（2）通讯

①无线串口通讯

利用计算机本身的异步通讯适配器，能够简单实现计算机与ARDUINO单片机的串口信号交互。但是由于ARDUINO单片机只能够输出、读取TTL电平信号，而计算机能够识别标准RS232串口信号[8]。因此，计算机与ARDUINO单片机的无线串口通讯需要基于TTL转RS232芯片才能实现。文献综述

ARDUINO系列单片机配备一个（UNO）或两个（MEGA）全双工串行口，既可用于网络通讯，也可用于实现串行异步通讯。ARDUINO系列单片机内部为串口数据收发设置了两个缓冲器，发送时，只需要将数据送入发送缓存器，CPU将会在下一个时钟周期开始数据发送[9]。同理，接收时，数据会自动存入接收缓存器，并在下一个时钟周期执行相应的数据处理指令。

②无线网络通讯

由于管道机器人数据量大小有很大差别，对于数据量过于庞大（视频、音频）的数据，无线串口通讯很难满足。严重影响了数据实时性的要求。为了解决这样的矛盾，在本课题的控制系统中，加入了无线网络通讯。

无线网络技术也叫做无线局域网技术，是以无线电、电磁波等无线载体来代替固化载体（电缆、光纤等）而构成的网络[10]。覆盖距离普遍在100米。无线网络技术基于IEEE 802。11系列协议对网络的物理层和煤质层进行规定[11]。IEEE 802。11协议分类及其特点如表2-1 

表2-1 IEEE 802。11协议表

协议名称 工作频率/GHz 最高速率/Mbps 备注

IEEE 802。11a 5 54 高频高速

IEEE 802。11b 2。4 11 低频低速

IEEE 802。11g 2。4 54 低频高速

IEEE 802。11n 5 or 2。4 600 大型局域网

IEEE 802。11e MAC层设定协议

本课题采用LX520 WIFI模块（IEEE 802。11b协议无线网络），作为PC机与下位机之间无线网络数据传输介质。该模块使用简单，硬件价格较低，受到了工程师、设计人员、科技爱好者的欢迎。

 ③上位机：来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

管道机器人采用计算机作为上位机，控制机器人运动。本课题所采用的计算机需要具备USB标准数据口、无线网卡、LABVIEW软件及串口驱动等。

2。3。4控制系统软件设计

本控制系统采用LABVIEW作为上位机编程软件，C语言为下位机编程软件。具体原因介绍如下。

LABVIEW又名虚拟仪器， LABVIEW最大的特点是：以数据作为程序驱动源，以数据流入结构体的顺序作为程序执行顺序[12]。NI公司为LABVIEW设计了多种通用虚拟仪器，可以根据功能需要，调用子VI控件，实现丰富的功能。强大的数据处理能力、简单的编程语言、丰富的VI控件，让上位机程序更加多样，提高了上位机程序的功能。

ARDUINO的编程语言是一种以C语言为基础的，通过调用库函数，完成相应控制的编程语言。ARDUINO有独立的编程环境：ARDUINO IDE。ARDUINO库函数提供了各类信息处理功能：电机控制、舵机控制、PWM控制、A/D\D/A转换、串口通讯等。库函数的使用，简化了编程的难度，程序也更加清晰，增加了程序可读性。