專利名稱：一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置，屬于電子工程中控制與通訊技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，當(dāng)代電子信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用要求開發(fā)人員具備較高的實(shí)際技能和動手能力。在學(xué)習(xí)電子技術(shù)的過程中，一個良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是非常重要的，其中較為先進(jìn)的訓(xùn)練環(huán)境就是像全國電子設(shè)計(jì)大賽那樣的比賽平臺，訓(xùn)練者在完成比賽的同時，鍛煉了自己的能力，使理論與實(shí)際相符合。以設(shè)計(jì)一個電子系統(tǒng)作為教學(xué)訓(xùn)練的目的，并且使用多種技術(shù)，活潑生動，這是當(dāng)前電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置發(fā)展的趨勢。本發(fā)明思想形成于清華大學(xué)的電子設(shè)計(jì)大賽的比賽平臺，是一種以訓(xùn)練為目的的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置。
通常的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置分為兩類，一類以訓(xùn)練為目的，一類以演示為目的。前一類采用電子元件搭建一個平臺，要求使用者利用平臺提供的接口設(shè)計(jì)硬件或編寫軟件完成一項(xiàng)或幾項(xiàng)任務(wù)；后一類則是通過系統(tǒng)提供的硬軟件完成一定的設(shè)計(jì)，以獲得好的演示效果。前者如《智能電器可重構(gòu)硬件設(shè)計(jì)平臺》，專利號為CN1460950；后者如《智能移動機(jī)器人》，專利號為CN1586826。這兩類發(fā)明在采用的技術(shù)上和本發(fā)明都有相似之處，如《智能電器可重構(gòu)硬件設(shè)計(jì)平臺》和本發(fā)明都采用了當(dāng)前先進(jìn)的可重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；而《智能移動機(jī)器人》和本發(fā)明都有通訊模塊，都采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。
同類發(fā)明都面臨一個相同的技術(shù)難題，即如何在一個給用戶提供多個接口的設(shè)計(jì)平臺里合理的運(yùn)用通訊手段來實(shí)現(xiàn)全方位控制，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可重構(gòu)性以使功能個性化。上面談到的第一類發(fā)明往往是一個靜態(tài)的平臺，類似開發(fā)板的功能，缺乏合理的通訊控制；第二類發(fā)明則功能相對固定，沒有給用戶留下可擴(kuò)展的空間(當(dāng)然這也和第二類發(fā)明的目的有關(guān)，它只是在采用的技術(shù)上和本發(fā)明相似，并不是也用于教學(xué)的目的)。這兩類發(fā)明都未能從系統(tǒng)的高度應(yīng)用通訊手段并針對受控多物體的數(shù)據(jù)融合與協(xié)作關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。本發(fā)明在這一點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了突破，本發(fā)明不但利用先進(jìn)多樣的通訊手段實(shí)現(xiàn)了主機(jī)和受控物體、受控物體和受控物體之間的通訊，而且把這種通訊功能融入到一個主要以教學(xué)為目的的、為不同層次的學(xué)習(xí)者提供各類軟硬件接口的設(shè)計(jì)平臺里，從而很好的達(dá)到了既訓(xùn)練技能又活潑生動的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要用于電子技術(shù)的教學(xué)訓(xùn)練，用戶可以保留裝置提供的硬件設(shè)計(jì)，只編寫軟件決策部分來控制受控物體；也可以采用裝置提供的軟件模塊，用自己設(shè)計(jì)的硬件模塊，通迅模塊，單片機(jī)等，來替換裝置的硬件模塊，實(shí)現(xiàn)原系統(tǒng)的功能；也可以二者同時進(jìn)行。用戶按自己的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)裝置的已有功能，(發(fā)明者提供的默認(rèn)模塊的功能，直觀上可以用發(fā)明者提供的原先平臺功能的演示來體現(xiàn)，比如小車可以走迷宮)或者實(shí)現(xiàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)的擴(kuò)展功能，(裝置提供的接口允許擴(kuò)展的功能，并且這些功能可以通過對受控物體運(yùn)動的描述來體現(xiàn)，比如任務(wù)是讓小車模擬智能交通系統(tǒng)——實(shí)施方式中的例2)。通過訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置演示的效果(訓(xùn)練成果)與發(fā)明者提供的裝置演示效果或訓(xùn)練老師設(shè)想的可實(shí)現(xiàn)的演示效果(參考答案)的對比，檢驗(yàn)訓(xùn)練的效果，從而達(dá)到教學(xué)訓(xùn)練的目的。
一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子裝置設(shè)計(jì)裝置，包括以下六個部分(一)平臺架構(gòu)平臺架構(gòu)是任務(wù)執(zhí)行載體，用于作為系統(tǒng)運(yùn)行的載體的機(jī)械平臺，該架構(gòu)包括臺面，照明設(shè)備，場景裝飾物，場景模型；上面承載有受控物體和采集信息傳感器；(二)任務(wù)執(zhí)行主體任務(wù)執(zhí)行主體為平臺任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行者，也稱為受控物體；任務(wù)執(zhí)行主體由以下部分組成(1)任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置 用于無線收發(fā)計(jì)算機(jī)通訊模塊中的無線收發(fā)裝置發(fā)收的信號給微處理器；無線收發(fā)裝置通過無線信號與計(jì)算機(jī)通訊模塊上的無線收發(fā)裝置通信；無線收發(fā)裝置與微處理器通過有線電路相連；(2)微處理器 