輪式移動機器人是機器人研究領域的一項重要內容，它集機械、電子、檢測技術與智能控制于一體，是一個典型的智能控制系統。智能機器人比賽集高科技、娛樂、競技于一體，已成為國際上廣泛開展的高技術對抗活動。

　　無線通信接口設計

　　系統采用迅通公司生產的PTR2000無線通信數據收發(fā)模塊。電路接口如圖2所示。該模塊基于NORDIC公司生產的射頻器件nRF401開發(fā)，其特點是：①有兩個頻道可供選擇，工作速率高達20 Kb/s;②接收發(fā)射合一，適合雙工和單工通信，因而通信方式比較靈活；③體積小，所需外圍元件少，接口電路簡單，因此特別適合機器人小型化要求；④可直接接單片機串口模塊，控制簡單；⑤抗干擾能力強；⑥功耗小，通信穩(wěn)定。

　　超聲波測距傳感器設計與實現

　　兩路超聲波傳感器用以控制機器人避開障礙物，并預測機器人相對目的地距離，起導航作用，其接收部分與微控制器的捕獲和定時管腳相連接。整個超聲波檢測系統由超聲波發(fā)射、超聲波接收和單片機控制等部分組成。發(fā)射部分由高頻振蕩器、功率放大器及超聲波換能器組成。經功率放大器放大后，通過超聲波換能器發(fā)射超聲波。

　　圖5給出由數字集成電路構成的超聲波振蕩電路，振蕩器產生的高頻電壓信號通過電容C2隔除掉了信號中的直流量并給超聲波換能器MA40S2S.其工作過程：U1A和UlB產生與超聲波頻率相對應的高頻電壓信號，該信號通過反向器U1C變?yōu)闃藴史讲ㄐ盘枺俳浌β史糯?，C2隔除直流信號后加在超聲波換能器MA40S2S進行超聲波發(fā)射。如果超聲波換能器長時間加直流電壓，會使其特性明顯變差，因此一般對交流電壓進行隔除直流處理。U2A為74ALS00與非門，control_port（控制端口）引腳為控制口，當control_port為高電平時，超聲波換能器發(fā)射超聲波信號。

　　圖6示出為超聲波接收電路。超聲波接收換能器采用MA40S2R,對換能器接收到的信號采用集成運算放大器LM324進行信號放大，經過三級放大后，通過電壓比較器LM339將正弦信號轉換為TTL脈沖信號。INT_Port與單片機中斷管腳相連，當接收到中斷信號后，單片機立即進入中斷并對超聲波信號進行處理和判斷。

　　根據競技機器人的功能要求進行總體設計，將各個功能進行模塊化，其控制系統硬件框圖如圖所示。中央處理器采用微控制器結構，用以控制外圍設備協調運行。舵機控制機器人的運動方向；驅動電機電動機采用輸出軸配有光電編碼器的小型直流電機驅動車輪旋轉。電磁鐵作為機械手夾緊的執(zhí)行元件。設置了兩路超聲波傳感器、8路光電檢測輸入和8路開關量檢測接口。