实验室成果家用陪护机器人

NRF24L01无线传输模 串口转WiFi模 处理及传感器设 下位机处理............................................................................................................................... GSM通信模 环境安全传感 安全性传感 物体识别与............................................................................................................................. GSM模块的应 LabVIEW控制平 市场分 展 参考文 人口化是社会发展的必然结果，也是社会进步的象征，但同时也给社会而忙碌；陷入了角色困境，要同时扮演好成功的角色、合格父母的角色和孝顺的角色往往是勉为其难的同时中华民族尊老敬老的传统文化又使绝大多数在道德和情感上难以接受使家庭亲情弱化了“社会养老因此在这是一个特殊的群体，在生理健康、各项与有关的生理功能等方面明显不如年轻人，认知功能的进行性严重影响着老年人的个人和家庭生活；精神忧郁则使部分老人着痛苦；有些老人必须部分或全部依赖他人生活。所以，对于让模块对家中情况进行移动式全方位还搭载了各种传感器用于监测人可以控制的家用电器（年迈的老人对于使用较新的家电产品会有认知。本项目是设计和制作一款智能化的家用陪护机器人用于家中需要受到1、利用机器人的头按一定路径进行巡逻活动2、利用机器人的头特（运动的的目标并实时记录捕捉到的3、结合机器人上的各类安全性传感（如温度烟雾传感器液化气浓度传感器，红外传感器等，实时所处环境的安全状况。本作品主要由两大部分组成——控制为KinetisK60，驱动由四轮电机器头烟雾传感器等用于实现上位机与下位机无线数据传输的串口转WiFiL298N特点：该模块是工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM频段的单片无线收发器，TTLRS-232模块使单片机与PC块数据传输稳定，效率高；且由于机器人的图像是通过WiFi模块将数据返WiFi为无线数据传输的。陀螺仪/加速度计、GSMKinetisK60。KinetisARMCortexTM-M4作品的传感器及通口较多，需要有更丰富的引脚才能满足众多的引脚需求陀螺仪/加速度计采用InvenSense的MPU6050六轴陀螺仪传感器该传通过与单片机的IIC通讯可以直接传感器测量的三轴加速度值与三轴MPU6050还具有异于传统陀螺仪传感器的有点：其内部集成了DigitalMotionProcessor数据处理（DMP，是该传感器在其内部即可进行姿态解磁力计采用Honeywell的HMC5883L三轴电子罗盘，具有低功耗、体积GSM串口通讯模式,可以连接PC或者单片机,通过发送特定的指令,使其或者拨打。GSM通信模块主要用于出现特殊事态时机器人向监护人发送警告信息，起到机器人与监护人互动的效果。可以结合WiFi头的网络图像传输以及LabVIEWWebserver手动控制，即可观察当时机器人所的环境出现通过安装各类环境安全传感器，使机器人拥有环境安全性判断能力。这类安全传感器使用简单，功能丰富，配合头，使监护人更加，输出转矩箱比为45:1；另一端与光电编的码盘相连，码盘上画有334334，FTM，FTM得出电动机器输出的转速：𝑟

334×45其中，f为编输出的脉冲频率；电机旋转一圈可输出334个脉冲；器比为45。时环境内的安全性，若出现险情，传感器会对单片机产生高级别的中断请LabVIEW是一种程序开发环境，由国家仪器（NI）公司研制开发。但它LabVIEW以发送到共享变量服务器，由其它程序。一个项目的工作过程简图如下：，vi本包括电机调速控（可控制正反转）头舵机控制以及各传感器开关，机器人转向变得和确。实际转速和理论转速的差值，通过计算并发送转速控制信号，使转速稳定9上述模型中，已知：r、r0、L、n1、R0，分别求出n2、n3、n4（小车质心2𝑊 2√(L)+(𝑅0−2n1∗

n2∗2 2

+(𝑅0

+(𝑅0+r) )n3∗ n4∗22 22))√(L)+(𝑅0−r √(L)+(𝑅0+r)) V1√(L)2+(𝑅0+r)2n1√L𝑛2=

√L2𝑛3

R0通过各种控制上述变量R0，如这一小节提到的沿着白线运动。知方法通过编程语言移植给机器人，使机器人通过头获取图像的同时，具机器人在进行物体势必会遇到复杂的背景环境物体形状特征识别结合颜色13.乒乓球HSLHSLHSLH（13）代表人类所能感知的颜10-30RGB小球运动：上述小球识别，通过计算小球在头视野内所占的像素面积，来判断与小车的距离与位置关系。小球的活动如下框图所示：不需要一个外部参考系，常常被用在飞机，潜艇，和各种航天器上。对于室内复杂的环境无法依靠GPS等来定位，惯性导航具有可行性。但是，x120此时，只需在局部地图上（14）标定目的地坐标，通过计算机器人当前坐标与间但是环境中难免有各种物的阻挠此时利用机器人搭配的超声波传感器，及时测量机器人与物的距离，通过避障运动，最终到达目的地。LabVIEW控制平控制端的（上位机，虽然安装了GSM模块进行通讯，但是仍然显得不便和LabVIEW（Webserver，其不仅可以将头图像发布在网页上还可以将主程序用户控制界面进行网络发布，使监护人操作机器人成为可能。第一代看家机器人，并不具备互联网功能，功能有些类似家庭器，大多数机器人只能在本地发出铃声。大多以吓跑闯入者为主，很多类似看家“价格昂贵，每台售价大约8000。2007年看家机器人开始出现很多商家和个人开始研制属于中国家网功能。只有部分三代具备功能、但警告形式依旧采用了形式的，并且依然只有PC端（电脑WEB）能查看家中现状。\IPAD）和PC端对看家机器人进行，随时随地了解家中状况。此时第模式，升级成软件式。四代延续三代采用移动与红外线，准确率更高。技术也但也有不少伪四代为压缩成本降低售价不但依然使用效率不高的“报警”功能而且通讯质量等技术性也无法保障，最终终结。脸识别”功能是五代重大革新，不但如此五代还增加了可以双向语音沟通交流及强大的夜视功能，是目前看家机器人中产品。五代看家机器人精确及时，误报、错报率几乎为0。智能化程度前四代300