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原创安森美 2025-01-13 18:59

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自主移动机器人设计涉及各种重要器件，例如电机控制、传感器、电源、照明和通信器件等。在之前的两篇文章👉AMR电机控制方案超强整理，👉解析AMR设计关键要素：传感器、可见光通信驱动器、电源方案等，我们介绍了电机控制方案、传感器方案、可见光通信驱动器，本文将继续介绍照明方案、通信方案等。

照明方案

自主移动机器人 (AMR) 开发还离不开照明技术。这些机器人依靠发光二极管 (LED)等照明元件在多种环境中自由移动、通信和执行操作。接下来我们将讨论 AMR 设计中所使用的照明技术，包括LED 控制器和驱动器、PWM 降压调节器、高边和低边功率 MOSFET、PWM 控制器及其他相关技术。

AMR 通常采用 LED 照明，因为 LED 能效高、发热量低且寿命长。照明对于视觉感知至关重要，它使机器人能够检测和识别物体以及在环境中自如穿梭。此外，照明还可以用来传递信号，指示机器人的状态或方向。为 AMR 选择照明技术时，必须要考虑的性能特征和参数包括亮度、色温和功耗。

LED 控制器和驱动器是 AMR 的必备器件。这些器件控制着流过 LED 的电流，使 LED 发出特定强度和颜色的光。PWM 降压调节器将较高的电压转换至较低水平以驱动 LED，从而确保 LED 获得稳定供电。LED 驱动电路借助高边和低边功率 MOSFET 来导通和关断 LED 电流，保护 LED 免受过压和过流条件的影响，并确保电路稳定运行。PWM 控制器通过控制 LED 的亮度和颜色来精确控制其性能。

AMR 中使用的其他照明技术包括可以检测环境光水平的光传感器和可以发出多种彩色光的 RGB LED。照明技术还可用于 AMR 之间或 AMR 与人之间的视觉通信。例如，LED 显示屏可以显示状态更新或消息等信息。

安森美针对 AMR 推出了 NVC7685 LED 线性电流驱动器和 NCL31000 智能 LED 驱动器两款照明方案。NCV7685 具有 12 个线性可编程恒流源，使用相同的基准电压，支持 128 个不同占空比级别，并可通过 PWM 进行调节。NCL31000 采用高能效降压 LED 驱动器，支持高带宽模拟和 PWM 调光（降至零电流），具有两个辅助 DC-DC 转换器，并兼备诊断功能，可监测输入和输出的电流和电压、LED 温度以及 DC-DC 电压。

通信方案

自主移动机器人在错综复杂、变化频繁的工业和商业环境中工作，因此通信技术对于其稳定运行至为关键。AMR 设计采用了多种通信技术，包括蓝牙® 低功耗 (Bluetooth LE)和以太网® 技术等。

通信技术是 AMR 的关键组成部分，可以让 AMR 与其他设备和系统进行通信。无线通信技术使自主机器人能够传输数据、接收命令并与其他设备和系统交互。

选择 AMR 的通信技术时，有几个性能特征和参数必须要考虑，其中包括范围、数据速率、功耗和安全性。通信技术的覆盖范围必须足够大，以便与环境中的其他设备和系统进行通信，并且数据速率也必须与具体应用相适配。通信技术的功耗必须足够低，以保证机器人的电池寿命足够长。此外，通信技术的安全性对于保护机器人的数据和命令免遭未经授权的访问至关重要。

蓝牙低功耗

蓝牙低功耗无线通信技术专为低功耗设计，非常适合电池供电设备，可支持多种数据传输速率，能在 AMR 和其他设备之间传输传感器数据、控制信号及其他类型的信息。蓝牙低功耗也可以用于室内定位系统，从而让 AMR 在动态环境中顺畅移动。

蓝牙低功耗也可以用于室内定位系统，从而让 AMR 在动态环境中顺畅移动。安森美 RSL15是一款通过了蓝牙 5.2 认证的收发器，提供易于实施的蓝牙低功耗无线应用，支持到达角 (AOA) 和偏离角 (AOD) 关键功能，以实现精确的室内定位。高度集成的无线系统单芯片 (SoC) 优化了系统尺寸和电池续航时间。它采用 ARM Cortex-M33 处理器和 2.4 GHz 收发器，支持 BLE 5.2 和 2.4 GHz 自定义协议。

以太网：10BASE-T1S

工业以太网通信协议是 AMR 开发中常用的协议。以太网具有高速通信功能，支持多种同步和控制功能，可协调多个器件之间的复杂任务和动作，是实时控制和协调多台 AMR 的理想选择。

NCN26010 10Base T1S 工业以太网可利用现有的双绞线基础设施，实现工业应用的多分支以太网通信。NCN26010 以太网收发器符合 IEEE 802.3cg 标准，其中包括媒体访问控制器 (MAC)、PLCA 协调子层 (RS) 和专为工业多分支以太网设计的 10BASE-T1S PHY，可提供所有物理层功能，通过一条非屏蔽双绞线即可传输和接收数据。NCN26010 通过 OPEN Alliance MACPHY SPI 协议与主机 MCU 通信。