基于MSP430F2234微型机器人无线控制系统

基于ＭＳＰ４３０Ｆ２２３４微型机器人无线控制系统
作者：朱胜清　张　华　李志刚
来源：《现代电子技术》2008年第02期

摘要：介绍一种基于MSP430F2234单片机的微型机器人无线控制系统。控制系统主要由PC机工作站、MSP430F2234单片机、nRF24L01无线收发电路和微型步进电机驱动电路组成。设计完成微型机器人无线控制系统硬件电路以及各个部分的软件。实验表明，微型机器人无线控制系统具有很好的稳定性、快速性和准确性。

关键词：MSP430微控制器；无线控制；微型机器人；串行通讯

中图分类号：TP368.1 文献标识码：B 文章编号：1004-373X(2008)02-081-03

Wireless Control System of Micro Robot Based on MSP430F22x4

ZHU Shengqing,ZHANG Hua,LI Zhigang

(Robot & Welding Automation Key Laboratory,Nanchang University,Nanchang,330031,China)

Abstract：A micro robot wireless control system is introduced in the paper which is based on mixed signal micro controller MSP430F2234.The control system consists of PC workstations,MSP430F2234 micro controller,nRF24L01 wireless transceiver circuits and micro-stepper motor drive circuit.The hardware circuit and software of wireless control system has been completely designed.The stability,veracity and speediness of the wireless control system on micro robot are very good.

Keywords：MSP430 micro controller;wireless control;micro robot;serial communication

20世纪80年代以列基文影像公司开发出来胃肠道内窥镜胶囊(M2A)，胃肠道的诊疗实现了“微创无创”。2001年以来，重庆金山科技(集团)有限公司在国家“863计划”、国际合作计划和国家科技攻关计划的资助下，在重庆市委市政府领导的关心支持下，成功地研制出智能胶囊消化道内窥镜(OMOM)系统，技术达到国际领先水平。胶囊内窥镜完成胃肠道影像检查；克服了传统的推进式内窥镜体积大，检测过程痛苦，不适用于老年、纤弱和危险病人等缺陷；具有体积小、重量轻、检查方便、无创伤、无痛苦、无交叉感染、不影响

受检者正常工作等优点。目前，胶囊内窥镜系统主要由3个部分组成：摄像胶囊，数据记录仪和PC工作站。但是胶囊式内窥镜均利用消化道自然蠕动来遍历整个检查区域，最终随排泄物排出，整个过程缓慢而不可控。为实现胶囊式内窥镜的在人体消化道的运动控制，必须在现有基础上加入安全有效的驱动并设计无线控制系统。

1 微型机器人驱动和无线控制系统原理

1.1 微型机器人驱动原理

理论分析表明，当带有螺旋槽的圆柱体在有粘液的人体内腔中运转时，将迫使粘液产生轴向运动，从而产生反作用力将推动微型机器人沿轴向前进。另外，当微型机器人在充满粘液的人体内腔中运转时会产生动压效应，并建立一层动压润滑粘液膜，使机器人处于悬浮状态不与内腔壁发生直接接触，避免对人体有机组织的损伤，减轻对患者的不适和痛苦。

如图1所示是微型机器人的驱动机构示意图。他由带有矩形螺旋槽的外壳体和内壳体构成，其中内壳体内部装载微型步进电机、摄像头、纽扣电池、LED驱动模块、无线收发