变电站巡检机器人是国家863计划项目，该巡检机器人是集多传感器融合技术、电磁兼容技术、导航及行为规划技术、机器人视觉、语音技术、海量、稳定的无线传输技术于一体的复杂系统。经过现场的运行证明该机器人能代替(或部分代替)值班人员进行变电设备的巡检，及时发现运行设备的异常、缺陷和故障，以便即时处理，保障系统运行的安全可靠，同时巡检机器人具有保安和报警等功能。 机器人智能化的实现，是对机器人控制算法的一种体现。而实现复杂、智能化控制算法的关键是有一套运行平台。本文研究了嵌入式系统在机器人中应用的必要性，对机器人构建嵌入式开发平台，从而有助于软硬件的独立开发，并实现复杂的控制算法。 本课题主要研究和实现了基于嵌入式Linux操作系统的变电站巡检机器人控制系统。首先介绍了系统采用的PC104硬件开发平台，然后介绍了嵌入式Linux作为系统软件开发平台的优点，由于Linux本身所具有的开放性、稳定性、高效性和强大的网络功能并且是公开源码的自由软件，采用运行Linux操作系统的工业控制个人计算机作为机器人控制器开发平台是目前工业机器人技术和产业发展的方向和趋势。该方案对于降低系统开发生产成本、提高产品竞争力均有重要意义。然后详细介绍了嵌入式Linux操作系统在PC104平台上的移植过程，以及控制系统的主要功能模块的实现，主要包括：运动控制模块、传感器数据采集模块和通信控制模块。最后详细介绍了Linux设备驱动程序开发的相关知识和运动控制模块中所使用的PMAC运动控制卡的Linux驱动程序实现，通过该驱动程序，可以实现对移动机器人的运动控制，从而完成变电站设备巡检的要求。 本课题研究的主要内容包括： (1)研究机器人系统的内部体系结构，了解原基于WinCE的下位机控制系统各个模块和了解各个模块之间数据的通讯方式。将开发的视觉导航模块融入到整个系统之中。 (2)研究嵌入式系统和嵌入式Linux操作系统的相关技术，根据系统需求裁减Linux操作系统，将裁减后的系统移植到PC104开发板的DOC上，然后搭建宿主机—开发板的程序开发环境。 (3)研究超声传感器测距的原理和回波干扰的原理，对机器人本体上的超声传感器进行合理的布局，编写超声传感器测距和数据采集模块，实现机器人的准确停障和导航定位。 (4)研究Linux操作系统内核的各种机制，以及Linux操作系统下设备驱动程序的编写流程，熟悉PMAC运动控制卡的硬件原理，编写了该运动控制卡在Linux下的基于轮询的设备驱动程序和基于Qt/Embedded的操作PMAC运动控制卡的图形界面，可以通过该界面下载运动程序和PLC程序到运动控制卡上，从而实现控制系统的运动控制模块，对云台和车体的电机进行驱动。 (5)通过在济南长清500KV变电站现场试验运行验证控制系统各个模块，不断提高系统的实时性和鲁棒性，解决了超声传感器测距系统不稳定的问题。