為受控物體上的無線收發(fā)裝置收到的信號作解碼，待發(fā)出的信號作編碼；與無線收發(fā)裝置電路相連；(在同一塊電路板上)微處理器通過有線排線與后面電機(jī)驅(qū)動電路相連；(3)傳感器 用于識別臺面上的特定標(biāo)志物，從而識別路線，傳感器與微處理器通過有線排線相連；(4)電機(jī)驅(qū)動電路 接收微處理器輸出的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓驅(qū)動電機(jī)；(5)電機(jī) 根據(jù)電機(jī)驅(qū)動電路給出的電壓以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，作為受控物體的動力裝置；該任務(wù)執(zhí)行主體外觀是經(jīng)過改造的專用玩具小車或坦克；可在平臺架構(gòu)中自由運(yùn)行；本發(fā)明裝置可包括一輛或幾輛任務(wù)執(zhí)行主體；(三)采集信息傳感器 該傳感器位于平臺臺面上，用于探測平臺環(huán)境信息，傳遞給數(shù)據(jù)交換與處理中心，與數(shù)據(jù)交換與處理中心有數(shù)據(jù)線相連；(四)圖像采集設(shè)備 圖像采集設(shè)備懸掛在平臺架構(gòu)的頂端，用來采集平臺臺面上包括受控物體的狀態(tài)，返回到數(shù)據(jù)交換與處理中心，供控制程序使用；它以一定的速率對平臺臺面上進(jìn)行攝像，拍攝到的圖像通過數(shù)據(jù)線傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心；該設(shè)備通常為攝像頭；(五)數(shù)據(jù)交換與處理中心 數(shù)據(jù)交換與處理中心是本裝置信息處理與軟件決策部分，提供控制程序；該設(shè)備一般為微型計(jì)算機(jī)，包含相應(yīng)的軟件；它根據(jù)攝像頭、采集信息傳感器和計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置取得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過運(yùn)算給出控制受控物體的指令，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置傳送給受控物體；數(shù)據(jù)交換與處理中心與計(jì)算機(jī)通訊模塊通過有線USB線相連；(六)計(jì)算機(jī)通訊模塊 包括計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置和計(jì)算機(jī)接口電路；二者有線排線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置與受控物體上的無線收發(fā)裝置進(jìn)行通信，計(jì)算機(jī)接口電路實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置和數(shù)據(jù)交換與處理中心信號串-并轉(zhuǎn)換；計(jì)算機(jī)通訊模塊與任務(wù)執(zhí)行主體中的無線收發(fā)裝置通過無線相連；任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置向計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置向受控物體上的無線收發(fā)裝置傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息；計(jì)算機(jī)通訊模塊與數(shù)據(jù)交換與處理中心通過有線USB線相連；任務(wù)執(zhí)行載體(平臺)承載任務(wù)執(zhí)行主體(受控物體)和采集信息傳感器，受控物體上的傳感器和平臺臺面上的采集信息傳感器采集環(huán)境信息傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心；圖像采集設(shè)備把采集到的圖像信息傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心；受控物體上的無線收發(fā)裝置受向計(jì)算機(jī)通訊模塊的上無線收發(fā)裝置傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置把這些信息傳送到數(shù)據(jù)交換與處理中心；數(shù)據(jù)交換與處理中心根據(jù)傳感器和無線鏈路傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置向受控物體上的無線收發(fā)裝置傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。受控物體根據(jù)數(shù)據(jù)交換與處理中心傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
對本技術(shù)方案原理的概述作為側(cè)重于無線通訊鏈路功能的服務(wù)型平臺，本裝置以實(shí)現(xiàn)基于通訊與軟件決策的硬件自動控制為主要目標(biāo)。裝置包括無線通訊模塊和信號控制模塊，并在無線通訊鏈路的基礎(chǔ)上搭建分布式的專家系統(tǒng)，體現(xiàn)了無線通訊鏈路功能在裝置中不可分割的地位。
在裝置的分布式結(jié)構(gòu)中，PC機(jī)是裝置的本地端，多個通過無線通訊鏈路受控的目標(biāo)是裝置的遠(yuǎn)程端。裝置的所有數(shù)據(jù)采集設(shè)備，即傳感器，均位于裝置的遠(yuǎn)程端上。為了實(shí)現(xiàn)裝置高質(zhì)量、高效率的閉環(huán)控制，這些傳感器采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)匯集到同一設(shè)備上，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總與處理，這一工作由運(yùn)算速度較快的本地端完成。遠(yuǎn)程端的決策有兩個來源。其一是根據(jù)匯總后的數(shù)據(jù)進(jìn)行的決策，它具有較高的質(zhì)量，但數(shù)據(jù)傳輸、匯總和較為復(fù)雜的決策帶來更多延時。其二是根據(jù)受控物體自帶的傳感器進(jìn)行的決策，由于省去了數(shù)據(jù)傳輸和匯總的過程，速度明顯較快，但信息的掌握并不完備。在實(shí)現(xiàn)中，裝置利用分布式專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩種模式的調(diào)和，以便在不同通訊環(huán)境中，都能夠兼顧決策的質(zhì)量和實(shí)時性。
