Faust J., Foote T., Leibs J., Berger E., Wheeler R., Ng A.Y., ROS: an opensource Robot Operating System, [in:] ICRA workshop on open source software, 2009.
  6. Kazała R., Wykorzystanie protokołu MQTT w systemie sterowania mobilnego robota transportowego, „Logistyka”, 3/2015, 2118–2127.
  7. Kazala R., Taneva A., Petrov M., Penkov S., Wireless Network for Mobile Robot Applications, IFAC-PapersOnLine, Vol. 48, No. 24, 2015, 231–236
  8. Dudek D., System sterowania ramieniem robota mobilnego wykorzystujący mikrokontroler Arm i protokół MQTT, Praca dyplomowa, Politechnika Świętokrzyska 2016
  9. Strączyński P., System nawigacji i sterowania robotem mobilnym wykorzystujący mikrokontroler Arm, Praca dyplomowa, Politechnika Świętokrzyska 2016
  10. Kędzierski J., Filtr Kalmana – zastosowania w prostych układach sensorycznych, Koło Naukowe Robotyków KoNaR, Politechnika Wrocławska, 2007.
  11. Azar A.T., Serrano F.E., Design and Modeling of Anti Wind Up PID Controllers, 2015, Springer International Publishing, DOI: 10.1007/978-3-319-12883-2_1.
  12. Peng Y., Vrancic D., Hanus R., Anti-windup, bumpless, and conditioned transfer techniques for PID controllers, “IEEE Control Systems”, Vol 16, No. 4, 1996, 48–57, DOI: 10.1109/37.526915.