通信技术是实现控制站和机器人之间信息传输的桥梁，是有效、准确地控制机械手作业和移动载体运动状态的关键技术。它包括图像、声音和数据的传输。通信方式分为有线通信和无线通信两种。有线通信可采用电缆，也可采用传输信息量很大的光缆；无线通信中常用无线电、声呐、空间光等传输媒介。至于采用何种通信方式及何种传输媒介，要根据具体的作业环境和任务而定。一般情况下，排爆的安全距离不应小于80 m，即排爆移动机器人的控制系统应距爆炸物80 m的危险区范围外发挥作用。采用计算机辅助遥控（CAT）方式来控制车体的前进、后退和转向以及机械手的操作，分为硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统包括控制站微机系统（简称上位机）和车载微机系统（简称下位机），手持式遥控器如图3.19所示。

图3.19　手持式遥控器

（一）接收控制系统设计

接收板主要包括电源电路、红外信号接收和解码电路、直流无刷电机控制电路以及步进电机控制电路等4个部分组成，下面对此进行详细介绍。

1.电源电路

水刀切割机器人的电源单元主要负责整个系统的供电，由3块12 V的高能铅酸电池串联组成。36 V的总电源负责直流电机和步进电机的供电，其中一块12 V的电池通过L7805进行电平转换得到5 V电压给单片机供电。具体电路图如图3.20所示，其中P 7为输入电压端。

图3.20　接收板电源模块

2.红外信号接收和解码电路

排爆现场往往伴随着强烈的干磁干扰，为保证水刀切割机器人的信号传递畅通，在选用串口进行通信的同时，还增加了一个红外遥控功能以做备用。机器人通过LM358芯片接收红外信号，并利用PT2272芯片对接收的红外信号进行解码，得到遥控端发射的遥控指令。电路图如图3.21、图3.22所示。

图3.21　红外信号解码电路

图3.22　红外信号接收电路

3.直流无刷电机控制电路

直流无刷电机主要用来控制车体的运动，当遥控器发出动作指令后，单片机接收到信号并通过驱动器驱动电机做相应动作。直流无刷电机型号为西安骊山电子总厂的LS70BL3A90-C30，驱动器型号为BL03-36-08，采用定频调宽法对PWM波进行控制，从而达到控制车体运动速度的目的。具体电路设计如图3.23所示，P06和P07管脚分别控制左右无刷的SP端，SP为无刷电机的调整电压，电压越大，转速越快，范围是1.6～5 V。通过对SP端电压的控制就可控制机器人的运动速度；调节两电机不同的转速，就可利用差速实现车体的转动。F/R控制电机的正反转，SS控制电机的启动和停止，如图3.23所示。

图3.23　直流电机控制电路

4.步进电机控制电路

步进电机具有控制精确、便于调速的优点，通过对X、Y、Z三个方向进行调整方位，可适应不同尺寸的爆炸物，使其处于最佳的切割位置。电路设计如图3.24所示。其中，CP为输入脉冲，DIR控制电机旋转方向，ENAX为使能端，可控制电机的转动和停止。

图3.24　步进电机控制电路(www.daowen.com)

5.接收系统主电路

本机器所选用的MCU型号为STC89C52RC，是以51为内核的自带AD转换功能的增强型单片机。STC89C52RC单片机为40脚封装，其工作电压为3.8～5.5 V，管脚的分配如图3.25所示。

图3.25　单片机主电路

（二）发射控制系统设计

发射板使用贴片式STC89C51RC单片机，主要负责通过串口和红外两种方式发射指令，主要包括电源电路、串口连接电路和红外发射电路。

1.发射模块主电路

单片机采用的晶振频率为11.0592 MHz，工作电压为2.4～3.6 V。电路设计如图3.26所示。

2.电源电路

电源单元负责遥控器的供电，用两块高能锂电池作为主电源，电压的输出为7.4 V，通过SPX1117转化为3.3 V的电压给单片机供电，该电源具有使用寿命长、供电时间长的特点。遥控器电源电路如图3.27所示。

图3.27　遥控器电源电路

3.串口连接电路

遥控器主要利用串口连接无线发射模块，将指令通过串口发射出去。串口连接电路如图3.28所示，将单片机的RXD（P3.0）和TXD（P3.1）分别与无线发射模块的RXD和TXD相连，就可实现单片机与无线发射模块间的通信。

图3.28　串口连接电路

4.红外发射电路

利用红外线进行遥控增强了指令传递的可靠性，在串口通信出现异常时可采用红外遥控继续工作，增强了系统的健壮性。利用2262芯片对指令进行编码，电路连接如图3.29、图3.30所示。

图3.29　红外发射电路

图3.30　红外发射接口控制电路