在上述工作機(jī)制的基礎(chǔ)上，基于無線通訊鏈路，平臺將各受控物體間的關(guān)系分為友好和敵對兩大類。
以這樣的形式部署的裝置，符合對裝置特征的上述描述。裝置的關(guān)鍵，在于無線通訊鏈路與平臺中自動控制等主體功能的緊密結(jié)合。作為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺，裝置為各受控物體推薦統(tǒng)一的接口、協(xié)議和選片，使各受控物體間的通訊，以及友好、敵對兩種關(guān)系得以建立和體現(xiàn)。
本發(fā)明是一個具有演示功能的平臺裝置，用戶通過接口完成的設(shè)計(jì)最終是在演示里顯示出來。具體說來，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下三處第一，該裝置是一個適用于多層次用戶的電子設(shè)計(jì)裝置，具有多種接口，軟件和硬件上都可以根據(jù)用戶的需要加以擴(kuò)展。通訊部分采用Nordic芯片24E1，芯片內(nèi)置單片機(jī)可進(jìn)行編程。這是本發(fā)明在可重構(gòu)性上的創(chuàng)新。
第二，裝置中加入了無線鏈路通訊功能。通過無線通信鏈路，平臺臺面上的多個受控物體可以靈活組網(wǎng)，形成相互合作或相互敵對的關(guān)系，完成相應(yīng)的任務(wù)，例如，可以匯總和融合數(shù)據(jù)，協(xié)助友方完成任務(wù)，或偵聽敵方通信，阻撓敵方完成任務(wù)。這是本發(fā)明在無線通訊上的創(chuàng)新。
第三，該裝置通過分布式專家系統(tǒng)，集中控制與分布式控制相結(jié)合，既保證了受控物體所掌握信息的全局性，又保證了控制的實(shí)時性。搭設(shè)在平臺上方的固定攝像頭，與隨受控物體移動的傳感器，提供了關(guān)于裝置整體狀況和受控物體自身局部狀況的豐富的原始信息。裝置可以通過PC機(jī)匯總和融合無線通信鏈路傳送的數(shù)據(jù)，通過分布式專家系統(tǒng)發(fā)布平臺全局信息，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，而不是僅僅依靠自組織網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。這是本發(fā)明在控制上的創(chuàng)新。


圖1是裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是射頻無線通訊電路圖；圖3是電機(jī)驅(qū)動電路圖；圖4是計(jì)算機(jī)接口電路圖；圖5是從專家系統(tǒng)視角描繪的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主機(jī)參與控制)；圖6是從專家系統(tǒng)視角描繪的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主機(jī)不參與控制)；
圖7是臺面上受控物體的相互關(guān)系圖示意圖；圖8是根據(jù)裝置的實(shí)際應(yīng)用測得的性能比較圖，其中大圓點(diǎn)表示所測數(shù)據(jù)，小圓點(diǎn)表示根據(jù)所測數(shù)據(jù)擬合公式所得的數(shù)據(jù)；圖9是實(shí)施例1一個用于舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽的平臺的裝置示意圖；圖10是實(shí)施例2一個用于研究智能交通系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置示意圖；圖11是實(shí)施例3一個用于研究智能家居系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置示意圖；圖12是實(shí)施例4一個用于研究智能倉儲系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖和具體實(shí)施例說明本說明。
圖1是裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1.任務(wù)執(zhí)行載體，2.任務(wù)執(zhí)行主體，3.圖像采集設(shè)備，4.數(shù)據(jù)交換與處理中心，5.計(jì)算機(jī)通訊模塊，6.計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置，7.計(jì)算機(jī)接口電路，8.傳感器，9.微處理器，10.電機(jī)驅(qū)動電路，11.電機(jī)，12.任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置，13.采集信息傳感器?？招募^表示信號線；黑色實(shí)線箭頭表示電信號線；虛線箭頭表示無線信號鏈路。任務(wù)執(zhí)行載體(1)上面承載有受控物體(2)和采集信息傳感器(13)；任務(wù)執(zhí)行主體(2)由任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置(12)、微處理器(9)、傳感器(8)、電機(jī)驅(qū)動電路(10)、電機(jī)(11)組成；任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置(12)與微處理器(9)通過有線電路相連；微處理器(9)與任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置(12)有線電路相連；微處理器(9)通過有線排線與后面電機(jī)驅(qū)動電路(10)相連；傳感器(8)與微處理器(9)通過有線排線相連；電機(jī)驅(qū)動電路(8)接收微處理器(9)輸出的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓驅(qū)動電機(jī)(11)；電機(jī)(11)根據(jù)電機(jī)驅(qū)動電路(10)給出的電壓以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，作為受控物體(2)的動力裝置；采集信息傳感器(13)與數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)有數(shù)據(jù)線相連；圖像采集設(shè)備(3)懸掛在平臺架構(gòu)(1)的頂端，通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)相連；數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)與計(jì)算機(jī)通訊模塊(5)通過有線USB線