USB总线机器人上下位通信智能装备方案在自然环境中的应用
摘要：本文介绍了一种基于USB总线的数字机器人控制系统的软件结构及其上位机与下位机通信的实现机制，旨在探讨USB技术在智能装备方案中的应用和实时性需求。关键词：USB、教学机器人、通信。
EDUROBOT-680-II型教学机器人是一款由上海交通大学机器人研究所研发的五自由度多关节工业教练型机械臂，它具备良好的开放性和舒适的人工界面，主要为大专院校和科研机构提供教学和研究工具。学生通过亲手操作可以了解并学习工业自动化知识，科研人员还可对其进行二次开发。
传统上，教学机器人的上位机会与下位机会采用并行口（LPT1）的SPP方式进行通信，但随着USB技术的普及，我们将其改用以提高数据传输速率和可靠性。
USB特点及其应用
由于其易用性、可扩展性、快速性、高效能以及内置电源等优点，USB已经成为计算设备之间信息交换最常用的接口之一。它不仅用于连接外设如键盘鼠标，还被越来越多地用于工业级实时控制，如我们所需的机械臂控制系统中。
用USB实现计算机双向通讯
虽然原生的USB模型是主从结构，但通过使用共享缓冲区，可以使两台主计算机会通过外设间接进行数据交换。在我们的案例中，我们采用PL-2301芯片作为桥梁，这是一个全速USB控制芯片，它包含四个终端，并支持错误检测，对于实时通信有重要意义。
软件结
教育robot-680-II型机械臂控制系统由两个部分组成：一个是底层控制软件运行在Windows98平台，它负责执行实际运动；另一个是在Windows98平台上的上层软件，为用户提供了图形界面，使用户能够输入命令并监控机械臂状态。此外，由于需要更高级别的性能支持，本项目正在考虑将底层控制系统迁移到支持usb 的嵌入式操作系统，如Windows CE或Linux，以提高实时性能。
通信模块
为了实现上述目标，我们需要设计一个能够处理来自不同硬件设备（包括PL-2301）消息的一致编程框架，该框架必须确保所有硬件设备都能按照预定的协议有效地相互沟通。这涉及到设计一套复杂而精心构建的小程序，以便管理所有相关任务，并确保它们按顺序执行，同时保持最佳效率。此外，还需要定期更新驱动程序以解决可能出现的问题，从而确保稳定运行。
