智能扫地机器人避障系统设计【字数：10288】
摘 要当今社会电子科技发展日新月异，人们日常生活水平提高的同时，在智能家居方面的应用也越来越多。文章旨在设计一款智能扫地机器人避障系统，设计以STC89C52RC单片机为主芯片，在小车行进过程中通过超声波传感器实现避障，之后再通过直流电机来改变机器人前进方向，带动小刷子进行垃圾清理。实现了自动清扫地面垃圾的功能。超声波传感器增加了扫地机器人的灵活性。后期对系统进行了调试并且达到了预期效果，该设计适用于家庭内部，实用价值高。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究内容 2
第二章 系统总体设计 4
2.1总体方案设计 4
2.2设计方案模块的选择 4
2.2.1主控模块的选择 5
2.2.2避障模块的选择 5
2.3系统主要模块简介 6
2.3.1 STC89C52单片机简介 6
2.3.2超声波模块简介 8
2.3.3电机模块简介 8
第三章 系统总体设计 10
3.1硬件设计 10
3.1.1单片机最小系统设计 10
3.1.2 避障模块设计 11
3.1.3 电源模块 11
3.2软件设计 12
第四章 调试及实物展示 13
4.1系统软件调试 13
4.2实物展示 13
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
随着互联网时代的到来，科技的发展已成为时代的记号，人们对计算机、互联网等方面的内容越来越感兴趣，电子技术使人们过上了感到轻松和方便舒适的生活，人们步入小康生活，对生活质量的要求也随之提高，人们越来越注重安全和精神上的启蒙。这时，“智能家居”一词作为电子技术发展和人们日常生活需求的结合而诞生，以一个大型的物联网城市呈现，通过连接各家各户的智能点，促使一个智慧城市的大框架形成，在这种广泛的框架下，智能家居便是最基础的点同时也承 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
担着最重要的职责，政府积极支持和发展这种技术和方法，智能家居俨然已是当今最热门的话题。
工业机器人的诞生无疑是本世纪最伟大的发明之一了，它最大程度的解放了人们的双手，伴随着技术的不断发展人们对工业机器人的要求越来越高，同时在多个领域都有不同程度的要求，目前来看机器人已经从工厂走向家庭，机器人的个人拥有率越来越高，例如智能调温冰箱就属于家庭机器人的范围，运用更为广泛的是扫地机器人，它可以帮助我们清扫家庭垃圾，无论家里铺设的是地板还是地毯都能完成清扫[1]。
智能扫地机器人和家用吸尘器类似，是一种家庭服务型机器人，只是在运用的过程中智能扫地机器人可以自行前进调整方向，不再需要我们手动改变方向，这样就会为人们节省下来时间去做其他事情，这样在减少了我们劳动时间的同时智能扫地机器人还方便放置，由于以上原因智能家用机器人成为现在研究的热点之一。综上扫地机器人拥有广泛的市场。由于智能扫地机器人可以自己设定路径，保证室内卫生的全方位清理，因此它在运行过程中会碰到障碍，这样就需要进行精准度避障程序，首先在其开始就不断地检测前方是否有障碍物，如果有障碍物就变换方向继续前进，这样就对智能扫地机器人的精准避障有着十分严肃的要求，同时这也是该课题需要重点讨论的问题。
本文设计的智能扫地机器人是以 STC89C52RC的单片机作为控制核心，智能机器人主要通过超声波模块来与外界进行交流。该扫地机器人能够根据超声波检测到的障碍物来进行避障，同时用STC89C52RC单片机控制机器人，可以自主改变行进路线，来实现机器人识别前方障碍物并避障的功能，遇到障碍时还通过二极管发光来报警提示。该系统结构简单、性能稳定性，同时具有功耗小、响应快、成本低等优点，能满足不同障碍物环境下机器人智能避障的需求[5]。
1.2国内外研究现状
伴随着科学技术的快速发展，人们对生活水平要求的增加，很多家庭都提高了自己的生活标准，扫地机器人成为了家庭的必备产品，国外发展较早，已经有了很多比较出名的品牌，国内起步虽然晚了一些但是也出现了许多后起之秀。国内在扫地机器人的研发上还有一定的技术问题需要解决，例如扫地机器人在进行室内卫生清理的时候有很多角落的地方的卫生可能会被遗漏，扫地机器人就会清理不到。而且很多牌子的扫地机器人使用时间有限，而且清理地面的效果也不是很好，不能达到我们要求的清理效果。
现在有很多国家的工厂以及办公大楼里卫生都不再需要保洁公司来进行卫生清理了，更多的是进行机械电子的技术进行卫生的清理。这样就使人们解放了自己的双手，去做更多自己喜欢做的事情而不是被日常的琐事所限制。就目前来看，很多扫地机器人的价格都比较高，普通家庭消费不了，但是从长远来看扫地机器人这种产品还是被市场所认可的。
1.3本文研究内容
智能扫地机器人和家用吸尘器类似，是一种家庭服务型机器人，只是在运用的过程中智能扫地机器人可以自行前进调整方向，不再需要我们手动改变方向，这样就会为人们节省下来时间去做其他事情，这样在减少了我们劳动时间的同时智能扫地机器人还方便放置，由于以上原因智能家用机器人成为现在研究的热点之一。综上扫地机器人拥有广泛的市场。由于智能扫地机器人可以自己设定路径，保证室内卫生的全方位清理，因此它在运行过程中会碰到障碍，这样就需要进行精准度避障程序，首先在其开始就不断地检测前方是否有障碍物，如果有障碍物就变换方向继续前进。
