智能扫地机器人【字数：10291】
摘 要 随着机器人的发展，人工扫地方式，显示很大的局限性。本文设计了一种智能扫地机器人，基于STC12C5A60S2最小控制系统为控制中心，机械结构为滚动式小车结构。采用两轮独立且各由两台电动机驱动的方式移动，通过控制左右轮的速度差来实现转向。小车其余组成为部分为底盘、轮胎、显示模块、蓝牙模块和扫地风机等。电机驱动程序采用C语言编写，控制驱动芯片为L298N构成的双H桥控制的直流驱动电路，软件程序采用Keil软件编写并生成控制代码。该用Altium Designer软件设计电路图，通过stc-isp软件将编译好的程序烧录到单片机中。系统可规划路线进行自动作业，也可通过蓝牙与手机进行连接，在手机上对装置发送运行指令，实现机器人对地面的清扫。实验结果表明用该方案能够解放人工劳动力，自动化程度较高，具有安全、高效、轻便、成本低等特点，应用范围广，适应性强。
目 录
第一章 引言 1
1.1智能扫地机器人的发展背景 1
1.2智能扫地机器人国内外发展背景 1
1.3本文主要研究内容 3
第二章 智能扫地机器人的整体机械结构 4
2.1内部机械整体结构设计 4
2.2电机的选择 5
第三章 垃圾收集系统 6
3.1吸尘机的选择 6
3.2起尘刷、滚刷的选型 6
3.3收集垃圾作业原理 6
第四章 硬件电路设计 8
4.1智能扫地机器人总体设计方案 8
4.2单片机的选择 8
4.3 STC12C5A60S2最小控制系统 9
4.4电源模块 10
4.5直流电机驱动模块 11
4.5.1 L298N芯片介绍 11
4.5.2 PWM调速原理 12
4.6显示电路的设计 13
第五章 控制系统软件设计 15
5.1程序语言选择 15
5.2软件开发环境 15
5.3蓝牙模块 16
第六章 智能扫地机器人调试 18
6.1硬件测试 18
6.2软件测试 18
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 30
附录C 31
第一章 引言
1.1智能扫地机器人的发展背景
智能扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点，做好智能扫地机器人对发展服务业，实现自动化，有十分重要的意义。智能扫地机器人既简单经济，又便于控制、调节和使用，有利于实现智能家居生活。从此开创了扫地机器人十余年的发展历程，可以说扫地机器人的诞生是符合人类追求更便利生活的一个体现,它的出现标志着人类的家居生活开始走向智能化和电子自动化。
随着现代文明的发展与进步，社会对生活的质量有了越来越高的要求。传统的吸尘器需要人工操作，比如一些沙发底下，床底下，需要耗费大量的人力去操作清扫，而智能扫地机器人和吸尘器就不一样了，它拥有人工智能系统，灰尘检测系统，对于灰尘多垃圾多的地方可以重点清扫，可以沿着墙边清扫，重要的是又有强大的预约清扫的能力，和自动返回充电能力。所以智能清洁机器人体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，智能清洁机器人让人类从繁重的体力劳动中解放出来、提高工作效率，可以应用于车站、公园、小区无车道路、办公场所、学校、步行街等公共场所的卫生清洁。
1.2智能扫地机器人国内外发展背景
黄莲花,李光明,林土淦,黄朝干,张浩雨（2018）指出目前,市面上的智能清洁机器人主要应用于家庭卫生清扫，清扫机完成的主要功能：能自动进入房间，可以自动清扫吸尘，可在遥控和手控状态下清扫吸尘。国外产品有的具备地图构建和定位导航功能，能更有效率的完成清洁工作。国外产品价格贵，不符合国内市场情况。国内产品价格便宜，但都没有地图，到处乱窜，效率差，无法处理大颗粒的垃圾。公共场所如公园、火车站等的垃圾比较复杂，既有大颗粒也是微小颗粒，主要清洁方法有人工清扫和手推式清扫车等，文中设计的清扫机器人实现了公共场所卫生的自动清扫[1]。