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊(5)包括計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置(6)和計(jì)算機(jī)接口電路(7)；二者有線排線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊(5)與任務(wù)執(zhí)行主體中的無線收發(fā)裝置(12)通過無線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊(5)與數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)通過有線USB線相連；任務(wù)執(zhí)行載體(平臺)(1)承載任務(wù)執(zhí)行主體(受控物體)(2)和采集信息傳感器(13)，受控物體上的傳感器(8)和平臺臺面上的采集信息傳感器(13)采集環(huán)境信息傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心(4)；圖像采集設(shè)備(3)把采集到的圖像信息傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心(4)；受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)向計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)把這些信息傳送到數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)；數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)根據(jù)采集信息傳感器(13)和受控物體上的傳感器(8)以及計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)向受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。受控物體(2)根據(jù)數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
圖2是受控物體上的無線收發(fā)裝置和微處理器的電路圖(做在一塊板子上)；其中，14.LM1117，15.排針，16.AT25320，17.nRF24E1，18.晶振，19.天線；如圖2所示，天線(19)接收到計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳輸過來的無線信號，先后經(jīng)過一個電容、一個電容電阻的并聯(lián)、一個電阻送入主芯片nRF24E1(17)，經(jīng)處理后輸出指令，通過排針(15)輸出到電機(jī)驅(qū)動電路(10)。nRF24E1上方的兩個管腳通過排針(15)與傳感器的輸出相連。AT25320(16)里儲存的程序指令通過排針(15)送入nRF24E1(17)里，供里面的微處理器使用；AT25320另一端(左)通過排針(15)接地。LM1117(14)是穩(wěn)壓芯片，把輸入的電源電壓VCC變?yōu)榉€(wěn)定電壓VDD，為整個電路供電。晶振(18)為nRF24E1(17)提供時鐘振蕩。
如果是發(fā)送信號，排針(15)上無信號，發(fā)送信號由nRF24E1內(nèi)部產(chǎn)生，先后經(jīng)一個電阻、一個電阻電容的并聯(lián)、一個電容送到天線(19)，發(fā)送到計(jì)算機(jī)。其它同上。
如果是計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)，接收信號時排針(15)通入計(jì)算機(jī)接口電路(7)，其它完全同上。
圖3是電機(jī)驅(qū)動電路圖；其中，21.光耦，22.AT90S1200-4PI，23.L293；如圖3所示。LM1117(14)把電源電壓VCC變?yōu)?V穩(wěn)定電壓，為整個電路供電。排針(15)接受控物體上的無線收發(fā)裝置和微處理器的電路的輸出信號，通過光耦(21)接入單片機(jī)芯片AT90S1200-4PI(22)，單片機(jī)根據(jù)接收到的信號產(chǎn)生一個驅(qū)動指令，送入L293(23)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動電壓輸入兩個電機(jī)(11)。光耦(21)右邊的管腳接光耦(21)的電源和地。
圖4是計(jì)算機(jī)接口電路圖；其中，24.MAX233，25.串口插座；如圖4所示。串口插座(25)通過串口-USB轉(zhuǎn)接線與計(jì)算機(jī)的USB口相連，計(jì)算機(jī)輸出的信號經(jīng)串口插座(25)進(jìn)入電平轉(zhuǎn)換芯片MAX233(24)，經(jīng)處理后經(jīng)排針(15)與計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)的輸入口相連。左上方的排針(15)通過USB延長線與計(jì)算機(jī)的USB口相連為電路供電。
圖5是從專家系統(tǒng)視角描繪的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主機(jī)參與控制)；其中，26.本地端知識庫，27.本地計(jì)算機(jī)，28.嵌入式設(shè)備，29.實(shí)時控制模塊，30.知識，31.模式識別，32.數(shù)據(jù)匯總與處理，33.知識庫，34.推理機(jī)，35.先期知識，36.輸入(無線鏈路)，37.輸入(本地)，38.反饋(無線鏈路)，39.控制信號；如圖5所示，裝置結(jié)構(gòu)以分布式專家系統(tǒng)的視角表示。本地端知識庫(26)存儲先期獲得的知識(30)，以燒錄或無線傳輸?shù)姆绞皆谌蝿?wù)執(zhí)行前把先期知識(35)傳入知識庫(33)，在運(yùn)行中一般不可更改。本地計(jì)算機(jī)(27)在任務(wù)執(zhí)行中，實(shí)時地匯總數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如模式識別(31)，數(shù)據(jù)匯總與處理(32)等。處理后形成的條件和參數(shù)通過輸入(無線鏈路)(36)進(jìn)入各受控物體的嵌入式設(shè)備端知識庫(33)。嵌入式設(shè)備(28)是分布式專家系統(tǒng)的客戶端。其知識既來自先期知識庫(26)，又來自本地計(jì)算機(jī)(27)的實(shí)時更新與刪汰。其推理機(jī)(34)的輸入(本地)(37)來自自身傳感器(8)。傳感器(8)一般均附著在嵌入式設(shè)備(27)上，一份數(shù)據(jù)交給推理機(jī)(34)，一份副本反饋(無線鏈路)(38)回本地計(jì)算機(jī)(27)。對于根據(jù)匯總后的數(shù)據(jù)進(jìn)行的決策，延時較多的決策結(jié)果并不直接進(jìn)入推理機(jī)(34)，而是加入知識庫(33)，作為實(shí)時控制模塊(29)推理的依據(jù)，保證了決策的質(zhì)量。對于根據(jù)受控物體(2)自帶的傳感器(8)進(jìn)行的決策，受控物體(2)利用自帶的嵌入式系統(tǒng)(28)完成的決策作為輸入(37)進(jìn)入推理機(jī)(34)，根據(jù)知識庫(33)提供的信息，直接產(chǎn)生控制信號(39)，保證了決策的實(shí)時性。
