用于機器人的RIO嵌入式控制平臺

概覽

自動或半自動機器人常常需要嵌入式控制系統(tǒng)，從而能夠結(jié)合高度智能化的確定性控制，并且可以方便地連接到不同的傳感器和執(zhí)行器上。NI提供了多種嵌入式硬件平臺，以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求。從尖端的機器人研究項目直至高級行業(yè)應(yīng)用，NI平臺被證實是高效的機器人解決方案。
可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)

NI嵌入式硬件平臺共享通用一個可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)。這個體系結(jié)構(gòu)整合了實時處理器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和多樣的I/O，包括模擬、數(shù)字、運動和通信I/O。使用這個標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)和NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具，您可以使用靈活的高性能硬件，快速對機器人系統(tǒng)進行設(shè)計和原型開發(fā)。

 
圖1：NI RIO部署曲線：多種用于機器人的嵌入式硬件解決方案

NI CompactRIO和NI單板RIO

CompactRIO嵌入式系統(tǒng)具有實時嵌入式處理器、包含用戶可編程FPGA的四槽或八槽可重復(fù)配置機箱以及可熱插拔的工業(yè)I/O模塊。這個低成本的嵌入式體系結(jié)構(gòu)提供了開放的低級硬件資源,可以用于機器人系統(tǒng)的快速開發(fā)。另外, 它還包含提供保護的機械外殼。

 
圖2：美國弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)生在CompactRIO的基礎(chǔ)上開發(fā)半自動化地面車輛。

NI單板RIO是基于與CompactRIO相同體系結(jié)構(gòu)的低成本板卡級嵌入式系統(tǒng)。NI單板RIO具有板載的模擬 I/O和數(shù)字I/O，當(dāng)然您還可以通過其它I/O模塊來進行擴展。參照表1中的規(guī)格，決定哪種RIO硬件平臺最適合您的應(yīng)用需求。

 
圖3：來自USCD坐標(biāo)機器人實驗室的靈活行走漫游者是基于NI單板RIO開發(fā)的。


表1：NI RIO硬件比較

	CompactRIO模塊化系統(tǒng)	CompactRIO集成系統(tǒng)	NI單板RIO
溫度范圍	-40至70 oC	-20至55 oC	-20至55 oC
EMC認證	√	√	?
提供機械外殼	√	√	?
能夠混和匹配控制器和機箱	√	?	?
C系列插槽或擴展	4或8個插槽	8個插槽	3個用于擴展I/O的接頭
LabVIEW實時模塊掃描模式支持	√	√	?
用于基于USB存儲器的全速USB主機端口	√	?	?
內(nèi)置永久存儲器	高達4 GB	高達256 MB	高達256 MB
電源輸入范圍	雙9至35 VDC	單19至30 VDC	單19至30 VDC
FPGA	Xilinx Virtex FPGA	Xilinx Spartan-3 FPGA	Xilinx Spartan-3 FPGA

使用LabVIEW機器人模塊，您可以方便地對實時處理器、可重復(fù)配置FPGA和RIO嵌入式系統(tǒng)I/O進行編程。LabVIEW機器人模塊還包含機器人IP、范例以及傳感器和執(zhí)行器驅(qū)動程序，可用于實時模塊編程和FPGA編程。

NI公司供稿