交大创客空间智能服务机器人设计与制作.pdf

【交大创客空间智能服务机器人设计与制作】项目旨在解决创客空间中人员出入管理与材料查找的难题。这款机器人采用了三层架构，包括控制层、网络层和效应层，以实现语音交互式的门禁管理和材料定位功能。 1. **功能设计**： - 语音交互：用户可以通过语音命令与机器人进行沟通，比如说出开门密码如“芝麻开门”来控制门禁，或者询问材料位置。 - 门禁管理：机器人记录开门时间及人员信息，确保安全。 - 材料寻找：机器人通过语音提示告知材料所在的房间号，并用灯光指引具体位置。 - 辅助功能：提供天气查询和闲聊等附加服务。 2. **架构设计**： - **控制层**：基于开源的“叮当”中文语音对话机器人项目，利用树莓派4麦克风阵列获取声音信息，通过开发插件执行特定任务。 - **网络层**：使用MQTT协议建立无线网络连接，实现各功能模块间的通信。MQTT协议支持一对一、一对多的发布/订阅模式，确保协同工作。 - **效应层**：执行命令，如语音提示（通过语音合成及扬声器）和功能装置动作（如开门装置和材料灯光指示装置）。开门装置利用舵机和机械传动装置，材料灯光指示装置则采用可编程控制灯带。 3. **功能实现**： - **环境搭建**：使用“叮当”提供的系统镜像安装并配置基本环境，同时在树莓派上搭建MQTT服务器以稳定通讯。 - **插件开发**：开发门禁和材料寻找插件。门禁插件通过识别语音命令并通过MQTT向ESP8266发送开门指令，ESP8266控制舵机开启门锁。材料寻找插件则在识别材料名称后，从数据库中查找位置信息，通过语音提示和控制灯光指示材料位置。 该项目结合了电子技术、机器学习和深度学习的相关知识，利用了开源项目和硬件如树莓派、ESP8266 Wi-Fi模块，以及MQTT通信协议，为创客空间提供智能化解决方案。同时，也展示了跨学科合作和创新实践的教育理念，有助于提升大学生的创新创业能力。