基于单片机的智能扫地机器人

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. 报告编号：

科技查新报告

项目名称：基于单片机的多功能模块化智能机器人

委托人：

委托日期：

查新机构（盖章）：

查新完成日期：

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. 中华人民共和国科学技术部

二○○○年制

查新项目名称中文：基于单片机的多功能模块化智能机器人

英文：Multifunctional Modular Intelligent Robot Based on single chip microcomputer

查新机构名称北京理工大学通信地址邮政编码负责人电话传真联系人电话电子信箱一、查新目的█立项查新（申报计划、开题）：大创范围：国内国外█国内外成果查新（成果鉴定、申报奖励）：范围：国内国外国内外其它（请注明）：范围：国内国外国内外

二、查新项目的科学技术要点1.研究目的与意义：随着控制技术、计算机技术、信息处理技术和传感器技术的发展，智能机器人无论是在工业领域还是消费电子领域都已经扮演了非常重要的角色，已成为人工智能研究和发展的热点之一。机器人的多功能也越来越被人们日常生活所需要。2.研究内容：面向室内生活的个人机器人，它利用单片机并结合多种现代传感器、通信和扩展总线等技术，并借助了交互,语言模块化结构和开放式接口。主要实现的功能为充当生活助手，完成生活常见基本功能，例如扫地，关窗，倒垃圾等。主要由机车部分，机械臂部分和核心单片机构成，其中包括加装摄像头分析具体情况的功能。3.拟解决的关键问题：高度集合家庭中多种家用电器的功能，实现生活的全面自动化。4.项目的特色与创新之处：集合了多种模块，多种传感器，加上机械臂，即可完成多种生活功能。5.国内外的研究情况：5.1国外研究背景及现状

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. 多功能模块化智能机器人由多个模块结构组成，可以自主改变自身结构，同时每个模块又具备不同的功能特性，既可以适应周围环境，又可以执行复杂环境下的特定工作任务[2]。该种机器人的高度环境适应性和高性能的任务执行力。使其非常适合应用于搜救工作或者是空间探测等高度不可预知的复杂环境中。近年来，多功能模块化智能机器人的研发也得到了国内外的重视。在国外，有很多科研机构开展了对该新型机器人的研究，如日本的名古屋大学，东京工业大学，美国的南加州大学，卡内基梅隆大学，以及日本产业技术综合研究所(A I ST ) 等等。最为典型的多功能模块化智能机器人当属日本产业技术综合研究所研发的模块变形者“M-TRAN”，目前已经开发出多代衍生产品。M - T R A N由不同功能的模块组成，而每个模块同时又具备自己的执行机构，即电机作动器，这使得每个模块都具备自主运动的能力。M-TRAN可以自己变形，并建立了模块之间的通信，可以像蛇一样通过狭小空间，而且能够跨越障碍。同时，该机器人具备自主结构变形和自修理功能，大大提高了工作的容错性。即使其中有模块出现故障，其他部分也可以完成更换受损模块或者重新变形重组，来解决问题并保持自身功能，从而保障了工作的正常进行。5.2国内研究背景及现状多功能模块化智能机器人由多个模块结构组成，可以自主改变自身结构，同时每个模块又具备不同的功能特性，既可以适应周围环境，又可以执行复杂环境下的特定工作任务。该种机器人的高度环境适应性和高性能的任务执行力,其非常适合应用于搜救工作或者是空间探测等高度不可预知的复杂环境中。近年来，多功能模块化智能机器人的研发也得到了国内的重视。

基于单片机的智能晾衣架控制系统设计

【摘要】智能化时代下，人们的生活模式发生了翻天覆地的变化：智能窗帘、智能扫地机器人、智能家电、智能晾衣架等产品相继被推出，并以较高的性价比越来越贴近用户的内心。传统的晾衣架在搬动移动晾晒衣物时，都需要用户手动进行操作，并且其庞大沉重的特点，在操作时往往极不方便。而电动升降晾衣架的出现，通过电力制动的方式，用户只需要轻按遥控装置，即可轻松实现晾衣架产品的移动升降等功。传统晾衣架在阴天梅雨季节衣物不容易晒干，给用户带来了极大的困扰。而智能晾衣架自带烘干和杀菌功能，轻松解决这一问题。从而为家庭生活带来了更多的方便。智能晾衣架操作方便，功能齐全，外观美观，是最能体现人们需求的产品，未来必将成为趋势。

