基于IP网络的远程机械臂监控系统的研究
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摘要
本文主要研究了基于网络环境的四自由度机械臂控制系统的实现过程,并在此过程中所遇到的一些问题的进行了分析和讨论,同时研究实现控制的远程化、网络化所遇到的关键问题。
文章首先介绍当今的网络发展前景和远程控制技术的发展。然后,介绍了四自由度机械臂,分别对机械臂的结构组成、实现功能以及控制方法进行了讨论。接着着重讨论了远程监控中的关键的部分视频通信技术,其中包括视频压缩编码、数据传输策略以及IP组播技术。在前面的理论基础上,给出了基于IP网络机械臂监控系统的设计与实现详细的过程,包括系统软硬件结构及其工作原理,重点介绍了系统主要软件模块的设计。最后,对提高监控系统的性能进行了分析,重点对如何提高网络服务质量进行了深入讨论。此外还对系统的实时性和网络的安全性进行了简单的讨论。提出了提高系统的实时性和安全性的措施。
This paper mainly deals with the implement of the remote control on the basis of the GRB robot and research on some problems brought up in this process, as well as research on the key question mate in the realization of control long-distance and network.
This paper first describes the current and future development of remote control network technology development. Then, the four-DOF robot is introduced, including the structure of the robut, function and control methods.It focus on the key part of the remote monitoring including video communication technologies,video coding,IP Multicast technology strategy and data transmission. On the basis the theory that has been intrduced the IP-based network monitoring system Manipulator Design and Implementation of the detailed process including system hardware and software structure and working principle is given. The main module of the system software design is presented. Finally, to improve the the performance of the monitoring system,analysis on how to improve the network quality of service is given in-depth. In addition to the real-time system and network security has been shortly discussed . Some measures to ensure the systems’perfomande of real-time and safety is put forward.
文章首先介绍当今的网络发展前景和远程控制技术的发展。然后,介绍了四自由度机械臂,分别对机械臂的结构组成、实现功能以及控制方法进行了讨论。接着着重讨论了远程监控中的关键的部分视频通信技术,其中包括视频压缩编码、数据传输策略以及IP组播技术。在前面的理论基础上,给出了基于IP网络机械臂监控系统的设计与实现详细的过程,包括系统软硬件结构及其工作原理,重点介绍了系统主要软件模块的设计。最后,对提高监控系统的性能进行了分析,重点对如何提高网络服务质量进行了深入讨论。此外还对系统的实时性和网络的安全性进行了简单的讨论。提出了提高系统的实时性和安全性的措施。
This paper mainly deals with the implement of the remote control on the basis of the GRB robot and research on some problems brought up in this process, as well as research on the key question mate in the realization of control long-distance and network.
This paper first describes the current and future development of remote control network technology development. Then, the four-DOF robot is introduced, including the structure of the robut, function and control methods.It focus on the key part of the remote monitoring including video communication technologies,video coding,IP Multicast technology strategy and data transmission. On the basis the theory that has been intrduced the IP-based network monitoring system Manipulator Design and Implementation of the detailed process including system hardware and software structure and working principle is given. The main module of the system software design is presented. Finally, to improve the the performance of the monitoring system,analysis on how to improve the network quality of service is given in-depth. In addition to the real-time system and network security has been shortly discussed . Some measures to ensure the systems’perfomande of real-time and safety is put forward.
引文
[1] 梁磊,王彤.TCP/IP 网络技术(基于 windows2000).北京:电子工业出版社,2002。
[2] 林生 韩海雯.计算机通信与网络教程(第二版).北京:清华大学出版社 2004。
[3] 张云勇 刘韵洁张 智江.基于 Ipv6 的下一代互联网.北京:电子工业出版社,2004。
[4] 翟禹 唐宝民 彭木根等.宽带通信网与组网技术.北京:人民邮电出版社,2004。
[5] 刘袆玮.VisualC++视频音频开发实用工程案例精选.北京:人民邮电出版社 2004。
[6] 詹靑龙 刘光然等.网络视频技术及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2004。
[7] 刘毓敏 李剑 琴姚彬.数字视音频技术开发与应用.北京:国防工业出版社,2003。
[8] 朱秀昌等.多媒体网络通信技术及应用.北京:电子工业出版社,1998。
[9] 王宝智.多媒体宽带网络技术.北京:国防工业出版社,2002。
[10] 毕厚杰 汪涛.宽带IP和视频接入技术.北京:邮电大学出版社,2002,6。
[11] 李振华.图像通信与监控系统.北京:中国铁道出版社,1999.
