一种随叫随到的智能机器人垃圾桶设计与研究（软件设计）(附件)【字数：7812】
摘 要本课题是一款基于STM32的随叫随到智能机器人垃圾桶的设计与研究，主要在实现智能操控、解决陌生环境找不到垃圾桶的尴尬。系统需要完成机械外壳、硬件电路、底层驱动、通信协议、无线充电的综合设计。这款智能机器人垃圾桶拥有两种工作模式。第一种是通过wifi连接垃圾桶，通过定位wifi的信号源，垃圾桶自动往信号源运动。当人流量多时，摄像头无法精确识别手势时使用，另一种是通过手势识别的方式移动。当行人做出招手的动作时，探头会自动的识别，并且往手势的方向移动。
目 录
一、绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）智能机器人垃圾桶的硬件结构和工作原理 1
1. 智能机器人垃圾桶的硬件结构 1
2. 智能机器人垃圾桶的工作原理 1
（三）课题来源 2
（四）智能机器人垃圾桶的主要技术指标 2
（五）本设计的主要工作 3
二、智能机器人垃圾桶的硬件设计 4
（一）智能机器人垃圾桶的硬件设计要求 4
（二）智能机器人垃圾桶的硬件框图设计 4
三、智能机器人垃圾桶的软件设计 5
（一）智能机器人垃圾桶的软件设计要求 5
（二）智能机器人垃圾桶软件的总体设计框图 5
（三）智能机器人垃圾桶软件的通信协议 6
（四）智能机器人垃圾桶上位机软件设计 7
（五）智能机器人垃圾桶Android上位机界面 9
（六）智能机器人垃圾桶Android端的图片界面 9
（七）智能机器人垃圾桶嵌入式底层控制程序设计 11
四、系统调试 17
总 结 20
致 谢 21
参考文献 22
一、绪论
（一）本课题的研究背景和意义
这些年来，我国对于卫生环境的要求越发严格，随着人们生活品质的提升，对家庭用具的要求也越来越高。同时，为了逢迎人们对生活品质、健康生活环境以及环保创意家居的追求，并能从根本解决洁净需求和追求更加智能化的产品。
目前，市面上出售的带盖垃圾桶，一般需要人工或在打开垃圾盖时需要用脚踩踏来达成。此 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
两种掀开方法的重要瑕疵是给想要扔垃圾的百姓带来一种并不明净的感触。在公开场合中，尽管垃圾桶随处可见，仍有很多垃圾没有扔进垃圾桶，因为陈腐和走味，导致垃圾到处都是，而且气味难闻，让我们的嗅觉和视觉都受到了极大的冲击。?
相信在一定的时间内，这种干净卫生、自动化、低能耗、有趣的新型智能机器人垃圾桶是传统垃圾桶的替代品。
（二）智能机器人垃圾桶的硬件结构和工作原理
智能机器人垃圾桶的硬件结构
智能垃圾桶主要由AGV底层运动控制系统、Openmv、热释电传感器、超声波测距模块，红外探测模块，wifi通信模块，扬声器模块等组成。图1为智能机器人垃圾桶的结构示意图，采用上位机加下位机的结构形式作为智能垃圾桶的控制系统，安卓手机或平板作为上位机，采用单片机STM32f103x作为下位机。
/
图1 智能机器人垃圾桶结构示意图
智能机器人垃圾桶的工作原理
（1）AGV小车工作原理
AGV的扶引是指根据agv导向传感器所得到的方位信息，遵循agv途径需求的指标，盘算出agv的实质掌握吩咐值，是说我们认定了agv的把缺少的补足并设置好速率、agv的转换标的目的的角度，这是agv中的操控技艺的关键。用简单的语言来概括就是，agv的旋转方向被称之为agv的对于物体路线的紧紧跟着。AGV有很多方法可以引导。举个例子来说，通过行为帮助传感器的中心的那个点被用作仿照的那个点，而且紧紧的跟在后面疏导磁条上的虚构的那个点是其中之一。AGV的掌握得得心应手的衡量目标的参数是反省仿照和虚拟这两个方位点的依据一点过条件而变化的方位，批改驱动轮的转速以扭转主动导引车的行进标的目的，并竭尽全部的力量将仿照的那个点定位在虚拟点上方。这样AGV就可以一直跟随特定的引导路线。
（2）OpenMV的工作原理
Openmv供应了python编程接口，用户(包括发明家、爱好者和智能设备开发者)可以使用Python语言中的openmv提供的机械视觉功能。 用于辅助编程、调试和固件更新。Tfcard插槽支持大容量Tfcard，可用于注册程序和保存照片等。
（三）课题来源
根据中达电子（江苏）有限公司提供的智能机器人垃圾桶设计及研究的技术要求，设计与研究出功能满足要求、以单片机为核心的智能机器人垃圾桶，能够实现智能机器人垃圾桶在人流量大和复杂环境下通过感应来实现无接触垃圾入桶，也能够减轻清洁工的工作压力，缓解公共环境的卫生情况，所以设计研究这一款智能垃圾桶是很有必要的。
（四）智能机器人垃圾桶的主要技术指标
向电子设备提供功率（电源）参变量
STM32控制器零碎拔取5V供电，AGV电机驱动模块选择12V电路输送电，使用2.5A～3A的电流，无线通信模块选用3.3V电路输送电，电路板可将5V电转化成3.3V。
智能机器人垃圾桶的机体部分参变量
结构是3D打印的外壳，以一个长400mm,宽300mm。高300mm的垃圾桶为内嵌。外部加以一个不规则的卡通外壳包裹。重大概在5kg。
智能机器人垃圾桶的总参变量
