智能巡查机器人系统设计

i智能巡查机器人的系统设计摘要：智能移动机器人作为第三代机器人技术，已成为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体。随着信息时代的来临和第三产业的蓬勃发展，高级形态的智能机器人从工业领域日益渗透到人们的日常生活中，并在工业制造、军事、科研、服务、娱乐等各领域彰显实力，具有着重大的军事和民用价值，其发展前途不可限量。本文通过对现有机器人技术的研究与总结，在参考了现有模型的基础上设计了满足实验和实际工作要求的智能巡查机器人系统方案，并搭建了一个红外反馈为导航方式集避障和巡查功能的机器人控制系统。本系统以AT89C51芯片为核心，采集前方障碍信息并对智能机器人进行控制，选用红外避障传感器检测智能小车前方的障碍物，并通过巡查机器人上搭载摄像机或其他辅助一起进入到人无法到达的地方，获取人类所需要的数据，如探寻未知洞穴的的温湿度及其变化，洞穴内的环境状况，放射性环境下放射性元素的的浓度等等，都是智能巡查机器人的功能。该系统设计简单、成本低、实时性好，并且可根据人们需求，搭载不同的设备，有不同的巡查功能，满足人们的不同的需求。关键词：智能机器人；巡查；多用途；避障；iiSystemDesigningofIntelligentInspectionRobotAbstract：Asthethirdgenerationofintelligentmobilerobotroboticstechnology,ithasbecomeatypicalvehiclemechanics,electronics,computertechnology,artificialintelligenceandotherdisciplines.Withtheadventoftheinformationageandthevigorousdevelopmentofthetertiaryindustry,anadvancedformofintelligentrobotsfromindustryincreasinglypenetratedintopeople'sdailylives,anddemonstratedstrengthinallareasofindustrialmanufacturing,military,scientificresearch,services,entertainment,etc.,withsignificantmilitaryandcivilianvalue,anditsdevelopmentwillthrive.Basedontheexistingroboticsresearchandsummarize,inreferencetotheexistingmodelbasedonthedesignofintelligentinspectionrobotsystemsolutionstomeettherequirementsoftheexperimentalandpracticalwork,andtobuildafeedbackfortheinfraredobstacleavoidanceandnavigationsetsinspectionsfunctionrobotcontrolsystem.ThissystemAT89C51chipasthecore,gatheringinfrontofthebarrierstoinformationandintelligentrobotcontrol,useinfraredobstacleavoidancesensorsdetectobstaclesinfrontoftheSmartcar,andequippedwithavideocameraorothersupportbytherobotonpatroltogetherintooneplacecannotbereachedtoobtainthedesiredhumandata,suchasexploringunknowncavesoftemperatureandhumidityandchangesinenvironmentalconditionsinsidethecave,undertheradioactiveconcentrationofradioactiveelementsintheenvironment,etc.,itisfunctionalintelligentinspectionrobot.Thesystemisdesignedtobesimple,lowcost,realtime,andaccordingtopeople'sneeds,equippedwithdifferentdeviceshavedifferentinspectionfunctionstomeetthedifferentneedsofpeople.Keywords：Intelligent-Robot,Perceive,Multipurpose,Avoidance.I目录第1章绪论........................................................11.1选题背景及研究目的..........................................11.1.1选题背景.............................................11.1.2研究目的及意义.......................................11.2智能机器人国内外研究现状....................................21.2.1国外研究现状.........................................21.2.2国内研究现状.........................................31.3本文研究内容................................................3第2章系统总体设计方案............................................52.1系统总体方案................................................52.2系统硬件电路的设计方案......................................62.3系统软件设计方案............................................6第3章硬件电路设计................................................83.1单片机单元..................................................83.1.1主控芯片的选择......................................113.1.2单片机最小电路系统..................................123.2电机控制单元...............................................143.2.1电机型号的选择......................................143.2.1电机单元电路设计....................................153.2.2电机转速控制单元...................................163.2.3电机里程记录单元...................................173.3传感器数据采集单元.........................................173.3.1传感器单元器件选泽..................................173.3.2传感器单元电路设计..................................193.4显示单元...................................................213.4.1显示单元器件选择....................................213.4.2显示电路设计........................................23第4章系统软件设计方案...........................................244.1系统软件设计..............................................244.1.1系统程序流程图......................................24II4.1.2主程序设计..........................................254.2电机驱动程序设计..........................................264.2.1电机驱动程序流程图..................................264.2.2电机驱动程序设计....................................274.3测距模块程序设计..........................................294.3.1测距模块流程图......................................294.3.2红外测距避障模块程序设计............................304.4显示模块程序设计..........................................314.4.1显示模块流程图......................................314.4.2显示模块程序设计....................................31第5章总结.......................................................34致谢..............................................................35参考文献..........................................................36附录1原理图......................................................37附录2源程序......................................................38共47页第1页第1章绪论1.1选题背景及研究目的1.1.1选题背景智能机器人是具有思维、感知和行动功学、人工智能，微电子学，光学，传感技术、材料科学仿生学等学科的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，同时实时修正环境模型，智能地完成比较复杂的操作任务，因此，较一般工业机器人具有更大的机动性灵、活性和更广泛的应用领域。20世纪电子计算机的发明，使人类的脑力劳动自动化成为可能，60年代智能机器人的出现开辟了智能生产自动化的新纪元。机器和生产系统的智能化，用机器人代替人完成各种任务，这是人类智慧发展和机器进化的飞跃。智能机器人作为新一代的生产工具，在制造领域中应用，能排腺人为的不可控因素，实现高节奏、高效和高质量生产，并是未来智能生产系统（如CIMS）的重要组成部分。在非制造领域，如核工业、水下、空间、建筑、采掘、教灾、排险和作战等方面，可代替人完成人所不适或力所不及的各种工作，在原子能、水下和外层空间可开辟新的产业。1.1.2研究目的及意义随着数字