圖6是從專家系統(tǒng)視角描繪的裝置結(jié)構(gòu)示意圖(主機(jī)不參與控制)；其中，26.本地端知識庫，27.本地計(jì)算機(jī)，28.嵌入式設(shè)備，29.實(shí)時控制模塊，30.知識，31.模式識別，32.數(shù)據(jù)匯總與處理，33.知識庫，34.推理機(jī)，35.先期知識，36.輸入(無線鏈路)，37.輸入(本地)，38.反饋(無線鏈路)，39.控制信號；如圖6所示。當(dāng)與本地計(jì)算機(jī)通訊的輸入(無線鏈路)(36)處于不可用狀態(tài)時，實(shí)時控制模塊(29)通過受控物體自身傳感器(8)的輸入(本地)(37)維持控制的閉環(huán)屬性，使裝置任務(wù)得以繼續(xù)執(zhí)行。事實(shí)上，這一情況是有可能出現(xiàn)的，例如臺面上的受控物體(2)進(jìn)入屏蔽電磁波的掩體。這說明采用分布式專家系統(tǒng)，增強(qiáng)了裝置的彈性和魯棒性(穩(wěn)定性)。
圖7是臺面上受控物體的相互關(guān)系圖示意圖；其中，40.甲方受控物體(I，II，……N)41.乙方受控物體(I，II，……N)42.友好43.敵對；如圖7所示?；跓o線通訊鏈路，平臺將各受控物體間的關(guān)系分為友好(42)和敵對(43)兩大類。處于友好(42)關(guān)系的一方，與同一本地計(jì)算機(jī)(27)交流。本地計(jì)算機(jī)(27)以向各受控物體(40或41)分別更新知識庫(33)的形式，使各方獲得協(xié)調(diào)。在分別具體推理的過程中，各方可以不通過主機(jī)，而通過無線通訊鏈路自組織進(jìn)行交互。交互的內(nèi)容包括各方傳感器所收集到的態(tài)勢信息，和各方通訊模塊所偵聽到的敵方通信報(bào)文等。它們作為輸入給推理機(jī)(34)的輔助參量，以提高控制的針對性和效率。
處于敵對(43)關(guān)系的一方，其本地計(jì)算機(jī)(27)不存在互相競爭運(yùn)算資源和相互破壞的關(guān)系。當(dāng)受控物體上無線收發(fā)裝置(12)處于發(fā)送狀態(tài)時，敵對(43)一方的受控物體(2)可以通過受控物體上無線收發(fā)裝置(12)偵聽到通信報(bào)文，并通過對通信報(bào)文的解析嘗試掌握敵方的當(dāng)前狀態(tài)。此外，在平臺上方懸掛的圖像采集設(shè)備(3)所攝下的圖像為雙方主機(jī)共用，由此可以從俯視的角度觀察平臺中雙方態(tài)勢的概貌。
圖8是根據(jù)裝置的實(shí)際應(yīng)用測得的誤碼性能比較圖，其中圖橫軸為無線通訊鏈路傳送數(shù)據(jù)幀失敗概率的百分比，縱軸為完成任務(wù)所用時間的歸一化值；大圓點(diǎn)表示所測數(shù)據(jù)，小圓點(diǎn)表示根據(jù)所測數(shù)據(jù)擬合公式所得的數(shù)據(jù)。如圖8所示。無線通訊鏈路作為裝置的關(guān)鍵，其作用可以用實(shí)驗(yàn)的方式加以量化。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容為在臺面上有一些路障，兩輛小車以合作的方式將一個箱子從平臺的一側(cè)移動到平臺另一側(cè)，測試完成任務(wù)所需時間與數(shù)據(jù)幀丟失率。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了15次。根據(jù)計(jì)算可以得出，在沒有敵方干擾的情況下，完成任務(wù)所需時間與數(shù)據(jù)幀丟失率可以擬合為常數(shù)與對數(shù)函數(shù)線性組合的關(guān)系，即y＝0.969+0.010x+0.3511g(x+1)可見，傳輸數(shù)據(jù)丟失和錯誤越多，完成任務(wù)花費(fèi)的時間越長。也就是說，無線鏈路裝置的好壞直接關(guān)系到裝置的靈敏度和魯棒性。
具體實(shí)施例1一個用于舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽的裝置一個用于舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽的平臺，是舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽用的平臺，是為大、中學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)與科研的軟硬件聯(lián)調(diào)服務(wù)裝置，它為具備電路設(shè)計(jì)與編程知識的高層次用戶提供軟硬聯(lián)調(diào)、場景模擬等服務(wù)，為具備中學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的低層次用戶提供硬件實(shí)現(xiàn)、腳本生成等服務(wù)。軟件通過攝像頭、無線通訊模塊等設(shè)備與同名硬件平臺相連，使用戶編寫的程序或控制腳本操縱硬件平臺上火星探測車模型做出變速前進(jìn)、上下階梯、雙臂夾物等動作，將礦石推向指定的目標(biāo)點(diǎn)。
用戶可以保留裝置提供的硬件設(shè)計(jì)，只編寫軟件決策部分來控制受控物體；也可以采用裝置提供的軟件模塊，用自己設(shè)計(jì)的硬件模塊(通迅模塊，單片機(jī)等)來替換裝置的硬件模塊，實(shí)現(xiàn)原裝置的功能；也可以二者同時進(jìn)行。用戶按自己的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)裝置的已有功能，(發(fā)明者提供的默認(rèn)模塊的功能，直觀上可以用發(fā)明者提供的原先平臺功能的演示來體現(xiàn)，比如小車可以走迷宮)或者實(shí)現(xiàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)的擴(kuò)展功能，(裝置提供的接口允許擴(kuò)展的功能，并且這些功能可以通過對受控物體運(yùn)動的描述來體現(xiàn)，比如任務(wù)是讓小車模擬智能交通系統(tǒng)——實(shí)施方式中的例2)。通過訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)的系統(tǒng)演示的效果(訓(xùn)練成果)與發(fā)明者提供的系統(tǒng)演示效果或訓(xùn)練老師設(shè)想的可實(shí)現(xiàn)的演示效果(參考答案)的對比，檢驗(yàn)訓(xùn)練的效果，從而達(dá)到教學(xué)訓(xùn)練的目的。