本文设计的智能扫地机器人是以 STC89C52RC的单片机作为控制核心，智能机器人主要通过超声波模块来与外界进行交流。该扫地机器人能够根据超声波检测到的障碍物来进行避障，同时用STC89C52RC单片机控制机器人，可以自主改变行进路线，来实现机器人识别前方障碍物并避障的功能，遇到障碍时还通过二极管发光来报警提示。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究内容 2
第二章 系统总体设计 4
2.1总体方案设计 4
2.2设计方案模块的选择 4
2.2.1主控模块的选择 5
2.2.2避障模块的选择 5
2.3系统主要模块简介 6
2.3.1 STC89C52单片机简介 6
2.3.2超声波模块简介 8
2.3.3电机模块简介 8
第三章 系统总体设计 10
3.1硬件设计 10
3.1.1单片机最小系统设计 10
3.1.2 避障模块设计 11
3.1.3 电源模块 11
3.2软件设计 12
第四章 调试及实物展示 13
4.1系统软件调试 13
4.2实物展示 13
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
随着互联网时代的到来，科技的发展已成为时代的记号，人们对计算机、互联网等方面的内容越来越感兴趣，电子技术使人们过上了感到轻松和方便舒适的生活，人们步入小康生活，对生活质量的要求也随之提高，人们越来越注重安全和精神上的启蒙。这时，“智能家居”一词作为电子技术发展和人们日常生活需求的结合而诞生，以一个大型的物联网城市呈现，通过连接各家各户的智能点，促使一个智慧城市的大框架形成，在这种广泛的框架下，智能家居便是最基础的点同时也承 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
担着最重要的职责，政府积极支持和发展这种技术和方法，智能家居俨然已是当今最热门的话题。
工业机器人的诞生无疑是本世纪最伟大的发明之一了，它最大程度的解放了人们的双手，伴随着技术的不断发展人们对工业机器人的要求越来越高，同时在多个领域都有不同程度的要求，目前来看机器人已经从工厂走向家庭，机器人的个人拥有率越来越高，例如智能调温冰箱就属于家庭机器人的范围，运用更为广泛的是扫地机器人，它可以帮助我们清扫家庭垃圾，无论家里铺设的是地板还是地毯都能完成清扫[1]。
智能扫地机器人和家用吸尘器类似，是一种家庭服务型机器人，只是在运用的过程中智能扫地机器人可以自行前进调整方向，不再需要我们手动改变方向，这样就会为人们节省下来时间去做其他事情，这样在减少了我们劳动时间的同时智能扫地机器人还方便放置，由于以上原因智能家用机器人成为现在研究的热点之一。综上扫地机器人拥有广泛的市场。由于智能扫地机器人可以自己设定路径，保证室内卫生的全方位清理，因此它在运行过程中会碰到障碍，这样就需要进行精准度避障程序，首先在其开始就不断地检测前方是否有障碍物，如果有障碍物就变换方向继续前进，这样就对智能扫地机器人的精准避障有着十分严肃的要求，同时这也是该课题需要重点讨论的问题。
本文设计的智能扫地机器人是以 STC89C52RC的单片机作为控制核心，智能机器人主要通过超声波模块来与外界进行交流。该扫地机器人能够根据超声波检测到的障碍物来进行避障，同时用STC89C52RC单片机控制机器人，可以自主改变行进路线，来实现机器人识别前方障碍物并避障的功能，遇到障碍时还通过二极管发光来报警提示。该系统结构简单、性能稳定性，同时具有功耗小、响应快、成本低等优点，能满足不同障碍物环境下机器人智能避障的需求[5]。
1.2国内外研究现状
伴随着科学技术的快速发展，人们对生活水平要求的增加，很多家庭都提高了自己的生活标准，扫地机器人成为了家庭的必备产品，国外发展较早，已经有了很多比较出名的品牌，国内起步虽然晚了一些但是也出现了许多后起之秀。国内在扫地机器人的研发上还有一定的技术问题需要解决，例如扫地机器人在进行室内卫生清理的时候有很多角落的地方的卫生可能会被遗漏，扫地机器人就会清理不到。而且很多牌子的扫地机器人使用时间有限，而且清理地面的效果也不是很好，不能达到我们要求的清理效果。
现在有很多国家的工厂以及办公大楼里卫生都不再需要保洁公司来进行卫生清理了，更多的是进行机械电子的技术进行卫生的清理。这样就使人们解放了自己的双手，去做更多自己喜欢做的事情而不是被日常的琐事所限制。就目前来看，很多扫地机器人的价格都比较高，普通家庭消费不了，但是从长远来看扫地机器人这种产品还是被市场所认可的。
1.3本文研究内容
智能扫地机器人和家用吸尘器类似，是一种家庭服务型机器人，只是在运用的过程中智能扫地机器人可以自行前进调整方向，不再需要我们手动改变方向，这样就会为人们节省下来时间去做其他事情，这样在减少了我们劳动时间的同时智能扫地机器人还方便放置，由于以上原因智能家用机器人成为现在研究的热点之一。综上扫地机器人拥有广泛的市场。由于智能扫地机器人可以自己设定路径，保证室内卫生的全方位清理，因此它在运行过程中会碰到障碍，这样就需要进行精准度避障程序，首先在其开始就不断地检测前方是否有障碍物，如果有障碍物就变换方向继续前进。
本文设计的智能扫地机器人是以 STC89C52RC的单片机作为控制核心，智能机器人主要通过超声波模块来与外界进行交流。该扫地机器人能够根据超声波检测到的障碍物来进行避障，同时用STC89C52RC单片机控制机器人，可以自主改变行进路线，来实现机器人识别前方障碍物并避障的功能，遇到障碍时还通过二极管发光来报警提示。
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