李巍（2018）指出这些年以来,根据计算机技术的应用和传感器技术水平的不断提高,移动机器人目前已经深入到与人民平时的日常密切相关的许多方面。在军事国家安全区域方面,移动机器人能够适用于战争,做到探测情报，搜索地雷，目标侦查等等特殊任务。除此还有，排爆控制装置还能完成检查排除炸弹等等可能存在性的安全隐患问题，在一定情况下保护人身安全和公共及私人财产；在工业领域，工业机器人慢慢的进入车间、险恶环境和人力物力均受限制的地方，完成监管控制、运货输出的任务，在节省大部分人工力量和物质力量的同时很大幅度的提高了生产效果，另外在服务方面，家庭帮忙型机种，导游型机种和医疗服务机器在现实中已经普及使用了，人们的生活质量有了显著提高[2]。
中国电子商情(2012）指出自从美国iRobot在2002年发布全球第一款扫地机器人不久，扫地机器人逐渐风靡全球，全球涵盖中国的客户人群购买智能扫地机器人越来越多并且在清理家庭卫生时感受到到智能扫地机器人带给我们的舒适方便[3]。
李梦（2018）指出智能除湿机器人是一种应用一般家庭、酒店的小家电产品， 能帮助人们完成扫地、吸尘抹地等各种繁琐的清洁工作。根据 任务的不同，天气干燥时其可以起到清洁的作用，在天气潮湿 时，既可以清洁又可以除湿[4]。?
王笑然（2018）指出服务机器人是未来机器人的重要发展方向，尤其是随着人们生活水平的提高，服务机器人的应用越来越广泛。在越来越多的地方，我们可以看到服务机器人的隐藏。随着人们物质生活和精神生活质量的提高，迫切需要摆脱繁重的清洁工作，服务型清洁机器人应运而生[5]。
Lilia.Ultrasonic（2000）指出近年来，包括扫地机器人和宠物机器人在内的家用机器人不仅在机器人实验室中得到了广泛的应用，在普通家庭中也得到了广泛的应用。通过使用这样的家用机器人，用户试图完成一些任务，比如与机器人合作清扫。由于机器人经常不能自己完成任务，它需要请求用户的帮助。例如，清扫机器人无法移动椅子、桌子等重物，需要用户移动才能清扫下方区域[6]。
目 录
第一章 引言 1
1.1智能扫地机器人的发展背景 1
1.2智能扫地机器人国内外发展背景 1
1.3本文主要研究内容 3
第二章 智能扫地机器人的整体机械结构 4
2.1内部机械整体结构设计 4
2.2电机的选择 5
第三章 垃圾收集系统 6
3.1吸尘机的选择 6
3.2起尘刷、滚刷的选型 6
3.3收集垃圾作业原理 6
第四章 硬件电路设计 8
4.1智能扫地机器人总体设计方案 8
4.2单片机的选择 8
4.3 STC12C5A60S2最小控制系统 9
4.4电源模块 10
4.5直流电机驱动模块 11
4.5.1 L298N芯片介绍 11
4.5.2 PWM调速原理 12
4.6显示电路的设计 13
第五章 控制系统软件设计 15
5.1程序语言选择 15
5.2软件开发环境 15
5.3蓝牙模块 16
第六章 智能扫地机器人调试 18
6.1硬件测试 18
6.2软件测试 18
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
谢 21
参考文献 22
附录A 23
附录B 30
附录C 31
第一章 引言
1.1智能扫地机器人的发展背景
智能扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点，做好智能扫地机器人对发展服务业，实现自动化，有十分重要的意义。智能扫地机器人既简单经济，又便于控制、调节和使用，有利于实现智能家居生活。从此开创了扫地机器人十余年的发展历程，可以说扫地机器人的诞生是符合人类追求更便利生活的一个体现,它的出现标志着人类的家居生活开始走向智能化和电子自动化。
