1。3论文内容概述 4

第二章  总体方案设计 1

2。1 管道机器人控制系统特点分析 1

2。2 管道机器人参数 2

2。3 管道机器人控制系统总体设计方案 2

2。3。1目标机械结构设计 2

2。3。2控制系统结构图 3

2。3。3控制系统硬件设计 4

2。3。4控制系统软件设计 6

2。4主要研究步骤 6

2。5本章小结 7

第三章  管道机器人控制系统硬件设计 1

3。1管道机器人硬件电路基本组成 1

3。2主控芯片选型 2

3。2。1主控芯片的选型要求 2

3。2。2  主控芯片可行性分析 3

3。3 基于ARDUINO UNO控制器的主控板设计 4

3。3。1主控板核心工作模块 4

3。3。2电源模块 6

3。3。3 NRF24F01无线串口模块 6

3。3。4 USB编程端口及拓展I/O口 7

3。3。5 L298N直流电机驱动模块 9

3。3。6 MQ315气体传感模块 9

3。3。7 拓展传感系统 10

3。4本章小结 13

第四章  管道机器人控制系统软件设计 14

4。1上位机软件设计 14

4。1。1 LABVIEW介绍 14

4。1。2 上位机软件功能 15

4。1。3 上位机核心程序 15

4。2下位机软件编程 20

4。2。1下位机编程软件介绍 20

4。2。2 下位机软件功能 21

4。2。3下位机核心程序 22

4。3通信机制 23

4。3。1无线串口通信 24

4。3。2无线局域网通信 27

4。4 本章小结 30

第五章  仿真与调试 31

5。1串口通信实验 31

5。3 实物模型调试 33

5。4 本章小结 35

第六章  结论与展望 37

致谢 39

参考文献 40

附录 42

第一章  绪论

1。1  课题的背景与意义

管道作为石油、天然气、化工原料长距离，持续性运输的有效措施，被认为是工业系统的生命线。安全是管道正常运行的首要条件，在管道的设计、施工、工作过程中，都需要根据国家的相关法规，做好安全检查的工作。然而，为了使管道获得相对稳定、封闭的工作环境、防止管壁腐蚀和老化，管道一般被深埋地下，工程人员很难亲自对管道进行定期的维护和检查。随着使用时间的增加，管壁不可避免的会出现锈蚀、穿孔、破裂和渗漏等情况。如果不能及时发现并处理这些问题，将会留下重大得安全隐患，很容易引起严重的管道事故。据统计，美国大概1/3的管道泄露事故源于管道的腐蚀和老化[1]。