【关键词】单片机；无线传感器；智能控制：电机控制

1 引言

智能化家居是家具的未来，谁都想过上智能的生活。传统的晾衣架产品具有功能单一使用不方便等不足之处，而电动升降晾衣架还具有附带了很多实用功能的特点。电动升降晾衣架能够在夜间照明亮度不足时为用户提供照明功能，在衣物晾晒期间提供消毒灭菌功能还有受家庭主妇欢迎的衣物烘干功能等等。电动升降晾衣架除了更多的实用和方便的功能外，升降晾衣架的外观也极为重要，在生产过程中更多的考虑了其和家居环境的配合度，通过超前的设计理念和新颖的制造工艺，打造出了有别传统晾衣架产品的美观大方的外形特征。品质好的升降晾衣架的出现让传统的晾衣架产品走上了末路，并且终将会在人们的生活中完全消失，取代而至更加方便实用和智能化的电动升降晾衣架产品。

2 硬件系统结构

智能晾衣架设计采用STC89C52RC为主控芯片，利用光敏电阻检测光照强度，利用温湿度传感器检测环境的湿度，超过阈值则晾衣架的电机进行动作实现 晾衣架的智能化，湿度的测量值可通过两位一体共阴极数码管进行显示，直观方便，同时，通过遥控器按键也可控制晾衣架动作。用红黄蓝三种颜色 LED小灯指示晾衣架的工作状态，红灯用于工作模式选择指示，红灯灭时，表示手动遥控模式，通过遥控按键控制晾衣架的伸缩功能；红灯亮时，表示自动模式，当湿度大于80％RH 或者光敏电阻检测到 是夜晚时，黄灯亮，电机反转，执行晾衣架收回功能，当蓝灯亮时，说明湿度小于80％RH 并且光敏电阻检测到是白天，电机正转执行晾 衣架伸出功能。通过模式选择开关按键进行模式切换，模式切换或者按下伸缩限位开关时，蜂鸣器报警提示，其原理框图如图１所示。

基于光流定位的自动路径规划清扫机器人

李炫志;黄旭铭;姜科;郑慎鹏;李晨韵;陈光乐;周晋怡

【摘 要】扫地机器人作为智能家居的一个分支,在当下火热一时.一个完整的机器人定位以及路径规划系统是必不可少的.此文针对机器人路径规划进行了研究,光流定位是由机器视觉延伸出的一种技术,通过摄像头识别进行定位,能反应机器人实时的二维坐标.基于光流定位和测距模块,可以实现对室内大致地形的判别,从而规划出一条最优的清扫路线.实验证明:该规划方案能基本覆盖室内的清扫区域.%As a

branch of intelligent home,cleaning robot has become today's hits.Then a

complete system of positioning and path planning for the robot is

essential.This paper researches on path planning for the robot.Optical

positioning is a kind of technology extended from machine vision,which

positions by camera identification,and can react the real time 2D

coordinates of the robot.Based on optical positioning,the robot,with

ranging module,can judge indoor terrain roughly,and then plan out an

optimal cleaning route.Experimental results show that the planning

scheme can cover the area needed cleaning indoor on the whole.

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多功能扫地机器人的设计及制作

作者：唐益协 周亮 魏泽宇 吴智辉 董清

来源：《科技风》2018年第19期

摘要：随着机器人技术的进步，人们追求高品质生活，期待拥有可以清洁家庭卫生的机器人，使用超声波、环境监测模块实现避障和环境检测，手机APP对机器人控制，边刷和吸尘电机进行清洁，STC单片机对信息进行处理的机器人将使生活更加方便。

关键词：STC15系列单片机；APP控制；WIFI连接；室内环境检测

1 多功能扫地机器人的设计目的

随着物联网的发展，收入的提高，人们追求高质量的生活环境，为了代替人力更好的清洁，多功能扫地机器人应运而生。

2 多功能扫地机器人的系统构架

3 多功能扫地机器人的硬件设计

3.1 处理芯片

本机器人采用STC15W4K58S4单片机作为核心控制芯片，数据存储器大小：4KB；高速且比传统8051快7～12倍也比STC早期的1T系列单片的速度快20倍，拥有低功耗模式。无需外部复位和外部晶振的单片机，内部有高精度R/C时钟，内置硬件看门狗，成本低，前景好。

3.2 边刷电机

在本项目中，扫地机器人是通过CR120边刷电机来实现第一次清扫，边刷电机是一种带有清洁刷的利用电动机带动刷子旋转运动的，将电能转化为机械能的电机，因此用它来实现清扫。

3.3 吸尘器电机

在本项目中运用最常见的串励电机，一种应用非常广泛的电机，它的优点是转速高、起动力矩大、体积小、重量轻、不易堵转、适用电压范围广，可利用调压来调速来实现吸尘功能。

3.4 行走电机 龙源期刊网

行走电机采用差动结构，利用单片机产生的PWM波进而通过L298P芯片驱动两个减速电机运转，行走电机主要是通过控制PWM的占空比来实现加速减速。