可行性研究报告: BillWSY的生活企业库|免费b2b网站

一、引言

1.编写目的
为了考察我校自行设计足球机器人系统的可行性，编写本报告。本报告可供项目管理者、参与者与顾问参考。

2.背景
a)本项目名为：温州中学自主足球机器人系统。
b)本项目由王盛业提出，由项目团队研发，供代表我校参赛的选手使用，在机器人上运行。
c)该系统能自主地处理比赛时遇到的各种问题，同时能向用户反馈详细的运行参数，提出维护与故障处理方法。

3.定义
机器人指符合比赛规则的、在正常情况下无人工操作情况下能够完成寻球、射门、防守等动作的，以电能为主要能源的小车模型。

4.参考资料
参考资料包括往年的设计方案及程序、机器人厂商提供的方案、往年比赛视频记录，以及一切可以获取的关于足球机器人设计的资料及经验。

二、可行性研究的前提
对本项目进行可行性研究以我校参加2010年机器人足球竞赛、提供必要的经费支持为前提。

1.要求
本系统应在2010年5月前完成构建。
系统应能顺利完成寻球、射门、防守等动作。

2.目标
本系统以参加2010年机器人足球竞赛并获得全国{dy}名为{zg}目标；
以参加该竞赛获浙江省{dy}名为预期目标；
以参加该竞赛并代表温州市参加省赛为{zd1}目标。

3.条件、假定和限制
该系统的开发受研发经费限制、整体机械部件重量限制、硬件运算能力限制、团队成员知识水平的限制。
本可行性研究假定有较为充裕的研发经费、能够得到接受过良好物理及计算机方面教育的人员的支持与参与。

4.进行可行性研究的方法
可行性研究将确定在限制条件及现有技术水平下，该系统开发所需的软硬件是否可获取、各软硬件能否顺利地集成。

5.评价尺度
该系统将根据技术实现难度、所需经费投资进行评价。

三、对现有系统的分析

1.处理流程和数据流程
现有系统硬件方面由动力机构、电源、电机驱动板、传感器板、主板及机械支撑结构共六部分构成。动力结构包括电机。电源是一只3S2P与一只2S2P锂聚合物电池串联而成的。电机驱动板由厂商提供，{zg}能在24V、200W的高负荷下工作。传感器板是一只360度，14路或2只180度、每只7路的基于红外接收管的寻球复眼装置。主板由基于ARM7的LPC221x的CPU控制。引出了8路ADC接口、电机驱动板连接接口、IIC(TWI，面向字节的两线接口)接口、UART（通用异步串行总线，俗称串口）接口等、并有一只液晶显示屏可供现场数据调试。机械支撑结构由复合塑料板为主体，靠铜柱连接。各部件通过电源线与信号线进行连接。数据流程为传感器→主板→驱动板→电机。

2.工作负荷
底盘上装有动力驱动装置，进攻机器人为6路直流电机驱动、防守机器人为4路直流电机驱动。每只电机额定电压为12V，功率2W，正常情况下实际工作在19V、4W的过载状态下。这对电机使用寿命、电源效率都有较差的影响。对抗动作中，每只电机的功率在20W左右，发热量较大、长时间堵转有烧毁的可能。
LPC221x的CPU具有60MIPS的指令处理能力，基于较为先进的ARM架构，各方面运算能力都不错，工作在低负荷状态。

3.费用开支
一次性购买费用在6000RMB/台，新购两台机器人费用在12000RMB左右。
电池属于易损品，因为保管不当，所有电池已经损坏，更换需要2000RMB左右。
为了保证系统安全运行，应当更换新的电机以及轮胎皮，xx更换费用需要1500RMB左右。

4.人员
现有系统需要2人维护，每人负责一台机器人。需要有一定的代码能力与动手能力，能够拆装、搭卸该系统，能够写符合实际情况的程序。两机无法在比赛时自主地进行协作。

5.设备
现有硬件设备包括：2只机器人主板、1只全向复眼、2只半向复眼、10只电机、12只轮毂、6只全新胎皮、12只旧胎皮（磨损严重），2只电机驱动板（其中一只需更换散热风扇），2套已不适用的结构部件。以上全为杭州纳英特电子公司的产品。

