基于RFID技术的防撞机器人处理器的设计与VLSI实现

如今，机器人被应用于各种各样的领域。从家庭到大型工业，机器人都被用于执行重复性和困难的工作。机器人比人类工人更受欢迎，因为机器人是机器，可以全天候工作而不会感到疲劳。由于其广泛的应用，一些行业在同一个地方使用多个机器人。在这种情况下，机器人之间可能会发生碰撞。为了解决这个问题，我们将提出一种使用RFID标签的解决方案。

在这个VLSI设计项目中，我们将开发一个防撞机器人处理器，它与智能算法相结合，使用RFID避免与其他机器人和物理物体碰撞。该算法在VHDL (VHSIC - HDL Very Highspeed Integrated Circuit - Hardware Description Language)中实现，并使用Xilinx仿真软件进行仿真。

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射频识别(RFID)是一种利用射频进行通信的电子设备。RFID基本上由RFID标签和读写器两部分组成。RFID标签附着在移动物体上，如货物、动物、车辆、货物等。阅读器解释存储在标签中的信息，并将信息传递给另一个称为RFID中间件的系统。以下是RFID系统常用的频率:

• (860 ~ 960 MHz)超高频
• (13.56 MHz)高频
• (125mhz)低频

有一些RFID阅读器可以解释不同的频率，但大多数RFID阅读器只能检测单个频率的标签。

项目实施

在多机器人环境中，多个机器人将在这里和那里移动，我们的目标是结合VLSI设计的优点，设计一个处理器，可以在几分之一秒内检测和避免碰撞，借助RFID技术。

所有的机器人都装有一个特殊的处理器和一个可写的主动标签。对于动态对象，“状态位”是01，对于静态对象，“状态位”是00。RFID阅读器也安装在机器人上，以读取RFID标签。

工作空间被划分为不同的区域，主动RFID标签被放置在特定区域的墙壁、柱子等静态物体上。这些RFID标签给出了区域ID以及标签(静态对象)和阅读器(机器人)之间的距离。利用Friss自由空间传播方程，计算了阅读器与标签之间的距离。

该算法考虑了静态物体之间的距离、其他机器人的运动方向、机器人的速度等因素。机器人上的所有处理器都将遵循这一算法。

接下来，从子系统中生成VHDL代码，对机器人处理器电路进行设计和仿真。使用适当的输入信号，使用Xilinx软件对每个操作块模拟VHDL代码。同样，在将所有操作块集成到单个处理器后执行模拟。

在处理器设计合成成功后，得到了处理器的HDL合成报告、RTL原理图和器件利用率图。

该技术的应用

由于其应用灵活，被广泛应用于各种场合:

军事和太空:战场上的救援行动

超市:它有助于运输货物而不会与其他机器人相撞。

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