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本帖最后由 星希望532 于 2015-12-2 20:06 编辑
作品名称：基于微型操作系统的智能多平台控制语音机器人
http://v.youku.com/v_show/id_XMTMyNzI5MjQwMA==.html?first
time=0
二、科学性
三、创新性
四、实用性
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本帖最后由 星希望532 于 2015-12-2 19:11 编辑
一 绪论 1.1任务背景 机器人行业已成为一个快速发展的产业，市场空间巨大，前景广阔。机器人的出现，极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。随着信息技术的发展，现代化机器人也朝着更加智能化的方向迈进，这也促使拥有更多功能、更具人类特性的机器人开始被研发。期待有一天，科幻电影里的机器人能够走进我们的生活，更好的为人民服务。 1.2任务要求 该项目旨在制作一个能够应对复杂环境的机器人,既能家用,也能用于野外环境测；能与人进行简单的语言交流，能够根据语音命令完成对家用电器的协助控制；能够实时传回图像，方便观测及操作；搭载多种传感器，能够实时获取机器人所处环境的温度、湿度、气压甚至地磁场数据等。具有自动寻找充电站功能,电量快耗尽时能够自动寻找充电站,补充电能。 |
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本帖最后由 星希望532 于 2015-12-2 19:11 编辑
二 方案选型及论证 2.1主控芯片选择 方案一：采用51系列单片机，虽然51系列单片机的编程比较简单，但相对于同类产品来说，其主频低， RAM、ROM较小，片内外设太少，需要添加较多的硬件外设。 方案二：采用STM32F103单片机，该单片机基于M3内核，具有512 KB Flash，128 KB SRAM，最大8个计时器；强大的性能，丰富的外设使其能够承担起大型项目的开发。 综合以上两种方案，选择方案二。 2.2遥控平台的选择 方案一：选择24l01无线2.4GHz模块进行无线通信，该方案具有占用资源少，传输速度快，传输距离较远等优势，但该方案不能实现手机控制与电脑控制。 方案二：选择蓝牙模块进行无线通信。 为提高机器人的可操作性，实现了多平台遥控，制作者为机器人搭载了蓝牙通信模块，并为其制作了蓝牙遥控器、安卓 APP、PC上位机。因此选择方案二蓝牙通信模块。 2.3显示模块的选择 方案一：数码管显示。数码管显示比较清晰，比液晶更加适合在白天强光环境下工作。但是数码管显示单一，耗电量大。 方案二：LCD1602。LCD1602是一款专门用来显示字符、数字、符号的工业字符型液晶。成本较低，控制简单。由于属于反光式显示，在外界光线较强的情况下人眼对显示内容难以识别。 方案三：OLED12864显示屏。OLED由于具有自发光、对比度高、视角广、使用温度范围广且耗电量小等特点，在强光条件下依旧显示清晰。 上图 分别为 数码管、1602和 OLED12864 综合以上三种方案，选择方案三。 2.4视频图像传输方案的选择 方案一：使用数字摄像头，用单片机采集图像后再经过无线模块将图像发送至指定设备。图像属于数据量较大的数据，如果用单片机采集的话会占用大量单片机资源，并降低运行效率。 方案二：使用AV摄像头加视频传输模组。这是一种成熟的视频图像传输技术，具有成本低、功耗低、传输距离较远、图像清晰等优点。 综合以上两种方案，采用方案二。 2.5语音识别方案的选择 方案一：使用录音芯片事先录制好各段音频，在收到语音信号后，根据其频率特性逐个对比调用。 方案二：使用LD3320语音芯片，LD3320是非特定特定语音识别芯片，不需要用户进行录音训练即可使用。支持SPI接口，具有使用方便，工作稳定，识别率较高等特点。 综合以上两种方案，选择方案二。 2.6机器人主体构架的选择 方案一：使用4WD底盘，单电机驱动，配合舵机转向。该方案成本较低，但无法应对崎岖的地形，无法实现原地转弯等动作。 方案二：使用履带式底盘，使用两轮差速转弯的方式，可以胜任一些复杂的地形，并可以原地转弯。 综合以上两种方案，选择方案二。 |
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三 硬件设计
3.1单片机核心板最小系统 本作品采用STM32F103单片机作为主控芯片，STM32F103单片机是ARM Cortex-M3核的32位单片机，设计最小系统时，需要外加晶振电路和复位电路，同时还需要考虑其引脚的连接与外设的合理分配。其核心板最小系统原理图如图1所示。 图 1 最小系统板原理图 3.2摄像头及图像传输模块 该部分电路使用模块化解决方案，摄像头采用安防微型AV摄像头，图像传输模块采用安防无线图传模块，大大简化了电路的设计。其原理图如图2所示。 图 2 视频模块原理图 3.3电机驱动电路 本作品采用BTS7960芯片驱动电机，该芯片是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，要驱动两路电机正反转，则需要使用4块芯片组成两路全桥。其原理图如图3所示。 图 3 电机驱动模块原理图 3.4显示屏电路 本作品所使用的OLED12864显示屏使用SPI通信协议，只需要4只I/O就能驱动。其原理图如图4所示。 图 4 显示模块原理图 3.5语音识别模块电路 本作品使用LD3320语音识别芯片，在电路设计中需要充分考虑电源的稳定以及录音时对杂波的过滤，所以在设计中加入了许多电容。其原理图如图5所示。 图 5 语音识别模块原理图 3.6传感器部分电路 本作品所使用的温湿度传感器、气压传感器、地磁场传感器、红外传感器等均采用模块化设计，其中温湿度传感器使用1-wire协议，气压传感器和地磁场传感器使用IIC协议，红外传感器使用NEC协议。其原理图如图6所示。 图 6 传感器模块原理图 |
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本帖最后由 星希望532 于 2015-12-4 08:23 编辑
这是参加额学校一电子设计大赛的作品，感觉直接上报告也是够够的了，上一个视频吧 http://v.youku.com/v_show/id_XMTMyNzI5MjQwMA==.html |
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