扫地机智能控制系统设计.pptx
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新能源科学与工程 扫地机的智能控制系统设计 组员 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第1页。 01 02 03 04 CON TENTS 智能扫地机控制系统简介 采用单片微控器 智能扫地机各系统分析 扫地机系统设计 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第2页。 01 智能扫地机控制系统简介 Part One 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第3页。 智能扫地机控制系统简介 目前,各式各样的服务机器人越来越多应用于人们的生活中,从事着与人们生活息息相关的服务工作,极大地提高和改善了人们的生活质量。室内智能扫地机器人就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器人。室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法,目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。根据建立的扫地机器人平台,提出清扫机器人随机运动路径规划算法。机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境,机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域,当遇到障碍物时,启动障碍物应对策略,通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第4页。 02 采用单片微机控制器 Part Two 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第5页。 单片微控器 本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机。兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元。 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第6页。 AT89C51 主要性能参数 1.与MCS-51产品指令系统完全兼容 2.有4K字节可重擦写Flash闪速存储器 3.有1000次的擦写周期 4.全静态操作:0Hz~24MHz 5.有128×8字节的内部RAM 6.有32个可编程I/O 口 7.有2个16位定时/计数器 8.有6个中断源 9.低功率空闲和掉电模式 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第7页。 AT89C51 引脚 VCC:电源电压 GND:接地 P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O,也即地址/数据总线复用口。 P1口:P1口是一个携带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。 P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。 P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第8页。 AT89C51 引脚 表2.1 端口引脚第二功能表 端 口 引 脚 第 二 功 能 P3.0 RXD (串行输入口) P3.1 TXD (串行输出口) P3.2 (外中断0) P3,3 (外中断1) P3.4 T0 (定时/计数器0) P3.5 T1 (定时/计数器1) P3.6 (外部数据存储器写选通) P3.7 (外部数据存储器读选通) 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第9页。 03 智能扫地机各系统分析 Part Three 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第10页。 3 智能扫地机各系统分析 该智能系统采用红外传感器、光电传感器、接触传感器完成自动避障。用光电编码器检测电机的转速。利用PWM技术来动态控制电动机的转动方向和转速。通过软件编程实现清扫机行进、执行清扫任务、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示。通过对电路的优化组合最大限度地利用AT89C51单片机的全部资源。P0口用于数码管显示,P1口用于电动机的PWM驱动控制,P2、P3口用于传感器的数据采集与中断控制。这样做的优点是:充分利用了单片机的内部资源, 降低了总体设计的成本。总系统框图下图所示。 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第11页。 扫地机各系统 传感器系统 驱动系统 红外遥控系统 浮动开关电路 看门狗电路 液晶显示电路 红外遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。主要用来来控制智能扫地机的清扫方式及开机与关机。 浮动开关是一个安装在轮子内侧的机械开关,轮子上有弹簧装置,当轮子浮起时,开关断开扫地机停止前进,实现了防跌落功能。 采用2行16个字的DM-162液晶模块,通过与单片机连接,编程,完成显示时间及清扫机行进速度的功能。 3 智能扫地机各系统分析 扫地机智能控制系统设计全文共27页,当前为第12页。 3.1 传感器系统 内传感器系统 主要用于采集系统自身状态的信息,比如速度、加速度、轨迹、位置等。这类传感器主要有测速发电机、加速度计、编码器、陀螺仪、电子罗盘等。 外
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