本论文的研究是以国家“863”项目“超高压输电线路巡检机器人”为实际背景展开的，研究主要包括以下几个方面内容：输电线路巡检机器人总体控制系统的研究；输电线路巡检机器人控制系统的硬件实现；实现嵌入式操作系统Linux在输电线路巡检机器人主控制器PC104上的移植：包括内核的选择与编译、文件系统的选择与实现和图形用户界面的移植；编写Linux下串口通讯程序，I/O模块的驱动程序，A/D模块的应用程序，PMAC运动控制卡驱动程序，从而实现控制系统的主要功能模块，主要包括：传感器数据采集模块、通信模块、运动控制模块。论文所提出的方案进行实验及并对实验结果进行分析。介绍了本课题的研究背景，论述了超高压输电线路巡检机器人嵌入式控制系统的研究意义，对巡检机器人及其控制系统的研究现状进行了分析，介绍了当前比较受开发者欢迎的几种嵌入式系统，同时对这几种嵌入式系统从开发费用，可靠性等方面进行对比，从而证明Linux嵌入式操作系统是比较理想的选择。进而归纳了巡检机器人嵌入式操作系统研究存在的难点。对超高压输电线路巡检机器人控制系统结构进行分析，整个机器人控制系统包括两个部分：巡检机器人样机和地面基站。巡检机器人样机包括：机器人本体、系统电源、运动控制卡、驱动电机、无线数据传输系统（机载部分）等。地面基站包括：监控系统、无线数据传输系统（基站部分）、监视器和手动控制面板。以PC104模块为核心研究了机器人硬件平台的设计问题，机器人样机系统采用IO模块和AD板卡作为扩展模块，两者都符合PC104的总线协议。机器人本体的传感器信息设计为模拟量输出，由A/D卡采集到控制计算机进行综合分析。选用PMAC运动控制卡来驱动电机，研究了基站计算机通信控制方法。系统通过串口或者I/O输出控制信号，下传到机器人控制系统，从而调整机器人运动状态实现机器人的正常运动。该控制系统采用模块化的设计方法，为巡检机器人控制系统软件部分的设计奠定了基础。设计了输电线路巡检机器人控制系统的软件。通过Linux的启动过程，研究了内核的选择与编译、文件系统定制的方法。将裁减后的系统移植到CF卡上，并由引导加载程序GRUB引导其在Linux目标机上的移植，从而实现了一个小巧的嵌入式操作系统。它具有体积小，模块化程度高，安全性及可靠性好等特点。完成了上位机与下位机之间串口通讯程序的编写以及I/O模块驱动程序、A/D模块驱动程序和PMAC驱动程序的编写。实现了控制系统的主要功能，包括：控制系统数据采集、基于串口的无线通信以及运动控制。通过实验设备首先对各单元模块，如基于串口的无线通信模块、数据采集模块进行测试，结果表明Linux嵌入式操作系统在巡检机器人主控制器PC104上得到了成功移植，并实现了控制系统的主要功能。然后对机器人整体进行测试，通过实验验证了机器人在远程控制下具有跨越障碍物的能力，从而证明此方案的可行性。