Diseño de una Arquitectura de Comunicación Ethernet Usando Micro-Controladores de 32 Bits para el Control Distribuido de una Plataforma Robótica Móvil

Abstract

La robótica móvil es un campo de investigación de gran dinámica de las últimas décadas, el desarrollo de robots móviles de mayor complejidad, ha generado la necesidad de distribuir la carga de procesamiento y control del robot en módulos con tareas específicas. Por consiguiente, es necesaria una arquitectura de comunicación flexible, que permita compartir información entre dichos módulos. En este trabajo se describe el desarrollo del control distribuido de una plataforma robótica móvil, que consta de: un módulo de orientación AHRS (Sistema de Referencia de Actitud y Rumbo), uno de visualización y uno para el control de motores y odometría. Para la comunicación entre estos módulos se usa una arquitectura de comunicaciones por capas de abstracción. Se utiliza un modelo cliente-servidor con Sockets UDP/IP en la capa de transporte y Ethernet como protocolo de la capa física y de acceso al medio. Como Dispositivo de control en cada módulo, se cuenta con una plataforma de prototipado rápido MBED, que utiliza microcontroladores LPC1768 de 32 Bits, de la familia Cortex-M de ARM y un sistema operativo en tiempo real (RTOS) para la administración de las tareas. La finalidad de esta plataforma es didáctica para la puesta en práctica de los conceptos básicos de robótica, control y comunicaciones

Abstract : Mobile robotics is a research field of great dynamic in recent decades, the increasing complexity of mobile robots, has created the need to distribute the robot control and processing load in modules with specific tasks, therefore, is required a flexible communication architecture for sharing information between the modules. In this work is described the development of distributed control for a mobile robotic platform, comprised of: an AHRS orientation module (Attitude and Heading Reference System), one for displaying information and one for motor control and odometry. For the comunication between this modules is used an abtraction layers comunication architecture. Client-Server model is used, with UDP/IP Sockets in the transport layer and Ethernet as the physical layer and medium access protocol. As control device into each module, accounts a MBED platform for fast prototyping, that uses the LPC1768 32 Bits microcontroller from the ARM Cortex-M family and a real time operating system (RTOS) for task administration. This platform has a didactic goal, for the training in the basic concepts of robotics, the control and communications