基于STM32的智能巡检机器人的设计
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》一、引言随着科技的不断发展，智能家居已成为现代生活的重要组成部分。
扫地机器人作为智能家居领域中的一员，以其便捷、高效、智能的特点受到了广泛关注。
本文将详细介绍基于STM32的扫地机器人的设计与实现过程，包括硬件设计、软件设计、系统实现以及测试与优化等方面。
二、硬件设计1. 微控制器：选用STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗的特点，满足扫地机器人对控制系统的要求。
2. 电机与驱动：扫地机器人采用直流电机，配合电机驱动模块，实现机器人的运动控制。
3. 传感器：包括红外线测距传感器、超声波测距传感器、碰撞传感器等，用于实现机器人的避障、定位等功能。
4. 电源模块：采用可充电锂电池，为扫地机器人提供稳定的电源。
5. 其他硬件：包括电源开关、充电接口、LED指示灯等辅助模块。
三、软件设计1. 操作系统：采用实时操作系统（RTOS），实现多任务调度，提高系统响应速度和稳定性。
2. 算法设计：包括路径规划算法、避障算法、清洁模式算法等，实现扫地机器人的智能控制。
3. 通信协议：设计扫地机器人与上位机通信的协议，实现远程控制、状态反馈等功能。
4. 软件架构：采用模块化设计，将软件分为多个功能模块，便于后期维护和升级。
四、系统实现1. 路径规划：扫地机器人采用激光雷达或视觉传感器进行环境感知，通过路径规划算法生成清洁路径。
2. 避障功能：通过红外线测距传感器和超声波测距传感器检测障碍物，实现避障功能。
3. 清洁模式：扫地机器人可设置多种清洁模式，如自动模式、沿边模式、重点清洁模式等，以满足不同需求。
4. 远程控制：通过上位机与扫地机器人通信，实现远程控制功能。
5. 状态反馈：扫地机器人通过LED指示灯和上位机界面反馈工作状态和电量等信息。
五、测试与优化1. 测试：对扫地机器人进行功能测试、性能测试和稳定性测试，确保各项功能正常工作。
2. 优化：根据测试结果对算法和硬件进行优化，提高扫地机器人的工作效率和清洁效果。
基于stm32单片机的巡航浇水机器人系统设计
基于stm32单片机的巡航浇水机器人系统设计摘要：近年来，我国对于农业经济的发展愈加重视，农业生产在国民经济中所占比重一直是重要的经济支柱。
并且，农业作为我国的一个古老的行业是不可缺少的，每个国家都是以农业作为立国之本。
随着时代的变化能也的变化也是不可避免的，除了观赏性的农业之外，农业必须向集体化方向发展，在中国农业的发展面临着严峻的挑战。
这也是我们必须发展现代化农业的原因。
然而，传统的农业种植方法存在许多亟待解决的问题，比如我国的大规模农业发展存在劳动力不足，生产效率低下以及现代化程度低下等问题。
特别对于浇水问题，目前我国农业种植方面特别是大棚的灌溉方式主要使用的还是漫灌或滴灌的浇水方式，这种浇水方式需要使用大量的滴灌带，这直接提高了农业生产成本。
所以针对此项问题，本文设计了一种基于轨道自动巡航的浇水机器人。
本文所设计的机器人采用轨道自动巡航导航的方式，由电机和轮子控制机器人的运动和方向，保证均匀浇水。
并配备传感器可以检测土壤湿度和环境温度，提供智能化的浇水控制。
关键词：轨道巡航，自动浇水，传感器引言当前智能机器人已进入高速发展期，在各行各业发挥着十分重要的作用，为人类实现了经济价值和社会价值。
正如我国著名学者周海中先生在1990年发表的经典文章《论机器人》中预言：“随着科学技术的进步，尤其人工智能和机器人技术的发展，智能机器人时代即将来临;智能机器人将在各行各业大显身手，推动着我们工作和生活的变革。
”仅从目前农业看，他的这一预言已经成为现实。
智能机器人是一门涵盖了多学科的科学，涉及人工智能、机械工程、控制科学、计算机、电子、材料等多个领域。
它具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉等。
除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。
随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能机器人的要求也越来越高。
目前农业正处于快速发展期，存在很大的发展空间;美国、法国、德国、英国、日本、韩国等大力发展农业智能机器人技术，使其农业技术不断提升。
基于STM32的智能分拣机器人系统设计
基于 STM32的智能分拣机器人系统设计摘要:本文研究的主要内容是单片机采集TCS230颜色传感器的数据进行数据对比，分拣颜色，从而输出指令给电机驱动板，单片机再采集灰度条的状态，判断小车坐标，进行路线规划，控制小车寻迹至各颜色对应的区域。