agv小车正在被使用的精确的程度间隔的长度为±5cm；openmv辨别精确的程度区划开手势（最大）；在某个特定方向上位移的速度23m/s；,作业区间尺寸50×50m。光释电模块反应时间12s。垃圾桶内部超声波测距±1cm（最大）。
目 录
一、绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）智能机器人垃圾桶的硬件结构和工作原理 1
1. 智能机器人垃圾桶的硬件结构 1
2. 智能机器人垃圾桶的工作原理 1
（三）课题来源 2
（四）智能机器人垃圾桶的主要技术指标 2
（五）本设计的主要工作 3
二、智能机器人垃圾桶的硬件设计 4
（一）智能机器人垃圾桶的硬件设计要求 4
（二）智能机器人垃圾桶的硬件框图设计 4
三、智能机器人垃圾桶的软件设计 5
（一）智能机器人垃圾桶的软件设计要求 5
（二）智能机器人垃圾桶软件的总体设计框图 5
（三）智能机器人垃圾桶软件的通信协议 6
（四）智能机器人垃圾桶上位机软件设计 7
（五）智能机器人垃圾桶Android上位机界面 9
（六）智能机器人垃圾桶Android端的图片界面 9
（七）智能机器人垃圾桶嵌入式底层控制程序设计 11
四、系统调试 17
总 结 20
致 谢 21
参考文献 22
一、绪论
（一）本课题的研究背景和意义
这些年来，我国对于卫生环境的要求越发严格，随着人们生活品质的提升，对家庭用具的要求也越来越高。同时，为了逢迎人们对生活品质、健康生活环境以及环保创意家居的追求，并能从根本解决洁净需求和追求更加智能化的产品。
目前，市面上出售的带盖垃圾桶，一般需要人工或在打开垃圾盖时需要用脚踩踏来达成。此 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
两种掀开方法的重要瑕疵是给想要扔垃圾的百姓带来一种并不明净的感触。在公开场合中，尽管垃圾桶随处可见，仍有很多垃圾没有扔进垃圾桶，因为陈腐和走味，导致垃圾到处都是，而且气味难闻，让我们的嗅觉和视觉都受到了极大的冲击。?
相信在一定的时间内，这种干净卫生、自动化、低能耗、有趣的新型智能机器人垃圾桶是传统垃圾桶的替代品。
（二）智能机器人垃圾桶的硬件结构和工作原理
智能机器人垃圾桶的硬件结构
智能垃圾桶主要由AGV底层运动控制系统、Openmv、热释电传感器、超声波测距模块，红外探测模块，wifi通信模块，扬声器模块等组成。图1为智能机器人垃圾桶的结构示意图，采用上位机加下位机的结构形式作为智能垃圾桶的控制系统，安卓手机或平板作为上位机，采用单片机STM32f103x作为下位机。
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图1 智能机器人垃圾桶结构示意图
智能机器人垃圾桶的工作原理
（1）AGV小车工作原理
AGV的扶引是指根据agv导向传感器所得到的方位信息，遵循agv途径需求的指标，盘算出agv的实质掌握吩咐值，是说我们认定了agv的把缺少的补足并设置好速率、agv的转换标的目的的角度，这是agv中的操控技艺的关键。用简单的语言来概括就是，agv的旋转方向被称之为agv的对于物体路线的紧紧跟着。AGV有很多方法可以引导。举个例子来说，通过行为帮助传感器的中心的那个点被用作仿照的那个点，而且紧紧的跟在后面疏导磁条上的虚构的那个点是其中之一。AGV的掌握得得心应手的衡量目标的参数是反省仿照和虚拟这两个方位点的依据一点过条件而变化的方位，批改驱动轮的转速以扭转主动导引车的行进标的目的，并竭尽全部的力量将仿照的那个点定位在虚拟点上方。这样AGV就可以一直跟随特定的引导路线。
（2）OpenMV的工作原理
Openmv供应了python编程接口，用户(包括发明家、爱好者和智能设备开发者)可以使用Python语言中的openmv提供的机械视觉功能。 用于辅助编程、调试和固件更新。Tfcard插槽支持大容量Tfcard，可用于注册程序和保存照片等。
（三）课题来源
根据中达电子（江苏）有限公司提供的智能机器人垃圾桶设计及研究的技术要求，设计与研究出功能满足要求、以单片机为核心的智能机器人垃圾桶，能够实现智能机器人垃圾桶在人流量大和复杂环境下通过感应来实现无接触垃圾入桶，也能够减轻清洁工的工作压力，缓解公共环境的卫生情况，所以设计研究这一款智能垃圾桶是很有必要的。
（四）智能机器人垃圾桶的主要技术指标
向电子设备提供功率（电源）参变量
STM32控制器零碎拔取5V供电，AGV电机驱动模块选择12V电路输送电，使用2.5A～3A的电流，无线通信模块选用3.3V电路输送电，电路板可将5V电转化成3.3V。
智能机器人垃圾桶的机体部分参变量
结构是3D打印的外壳，以一个长400mm,宽300mm。高300mm的垃圾桶为内嵌。外部加以一个不规则的卡通外壳包裹。重大概在5kg。
智能机器人垃圾桶的总参变量
agv小车正在被使用的精确的程度间隔的长度为±5cm；openmv辨别精确的程度区划开手势（最大）；在某个特定方向上位移的速度23m/s；,作业区间尺寸50×50m。光释电模块反应时间12s。垃圾桶内部超声波测距±1cm（最大）。
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