随着现代文明的发展与进步，社会对生活的质量有了越来越高的要求。传统的吸尘器需要人工操作，比如一些沙发底下，床底下，需要耗费大量的人力去操作清扫，而智能扫地机器人和吸尘器就不一样了，它拥有人工智能系统，灰尘检测系统，对于灰尘多垃圾多的地方可以重点清扫，可以沿着墙边清扫，重要的是又有强大的预约清扫的能力，和自动返回充电能力。所以智能清洁机器人体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，智能清洁机器人让人类从繁重的体力劳动中解放出来、提高工作效率，可以应用于车站、公园、小区无车道路、办公场所、学校、步行街等公共场所的卫生清洁。
1.2智能扫地机器人国内外发展背景
黄莲花,李光明,林土淦,黄朝干,张浩雨（2018）指出目前,市面上的智能清洁机器人主要应用于家庭卫生清扫，清扫机完成的主要功能：能自动进入房间，可以自动清扫吸尘，可在遥控和手控状态下清扫吸尘。国外产品有的具备地图构建和定位导航功能，能更有效率的完成清洁工作。国外产品价格贵，不符合国内市场情况。国内产品价格便宜，但都没有地图，到处乱窜，效率差，无法处理大颗粒的垃圾。公共场所如公园、火车站等的垃圾比较复杂，既有大颗粒也是微小颗粒，主要清洁方法有人工清扫和手推式清扫车等，文中设计的清扫机器人实现了公共场所卫生的自动清扫[1]。
李巍（2018）指出这些年以来,根据计算机技术的应用和传感器技术水平的不断提高,移动机器人目前已经深入到与人民平时的日常密切相关的许多方面。在军事国家安全区域方面,移动机器人能够适用于战争,做到探测情报，搜索地雷，目标侦查等等特殊任务。除此还有，排爆控制装置还能完成检查排除炸弹等等可能存在性的安全隐患问题，在一定情况下保护人身安全和公共及私人财产；在工业领域，工业机器人慢慢的进入车间、险恶环境和人力物力均受限制的地方，完成监管控制、运货输出的任务，在节省大部分人工力量和物质力量的同时很大幅度的提高了生产效果，另外在服务方面，家庭帮忙型机种，导游型机种和医疗服务机器在现实中已经普及使用了，人们的生活质量有了显著提高[2]。
中国电子商情(2012）指出自从美国iRobot在2002年发布全球第一款扫地机器人不久，扫地机器人逐渐风靡全球，全球涵盖中国的客户人群购买智能扫地机器人越来越多并且在清理家庭卫生时感受到到智能扫地机器人带给我们的舒适方便[3]。
李梦（2018）指出智能除湿机器人是一种应用一般家庭、酒店的小家电产品， 能帮助人们完成扫地、吸尘抹地等各种繁琐的清洁工作。根据 任务的不同，天气干燥时其可以起到清洁的作用，在天气潮湿 时，既可以清洁又可以除湿[4]。?
王笑然（2018）指出服务机器人是未来机器人的重要发展方向，尤其是随着人们生活水平的提高，服务机器人的应用越来越广泛。在越来越多的地方，我们可以看到服务机器人的隐藏。随着人们物质生活和精神生活质量的提高，迫切需要摆脱繁重的清洁工作，服务型清洁机器人应运而生[5]。
Lilia.Ultrasonic（2000）指出近年来，包括扫地机器人和宠物机器人在内的家用机器人不仅在机器人实验室中得到了广泛的应用，在普通家庭中也得到了广泛的应用。通过使用这样的家用机器人，用户试图完成一些任务，比如与机器人合作清扫。由于机器人经常不能自己完成任务，它需要请求用户的帮助。例如，清扫机器人无法移动椅子、桌子等重物，需要用户移动才能清扫下方区域[6]。
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