1. 研究目的与意义
道桥运维需要对道桥进行检测，包括对预设的物理结构点的温度、应力等感知数据进行采集，还包括对路面的定期巡检，以确保路面行驶车辆的安全。目前的路面检测由人驾驶巡检车完成，采集数据单一，人工成本较高，且受气候环境等因素影响较大。
道桥巡检机器人系统是针对道桥运维需求提出的全新综合解决方案。道桥巡检机器人可以长时间、持续工作，对道路状况的数据采集实现自动化和多元化，可以大幅度的减轻道桥运维人员的工作量，让工作人员致力于道桥数据的分析及维护手段而非繁重的数据采集工作，提高道桥运维工作的智能化。
本课题将设计道桥巡检机器人的通信单元，配合机器人循迹功能单元和数据采集与处理单元，共同完成对巡检区域的道桥检测，包括：检机器人和后台的通信、巡检机器人在移动过程中和预设的物理结构点的通信，将巡检机器人采集的路面数据、异常数据、和物理结构点的数据上传到上位机。
2. 课题关键问题和重难点
本课题将实现道桥巡检智能机器人系统中通信单元，在机器人巡检过程中，将采集的数据发送到云端，并与道桥的预设点建立链接，将预设点的信息发送到云端。
机器人与预设点的通信：由机器人控制板（龙芯1B）的通信模块和预设点的通信模块完成
预设点设置在路旁，和机器人的距离较远，但需要传输的信息量不大，可采用长距离稳定的低速数据通信方式，机器人在移动过程中与预设点的通信建立是关键；而当机器人进入隧道等没有普适通信信号的区域时，机器人与预设点的通信建立是难点。
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着经济的发展,道路桥梁等结构故障引发的事故的几率也在相应地增加,为了道桥的稳定安全, 道桥巡检智能机器人机器人孕育而生。道桥巡检机器人具有可长时间不间断工作,保证了巡检过程中的实时可靠性,复杂环境中适用性等[1]。隧道巡检机器 人在进行巡检时需要与外界搭建可靠的通信,由于道桥区域空间狭小,存在拐角和岔口,加上有大量的干扰物影响信号的传输与接收,这些都将给道桥巡检机器人的通信带来严重困难,因此有必要对道桥巡检机器人的通信系统进行设计[2]。
道桥巡检智能机器人属于巡检机器人的一种，工作在户外的道桥上收集定点传感器的数据并检测路面情况，并与控制端进行数据交互，汇报检测情况。
阅读了何宾撰写的#8220;微型计算机系统原理及应用#8221;之后[3]，对龙芯1B200有了更多的理解，龙芯1B处理器具有接口丰富、扩展性强、适应性广、供应链完整等优势特点，在数据采集、工业控制和物联网关等应用场景上具备很好的供应配套优势，龙芯1B适用于各类公路交通、铁路等隧道的机电系统智能控制和监测，可根据隧道实际需求实现设备的就近接入布设、分布式部署，安装方便、维护简单，为隧道管理方提供了灵活方便的隧道现场执行设备控制方式，还可通过对各类设备状态数据的实时采集汇总，提供一体化和智慧化的监测手段。并了解了该芯片的特点与应用场景，掌握了该芯片的具体结构和片上外设的功能，了解了其寄存器的情况与配置寄存器的方法，学会了通过各种函数配置相应的外设来与外部模块进行通信，将该芯片的四线UART扩展为四个两线URAT以连接更多的模块来辅助道桥巡检任务[4][5]。
4. 研究方案
道桥巡检机器人系统的通信模块包括机器人和预设点的通信、机器人和云端服务器的通信、云端服务器和用户App的通信，功能逻辑如图：
道桥巡检机器人系统的通信模块功能逻辑图
5. 工作计划
2022-2023-1学期：
第15-16周：完成选题，查阅相关中英文资料。
第17周：与导师沟通进行课题总体规划。