圖9是實(shí)施例1一個用于舉辦大學(xué)生電子設(shè)計(jì)比賽的平臺的系統(tǒng)示意圖；其中，6.計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置，86.數(shù)字可變焦攝像頭，97.運(yùn)行軟件服務(wù)平臺和用戶決策程序，98.USB線實(shí)時傳送臺面圖像情況給軟件服務(wù)平臺，99.四邊日光燈管給平臺提供良好的照明，100.四邊可下卷的布簾減少外界雜光對攝像頭圖像質(zhì)量的影響，101.小車平臺任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行者，102.通信103.障礙物，104.可卷起的草皮模型裝飾和提供定制的場景，105.支柱支撐頂蓋，106.四邊護(hù)欄防止小車小球沖出平臺，107.目標(biāo)點(diǎn)平臺任務(wù)的目標(biāo)點(diǎn)，108.小球平臺任務(wù)的執(zhí)行對象，109.可拆裝的鋁合金質(zhì)底座為平臺提供牢固的根基，110.可拆裝的障礙物模型裝飾和制造障礙；如圖9所示。四邊日光燈管(99)、四邊可下卷的布簾(100)、障礙物(103)、可卷起的草皮模型(104)、支柱(105)、四邊護(hù)欄(106)、目標(biāo)點(diǎn)(107)、小球(108)、可拆裝的鋁合金質(zhì)底座(109)、可拆裝的障礙物模型(110)共同組成任務(wù)執(zhí)行載體(1)，承載小車(101)；數(shù)字可變焦攝像頭(86)把采集到的圖像信息通過USB線(98)傳回PC機(jī)(97)；受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)向(6)傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)把這些信息傳送到PC機(jī)(97)；PC機(jī)(97)根據(jù)計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)向受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。小車(101)根據(jù)PC機(jī)(97)傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
該實(shí)踐裝置借鑒了火星探測器漫游車場景與技術(shù)，在火星探測車模型中通過“第三端”提供漫游技術(shù)支持。通過實(shí)現(xiàn)彩色運(yùn)動物體的圖像識別、平臺動態(tài)自適應(yīng)、虛擬調(diào)試與單步分解調(diào)試、三維場景重現(xiàn)、實(shí)時數(shù)據(jù)分析與監(jiān)測等功能，裝置為用戶自主制作軟硬件實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的自動控制提供了較為完備的服務(wù)。通過軟硬件協(xié)作，裝置可利用微機(jī)互聯(lián)及以太網(wǎng)同步執(zhí)行集自動控制、電腦解說、電視轉(zhuǎn)播于一體的復(fù)雜任務(wù)。
具體實(shí)施例2一個用于研究智能交通系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置Chang-Jen Lan博士于2001年發(fā)表了兩篇針對城市交通網(wǎng)可鑒識性(Identifiability)研究的文章。利用較少的探測結(jié)點(diǎn)實(shí)時估計(jì)整網(wǎng)各條道路的交通流，對于在大城市中疏導(dǎo)交通具有特別重要的意義。如果探測結(jié)點(diǎn)不像Lan博士文章中主張的那樣放置在路口，而是放置在機(jī)動車上，這樣散布的移動結(jié)點(diǎn)可以組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，逐級向服務(wù)器提交信息。在路段或路口安置的攝像頭，可以對當(dāng)?shù)氐慕煌饔幸徽w的了解。英國阿特金斯(Atkins)集團(tuán)正在這一領(lǐng)域開展研究，但還沒有產(chǎn)生階段性成果。這一領(lǐng)域的研究的開展具有較大難度。
在大城市中散布傳感器結(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，成本高，萬一失敗將產(chǎn)生不良的社會后果。本裝置為城市交通網(wǎng)仿真提供了便利，實(shí)現(xiàn)框圖如圖10所示。圖10是實(shí)施例2一個用于研究智能交通系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置示意圖；其中，104.臺面，上面有路段與路口模型，6計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置，8.傳感器裝在模型車上，探測周圍車流，89.數(shù)字可變焦攝像頭，是圖像采集設(shè)備，用于拍攝臺面與模型車位置，97臺式機(jī)，是數(shù)據(jù)交換與處理中心，用于識別道路，數(shù)據(jù)融合，形成決策，101.模型車，接受行駛指南，自主決定路線；臺面(104)承載模型車(101)，受控物體上的傳感器(8)采集環(huán)境信息傳回臺式機(jī)(97)；數(shù)字可變焦攝像頭(89)把采集到的圖像信息傳回臺式機(jī)(97)；任務(wù)執(zhí)行主體上無線收發(fā)裝置(12)向計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)把這些信息傳送到；數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)根據(jù)采集信息傳感器(13)和受控物體上的傳感器(8)以及計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)向受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。模型車(101)根據(jù)臺式機(jī)(97)傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
