跳至内容
深圳市捷比信实业有限公司 · 产品选型与采购咨询联系业务人员
大功率无感电阻捷比信 · 专业器件主题站

模拟智能家居环境下的家庭服务机器人系统设计

摘要:为了解决当前大多数家庭服务机器人不具有步行功能或仅具有简单的避障功能的问题,本文设计了一种基于STM32的家庭服务机器人系统。整个系统由轮式机器人,XBee协调器,RFID智能地板和上位机组成。轮式机器人由主板,传感器模块,射频模块,转向器模块,电源模块和机器人的金属体组成。传感器模块包括电子罗盘,红外传感器和RFID读卡器。主板以ARM Cortex-M3核心微处理器STM32F103VCT6为核心开发,收集传感器模块数据信息,实现机器人与XBee协调器之间的通信连接。该系统可以在模拟智能家居的环境下,通过自主决策,稳定,高效地完成设置任务,可以满足家庭服务机器人的应用需求。简介随着人工智能和传感器技术的发展,机器人已从工厂的结构化环境进入人们的日常生活环境。机器人不仅可以自主完成任务,还可以与人合作完成任务或在人工指导下完成任务。家庭服务机器人是智能家居系统的重要组成部分,它在生活中的作用越来越重要。当前,大多数家庭服务机器人不具有步行功能或仅具有简单的避障功能。关于机器人的许多研究都依赖于仿真实现,但是实际情况和仿真结果可能会大不相同。也有一些研究使问题复杂化,但走了更多的弯路。针对目前家庭服务机器人的不足和现代智能服务机器人的需求,提出了一种基于STM32的家庭服务机器人系统的设计方案。该程序模拟了智能家居环境,简化了定位方法,并有效利用ZigBee技术的低成本和低功耗特性[3]来设计合适尺寸的轮式机器人进行测试。测试结果表明,该机器人可以达到预期的目标,并体现出强大的独立决策能力。 1系统总体设计方案整个家庭服务机器人系统主要由四个部分组成,包括一个覆盖有RFID智能地板的模拟智能家居环境,一个移动轮式机器人,一个XBee协调器和一台上位机。智能家居环境的设计长度为3.25米,宽度为2米。它覆盖有RFID智能地板,分为厨房和起居室两个房间,中间的门宽0.3米。厨房有水槽,架子,智能冰箱和其他电器,客厅有餐桌和餐椅。 RFID智能地板的布置信息为机器人提供了准确的定位。轮式机器人负责在厨房和客厅之间运输物体,并且是整个系统的核心部分。 XBee协调器是基于ZigBee技术的无线传输模块,负责快速稳定地传输数据。上位机主要负责数据的接收,处理和下达控制指令。 2系统的工作原理和过程系统的主要工作过程是:主机输入任务命令,该任务命令通过XBee协调器发送到轮式机器人。机器人收到任务命令后,从睡眠模式开始,读取智能地板的RFID定位信息,并将实时位置信息上载到上位计算机以显示机器人的运动轨迹。机器人通过传感器模块检测自己的姿势和周围的障碍物,做出自主决定以移至目标位置以抓取物品,并将其运输到最终目标位置以供服务对象使用。其中,轮式机器人是整个系统设计的重点。 2.1 XBee协调器的工作流程XBee协调器是第一个启动的XBee网络节点,主要完成XBee网络的联网功能和数据接收与发送功能,其中联网功能包括XBee网络的建立和子节点的访问。 。首先,在XBee协调器上电并重置后,每个模块(包括硬件和软件)都将初始化。然后,开始扫描通道,执行能量检测,选择通道,然后选择适当的PAN ID。成功后,将广播网络ID和频道,并建立XBee网络。之后,XBee协调器进入监视状态,并等待子节点发送网络访问请求信号。接收以后