[12] 黄孝建.数字图像通信.北京:人民邮电出版社,1998.
[13] 吴国勇.网络视频—流媒体技术与应用.北京邮电大学出版社,2001。
[14] GRB 系列机械臂用户手册.深圳固高科技公司.2002。
[15] chenzq.TM8100 系统 SDK 开发指南,维视视频采集卡资料.2003。
[16] 运动控制器编程手册.深圳固高科技公司.2002。
[17] 运动控制器用户手册.深圳固高科技公司.2002。
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[21] 刘真.软件体系结构.北京:中国电力出版社,2004。
[22] 宫云战.软件测试.北京:国防工业出版社,2006。
[23] 陈文云,巩丹宏.网络通信软件设计原理及应用.西安:西安交通大学出版社,2000。
[24] 陈坚,陈伟等.VisualC++网络高级编程.北京:人民邮电出版社,2001。
[25] 蒋东兴.WindowsSockets 网络程序设计大全.北京:清华大学出版社,1999。
[26] 修震,吴平东,黄杰等.基于因特网的远程控制中网络延时特性分析.计算机工程与应用.2004,3。
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[28] 宋玉锋,周部.远程数字视频监控系统的设计与实现[J] .计算机工程,2002.28(8)。
[29] 胡钢 张学武 张金波.基于 C/S 体系结构的视频传输系统的实现方法[J].计算机机工程与应用,2002,(14):179-181。
[30] 王赜 刘文菊.IP网络MPEG-4视频流的自适应差错掩盖算法.计算机工程与应用,2006,11。
[31] 卓月明,孟凡斌,覃遵跃等IP组播方式—视频传输系统的设计与实现机电产品开发与创新,2006,1。
[32] 林长望 林建泉 李伟华等.IP组播技术在监控系统中应用电力自动化设备.2006,2,二十六卷2期。
[33] 王必荣 孟昭鹏 孙静等.MPLS流量工程提升IP网络QoS性能的研究.计算机工程与应用,2006,2。
[34] 倪华,唐宝民.MPLS网络多路径动态流量分配的研究.电子学报,2005,4。
[35] 郑存红.基于 Internet 远程控制技术的研究.武汉:武汉理工大学.硕士学位论文,2003。
[36] 马姗姗.基于 QoS 的视频网络传输技术的研究.徐州:中国矿业大学硕士学位论文,2003。
[37] 刘轰.基于 Internet 远程监控系统及研究.南京:河海大学硕士学位论文.2003。
[38] 许晓东.基于 TCP/IP 网络的远程视频监控系统.济南:山东大学硕士学位论文,2004。
[39] 吴学勇.基于机械臂的远程监控系统研究.西安:西安电子科技大学学位论文,2005。
[40] 冯兰胜.基于机械臂的远程控制系统研究.西安:西安电子科技大学学位论文,2004。
[41] LarryL.Peterson,BruceS.Davie(美)著叶新铭等译计算机网络机械工业出版社 2001,6。
[42] http://www.qqread.com/route/d111990008.html。
[43] http://www.qqread.com/net-manage/w031469208.html。
[44] RFC2475.AnArchitectureforDifferentiatedServices。
[45] RFC2702.RequirementsforTrafficEngineeringOverMPLS。
[46]RobertCastagno,TouradjEbrahimi,Muratkunt．VideoSegmentationBasedonMultipleFeatureforInteractiveMultimediaApplication[J] ．IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,1998-09,8(5):562-571。
[47] G.Y.Hong,Member,IEEE,A.C.M.Fong,Member,IEEE,B.Fong,Member,IEEE：AdaptiveQosControlofMultimediaTransmissionOverBand-limitedNetworks．IEEETransactionsonConsumerElectronics,Vol.48,No.3,AUGUST2002。
[48]IainE.G.Richardson.H.264andMPEG-4VIDEOCOMPRESSION ． TheRobertGordonUniversity,Abardeen,UK．2003。
[49]El-BahlulFgee,JasonD.Kenney,William.Phillips,WilliamRobertsonandS.Sivakumar.ComparisonofQoSperformancebetweenIPv6QoSmanagementmodelandIntServandDiffServQoSmodelsProceedingsofthe3rdAnnualCommunicationNetworksandServicesResearchConference(CNSR’05)?2005IEEE。
[2] 林生 韩海雯.计算机通信与网络教程(第二版).北京:清华大学出版社 2004。
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