本用于研究智能交通系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置可以仿真研究智能交通系統(tǒng)，利用放置在機(jī)動車上的傳感器網(wǎng)絡(luò)逐級向服務(wù)器提交信息。實(shí)時估計(jì)整網(wǎng)各條道路的交通流。在路段或路口安置的攝像頭，可以對當(dāng)?shù)氐慕煌饔幸徽w的了解，具有以下兩個方面的顯著優(yōu)勢利用實(shí)物進(jìn)行仿真，可以發(fā)現(xiàn)純計(jì)算機(jī)仿真中由于建模的偏差而不易察覺的問題，并可對交通疏導(dǎo)的功效進(jìn)行直觀的表達(dá)；利用平臺進(jìn)行仿真，可以嘗試多種不同的結(jié)點(diǎn)定位方式，而不必為實(shí)現(xiàn)GPS漫游一類的定位支付服務(wù)費(fèi)，節(jié)省了研究經(jīng)費(fèi)。
具體實(shí)施例3一個用于研究智能家居系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置智能家居系統(tǒng)為居住環(huán)境提供全方位的信息交換功能，保持家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧。Li Jiang于2004年發(fā)表的論文詳細(xì)論述了智能家居系統(tǒng)中的元素及組網(wǎng)方式。在典型的應(yīng)用方案中，屋頂上方的攝像頭使主人可以隨時觀察房間中的動靜，地上有可移動的自動吸塵器與空氣凈化器。由于不同類型的探測設(shè)備數(shù)據(jù)多數(shù)不共享，監(jiān)視用攝像頭與移動目標(biāo)的攝像頭往往需要重復(fù)制備。本裝置為智能家居系統(tǒng)方案的改善與成本的降低提供了設(shè)計(jì)依據(jù)與測試環(huán)境。實(shí)現(xiàn)框圖如圖11所示，圖11是實(shí)施例3一個用于研究智能家居系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置示意圖，其中，6.計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置，8.傳感器裝在移動目標(biāo)上，探測周圍環(huán)境，89.數(shù)字可變焦攝像頭拍攝臺面，識別移動目標(biāo)，97.中心服務(wù)器監(jiān)視臺面，數(shù)據(jù)融合，形成決策，104.臺面家居模型，111.進(jìn)入不可見區(qū)域的移動目標(biāo)和非移動目標(biāo)接收決策指令，自主決定任務(wù)，112.拍攝到的移動目標(biāo)接收決策指令，執(zhí)行任務(wù)，111和112是實(shí)施方案中的任務(wù)執(zhí)行主體——受控物體。
臺面(104)承載受控物體(2)，受控物體上的傳感器(8)采集環(huán)境信息傳回中心服務(wù)器(97)；數(shù)字可變焦攝像頭(89)把采集到的圖像信息傳回中心服務(wù)器(97)；受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)向計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)把這些信息傳送到中心服務(wù)器(97)；中心服務(wù)器(97)根據(jù)受控物體上的傳感器(8)以及計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)向受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。受控物體(2)根據(jù)中心服務(wù)器(97)傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
本用于研究智能家居系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置具有以下兩個方面的顯著優(yōu)勢(1)將單一圖像數(shù)據(jù)源和傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，輔以虛擬環(huán)境預(yù)測算法，使移動目標(biāo)在不同地點(diǎn)均能感受到自己的位置，并降低了設(shè)計(jì)成本；(2)將集中與分布式智能體控制結(jié)合，既分散計(jì)算資源，又保持決策步調(diào)的一致性。
具體實(shí)施例4一個用于研究智能倉儲系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)的裝置在物流信息技術(shù)領(lǐng)域，智能倉儲系統(tǒng)對工作環(huán)境、產(chǎn)品外觀進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并完成貨物堆存，這一系統(tǒng)同樣應(yīng)用于車庫的自動化管理。2003年舉行的中國國際物流倉儲及運(yùn)輸系統(tǒng)展覽會對于智能倉儲系統(tǒng)在國內(nèi)的推介與普及起到了相當(dāng)積極的作用。本裝置將實(shí)時監(jiān)控模塊與自動化控制模塊結(jié)合，并利用平臺模型提供測試環(huán)境。實(shí)現(xiàn)框圖如圖12所示。圖12是實(shí)施例4一個用于研究智能倉儲系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)裝置示意圖。其中，6.計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置，8.采集信息傳感器室內(nèi)傳感器，探測環(huán)境參數(shù)，13是模型車上的傳感器，探測堆存情況，89.數(shù)字可變焦攝像頭拍攝臺面與模型車位置，97.監(jiān)視器識別地形，數(shù)據(jù)融合，形成決策，101.模型車接受行駛指南，執(zhí)行堆存任務(wù)，104.臺面?zhèn)}庫地形模型。
臺面(104)承載模型車(101)和采集信息傳感器(13)，受控物體上的傳感器(8)和平臺臺面上的采集信息傳感器(13)采集環(huán)境信息傳回監(jiān)視器(97)；數(shù)字可變焦攝像頭(89)把采集到的圖像信息傳回監(jiān)視器(97)；受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)向計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳送路線信息、友好與敵對信息，計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)把這些信息傳送到監(jiān)視器(97)；監(jiān)視器(97)根據(jù)采集信息傳感器(13)和受控物體內(nèi)的傳感器(8)以及計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)傳回的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出指令信息，通過計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置(6)向受控物體上的無線收發(fā)裝置(12)傳送位置信息、環(huán)境信息和指令信息。模型車(101)根據(jù)數(shù)據(jù)交換與處理中心(4)傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。
