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研究生: 陳進福
Jen-Fu CHEN
論文名稱: FPGA_Based 之遠端監控系統整合
Integration of FPGA_Based Remote Control System
指導教授: 莊華益
Hua-Yi Chuang
口試委員: 吳忠霖
John-Ling Wu
唐永新
Yeong-Shin Tarng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 74
中文關鍵詞: 硬體描述語言遠端監控模糊控制
外文關鍵詞: VHDL, Remote Control, Fuzzy Control
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隨著時代的進步,網際網路愈來愈普及化與其多媒體技術日益成熟,隨之而來的軟硬體快速發展將既有的軟硬體架構技術大大提昇,我們正有這個非常好的機會來改善既有的控制系統之人機互動界面,使得遠端監控系統有更廣的應用領域。
本論文的目的是在設計一套遠端網路監控系統,透過網際網路的技術來作資料傳輸媒介與下達控制命令,並應用VHDL硬體描述語言設計模糊控制器與RS-232串列通訊模組實現於FPGA Board上以控制目標物並與主機端作溝通用。本文受控系統為一仿人形兩足機器人,並以操作網頁下達指令的方式做遠端操作者的控制介面。本文主要結合網際網路資料傳輸、遠端資料庫存取、模糊控制理論,RS-232串列通訊與VHDL硬體描述語言等技術,達成遠端監控兩足機器人之自我平衡。


With the rapid progress of the age, the Internet service is becoming more popular. And with the rapid advancement of Internet hardware and software technologies, it could benefit the existing control system framework. By this time, we would take the opportunity to improve the existing Human Operation Interface of our controlled system.
The purpose of this paper, it is to design a remote network monitor system, which would transmit data and control command by network transmission technology, and also design Fuzzy controller and RS-232 series communication module by using VHDL language. Our remote target is a two-foot robot with self- balanced ability. We could operate this target by TCP/IP network. Technologies including Network Communication, Network Data Base Access, Fuzzy Control Theory, RS-232 Series Communication and VHDL are integrated to achieve that remote monitor the self-balancing of the two-foot robot.

中文摘要 ……………………………………………………… I 英文摘要 ……………………………………………………… II 誌謝 …………………………………………………………… III 目錄 …………………………………………………………… IV 圖目錄 ……………………………………………………… VII 表格目錄 ……………………………………………………… X 第一章 序論 …………………………………………………...……… 1 1.1 研究動機與目的 ………….…………………………...… 1 1.2 相關文獻回顧 …………………………………………… 3 1.3 論文架構與研究流程………………………………......… 5 第二章 系統軟硬體架構 ……………..………….……….……...…… 6 2.1 VHDL硬體描述語言 ……………….……………….…… 6 2.2 FPGA BOARD …………………………………………..... 8 2.3 兩足自我平衡機器人 …….……….…………………… 10 2.3.1 兩足機器人架構 …..…………………….……… 10 2.3.2 陀螺儀 ………...………...………………………. 13 2.3.3 伺服機控制 ………………………………...…… 15 第三章 模糊平衡控制器與 RS-232通訊模組 …………...………… 18 3.1 模糊控制系統介紹 ………...…………...……………… 18 3.2 模糊控制器VHDL電路模組設計 ……......…………… 24 3.3 RS-232傳輸接收通訊模組 ……………….……….…… 30 3.3.1 RS-232通訊協定 …………...…….…….……..… 30 3.3.2 RS-232串列通訊傳輸與接收器模組設計 ……… 33 3.4 VHDL數位電路模組整合 ………….........................…... 40 第四章 網頁伺服器建立與應用程式撰寫 …………………………. 41 4.1監控網頁伺服器建置與分析 …………………………. 41 4.2 動態伺服端網頁程式語言…………………………… 43 4.3 遠端資料庫系統連結與存取 ……………………...…. 48 4.3.1 網際網路資料庫系統連結存取 ……..…………. 48 4.3.2 Visual Basic與資料庫連結系統應用程式 …….... 50 4.4 串列通訊與視訊擷取 ……….……………...………… 52 4.4.1 RS-232串列通訊程式設計 ………...…...……… 52 4.4.2 視訊擷取程式設計 …..……...………………… 55 第五章 系統整合與實驗成果 …………………….………………… 57 5.1 硬體系統整合 ……….……………………….……… 57 5.2 伺服端主機監控程式 ….……….…………………… 59 5.3 遠端伺服監控網頁 …………………….……….…… 63 第六章 結論與展望 …............………………………………………. 68 參考文獻 …...…………………………………………....…………… 70 作者簡介 …...…………………………………………....…………… 74

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