6.局限性
本系统重量较重、体积较大，已不符合今年的比赛规则。
本系统虽然处理能力强劲，但数据种类少、数据获取途径单一，不能很好地智能化判断。
本系统不能智能地合作处理。
本系统不能及时反馈工作技术情况，难以避免危险的情况，同时不便于赛前的软件设计与调试。
本系统动力部分长期工作在过载情况，有安全隐患。

四、所建议的系统

1.对所建议系统的说明
该系统由动力部分与控制部分两部分构成。控制部分包括CPU、传感器、无线收发模块。动力部分包括直流电机驱动器、直流电机、轮毂、轮胎以及相应的固定装置。
控制部分根据传感器返回的数据确定当前机器人所处的位置、判断球的位置、计算合理的进攻路线，通过与动力部分的通讯，控制机器人行动。

2.处理流程和数据流程

3.改进之处
新系统将采用低重量部件、高度集成传感器与主板，减小体积；新系统将采用多种传感器，能获取各类所需数据以实现智能化处理；新系统使用无线通讯，进攻与防守机器人能较好地配合，例如转换成双进攻模式；新系统能及时向计算机反馈技术数据，在程序构建阶段能够方便调试、及时发现问题；在比赛时能够监控电源电压、驱动器及电机温度等参数，可使选手能预见性地调整策略。

4.影响

a)对设备的影响
由于厂商对技术资料的保密，原设备xx不能被替换，或弃用，或改造以适应其他项目，或组成后备队伍。

b)对软件的影响
由于系统整体的调整，原有软件全部弃用。但其中处理思想可作为新系统的参考。

c)对用户单位机构的影响
对操作人员的水平要求提高。操作人员应具有较强的动手能力，能够制作或维修电路板，懂得手工制作印刷电路板的工艺；有较强的代码能力，能独立地写出程序或在赛场上适当调整程序；有较高的物理知识水平，在构建阶段能参与分析运动学的问题。

d)对系统运行过程的影响
运行过程将稍为复杂，但结构将更为清晰。

e)对开发的影响
开发难度增大，开发小组需要有较强的动手能力、懂得电路板的设计与制作，有较扎实的物理学基础，懂得程序设计语言。

f)对地点和设施的影响
需要有一个符合新规则的场地（在原场地的基础上更换基板材料即可）。

g)对经费开支的影响
开发小组为无偿工作。
项目应当由必要的工作设备，包括但不限于焊台、热风枪、示波器等设备。
项目应当有足够的实验经费，用于原型的制作。
项目应当有足够的元件经费，用于购买目标的零件。

5.技术条件方面的可能性
电路设计方面，经过高中物理学的学习，加上一些参考资料的查阅，团队有能力自行设计单片机原理图。
电路制作方面，感光板制作印刷电路板兼顾了制作质量与制作费用，操作较为方便，工艺较为简单，经过练习能够制作出可行的印刷电路板。元器件焊接方面经过学习和练习，能在较短时间内掌握。
动力能源方面，淘宝网等平台上提供了各种型号的电机、驱动板、电池，可以通过与提供者的交流和资料的查阅选定所需型号，可以通过网购直接购买所需部件。
机械结构方面，可以买到工程塑料板或有机玻璃板，加工难度并不大。而且有专门的店可以加工这样的塑料板。工程塑料板或有机玻璃板重量较轻，能使系统不会超过限制。

五、可选择的其他系统方案

1.可选择的系统方案1
可购买纳英特公司的新方案，但价格较高，性能方面较原系统并没有本质的提升。

六、投资和效益分析

1.支出
a)基本建设投资
元器件1500RMB/台。按两台计，共3000RMB。
b)其他一次性支出
焊台等专业设备的购置500元左右。
实验材料1000元左右，包括单片机开发板、常用电子元器件样本、实验板。
c)非一次性支出
电池损耗，部件维修，备件购买。

2.收益
本系统不以经济收益为目标。但系统的成功运行、奖项的获得标志着温州中学在素质教育方面的水平。

七、社会因素方面的可能性

1.系统所有部分的构建都严格保证在规则下进行，不存在违反法律、规则的情况。

2.所有文字材料在赛后将被公开，作为我校的教育成果之一，同时以此促进该竞赛的进一步发展。图纸、代码、程序等资料原则上不公开，防止别有用心的人剽窃成果。

八、结论
系统团队经过一定的学习与练习，能够获得构建系统所需的技术知识与能力。
在良好的管理下，保证正常进度，建议系统能够达到预期目标。
建议系统可行。