該裝置能夠很好的仿真?zhèn)}儲結(jié)構(gòu)，對倉儲的智能控制研究具有重要意義。
從上面的敘述可以看出，本發(fā)明在四個不同領(lǐng)域與場景都得到了應(yīng)用，充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)思想的實(shí)用性，普適性和任務(wù)方案的靈活性。
以上實(shí)施例只是用于說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，該電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置包括以下六個部分(一)平臺架構(gòu) 平臺架構(gòu)是任務(wù)執(zhí)行載體，用于作為系統(tǒng)運(yùn)行的載體的機(jī)械平臺，該架構(gòu)包括臺面，照明設(shè)備，場景裝飾物，場景模型；上面承載有受控物體和采集信息傳感器；(二)任務(wù)執(zhí)行主體 任務(wù)執(zhí)行主體為平臺任務(wù)的實(shí)際執(zhí)行者，也稱為受控物體；任務(wù)執(zhí)行主體由以下部分組成(1)任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置 用于無線收發(fā)計(jì)算機(jī)通訊模塊中的無線收發(fā)裝置發(fā)收的信號給微處理器；任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置通過無線信號與計(jì)算機(jī)通訊模塊內(nèi)的無線收發(fā)裝置通信；任務(wù)執(zhí)行主體上的無線收發(fā)裝置與微處理器通過有線電路相連；(2)微處理器 為受控物體上的無線收發(fā)裝置收到的信號作解碼，待發(fā)出的信號作編碼；與無線收發(fā)裝置電路相連；微處理器通過有線排線與后面電機(jī)驅(qū)動電路相連；(3)傳感器 用于識別臺面上的特定標(biāo)志物，從而識別路線，傳感器與微處理器通過有線排線相連；(4)電機(jī)驅(qū)動電路 接收微處理器輸出的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓驅(qū)動電機(jī)；(5)電機(jī) 根據(jù)電機(jī)驅(qū)動電路給出的電壓以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，作為受控物體的動力裝置；(三)采集信息傳感器 該傳感器位于平臺臺面上，用于探測平臺環(huán)境信息，傳遞給數(shù)據(jù)交換與處理中心，與數(shù)據(jù)交換與處理中心有數(shù)據(jù)線相連；(四)圖像采集設(shè)備 圖像采集設(shè)備懸掛在平臺架構(gòu)的頂端，用來采集平臺臺面上包括受控物體的狀態(tài)，返回到數(shù)據(jù)交換與處理中心，供控制程序使用；它以一定的速率對平臺臺面上進(jìn)行攝像，拍攝到的圖像通過數(shù)據(jù)線傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心；(五)數(shù)據(jù)交換與處理中心 數(shù)據(jù)交換與處理中心是本裝置信息處理與軟件決策部分，提供控制程序；數(shù)據(jù)交換與處理中心與計(jì)算機(jī)通訊模塊通過有線USB線相連；(六)計(jì)算機(jī)通訊模塊 包括計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置和計(jì)算機(jī)接口電路；二者有線排線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置與受控物體上的無線收發(fā)裝置進(jìn)行通信，計(jì)算機(jī)接口電路實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)通訊模塊無線收發(fā)裝置和數(shù)據(jù)交換與處理中心信號串-并轉(zhuǎn)換；計(jì)算機(jī)通訊模塊與任務(wù)執(zhí)行主體中的無線收發(fā)裝置通過無線相連；計(jì)算機(jī)通訊模塊與數(shù)據(jù)交換與處理中心通過有線USB線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，本發(fā)明裝置包括一輛或多輛任務(wù)執(zhí)行主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，所述圖像采集設(shè)備是攝像頭。
全文摘要
一種具有無線通訊鏈路功能的可重構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝置，包括六個部分平臺架構(gòu)、任務(wù)執(zhí)行主體、采集信息傳感器、圖像采集設(shè)備、數(shù)據(jù)交換與處理中心、計(jì)算機(jī)通訊模塊。平臺架構(gòu)承載任務(wù)執(zhí)行主體和采集信息傳感器，圖像采集設(shè)備把采集到的圖像信息傳回?cái)?shù)據(jù)交換與處理中心；受控物體內(nèi)的無線收發(fā)裝置受向計(jì)算機(jī)通訊模塊的內(nèi)無線收發(fā)裝置傳送路線信息、友好與敵對信息，受控物體根據(jù)數(shù)據(jù)交換與處理中心傳來的指令信息進(jìn)行運(yùn)動，完成相應(yīng)的任務(wù)。本發(fā)明是一個具有電子系統(tǒng)教學(xué)和演示功能的平臺裝置，有多種接口，軟件和硬件上都可以根據(jù)用戶的需要加以擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)上有可重構(gòu)性；裝置中加入了無線鏈路通訊功能和分布式專家系統(tǒng)，是無線通訊、控制上的創(chuàng)新。
文檔編號G05B15/02GK1794314SQ200510086879
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者王曉峰, 王超, 許晨敏, 吳濤, 張喬, 劉松, 周筠, 施陳博, 朱寧, 張小蓉, 明曄 申請人:王曉峰, 王超, 許晨敏, 吳濤, 張喬, 劉松, 周筠, 施陳博, 朱寧, 張小蓉, 明曄