本论文的主要特点是，采用输出数字量的8路灰度条传感器进行小车的寻迹与坐标定位；使用4线spi通讯的OLED屏设计人机交互；使用4自由度的机械臂作为机器人搬运或夹取物品的工具。
关键词：环境监测；分拣、TCS230颜色识别、机械臂、单片机；1 引言今年来，随着中国快递行业的快速发展，行业规模迅速扩大，在2020年，中国的快递年总业务量已超过了800亿。
面对物流行业业务量的快速增长，对快递的分拣效率要求也在不断的提高。
目前许多的物流公司也都采用了许多不同的分拣机器。
在科技的发展中，机器人能够有效的提高劳动生产率、产品质量、生产效率与降低生产成本等方面都有着重要的作用和意义。
随着现代计算机网络技术的发展和信息社会技术时代的进步，智能工业机器人的物流技术研究和其应用逐渐成为社会广泛关注的热点，并且在经济社会的各个领域中广泛使用[1][1]。
智能分拣机器的出现，在物流行业中的中转中心环节能够大大的减少人力负担，并且提升分拣效率，降低分拣的容错率。
2 系统总体设计方案图1系统总体设计方案/系统结构图2.1 系统硬件结构1.硬件系统搭建本系统的硬件平台如下图所示：图2硬件平台图系统整体设计以STM32作为核心，包括各种传感器模块，电源模块，电机模块，机械臂，设计一个分拣智能机器人。
机器人的行动方式采用了智能小车作为运输承载作用的方案，使用灰度条循迹传感器进行路线的识别及规划，输出PWM给L298N驱动板来控制电机，使用比较基础的颜色传感器TCS230进行颜色识别，对比数据，针对物品的颜色进行分类，其中分拣的颜色为RGB（红绿蓝）三种颜色。
当颜色传感器检测到物品颜色后，系统能够根据检测到的物品颜色控制机器人将物品进行特定区域的分拣，完成机器人智能分拣任务。
《基于STM32移动机器人目标动态追踪的研究》范文
《基于STM32移动机器人目标动态追踪的研究》篇一一、引言随着科技的进步和人工智能的不断发展，移动机器人的应用越来越广泛，其动态追踪技术成为了一个重要的研究方向。
STM32微控制器由于其高性价比和良好的可编程性，被广泛应用于各种机器人系统。
本文将就基于STM32移动机器人目标动态追踪的技术展开研究，介绍其系统架构、算法设计以及实验结果。
二、系统架构基于STM32的移动机器人目标动态追踪系统主要由以下几个部分组成：STM32微控制器、传感器模块、电机驱动模块、电源模块等。
1. STM32微控制器：作为整个系统的核心，负责处理传感器数据、控制电机驱动模块以及与上位机进行通信。
2. 传感器模块：包括摄像头、红外传感器等，用于捕捉目标信息，为动态追踪提供数据支持。
3. 电机驱动模块：根据微控制器的指令，控制机器人的运动，实现目标的追踪。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
三、算法设计目标动态追踪算法是整个系统的关键，本文采用基于图像处理的算法进行目标追踪。
1. 图像预处理：通过摄像头采集图像，对图像进行灰度化、二值化等预处理操作，提取出目标信息。
2. 目标检测与跟踪：利用图像处理技术，检测出目标的位置，并通过卡尔曼滤波算法对目标进行预测，实现目标的动态追踪。
3. 路径规划与控制：根据目标的位置和速度信息，通过PID 控制算法规划机器人的运动路径，控制电机驱动模块驱动机器人进行追踪。
四、实验结果与分析为了验证本文所提出的基于STM32移动机器人目标动态追踪系统的有效性，我们进行了以下实验：1. 静态目标追踪实验：在室内环境下，对静态目标进行追踪，实验结果表明，系统能够准确检测并锁定目标，实现静态目标的稳定追踪。
2. 动态目标追踪实验：在室外环境下，对动态目标进行追踪，实验结果表明，系统能够实时检测并预测目标的位置和速度，实现动态目标的快速追踪。
3. 系统性能分析：通过对实验数据的分析，我们发现系统的响应速度较快，追踪精度较高，且具有良好的鲁棒性，能够在不同环境下实现目标的稳定追踪。
基于STM32微控制器的扫地机器人控制系统硬件架构设计
基于STM32微控制器的扫地机器人控制系统硬件架构设计扫地机器人是一种智能化的家庭清洁设备，它能够自动进行地面清洁工作，并具备一定的智能化能力。
为了实现扫地机器人的控制，需要设计一个适合的硬件架构，以便能够满足机器人的功能需求。
硬件架构设计主要包括：主控模块、传感器模块、执行器模块和电源模块。
主控模块是扫地机器人的核心控制部分，用于实现控制算法的运行和数据处理。
STM32微控制器是一种低功耗、高性能的微控制器，适合用作扫地机器人的主控模块。
主控模块还包括存储器模块，用于存储控制算法和相关数据。
传感器模块用于感知环境信息，从而实现机器人的定位和避障功能。
传感器模块包括多个传感器，如超声波传感器、红外传感器、视觉传感器等。
这些传感器可以通过I2C、SPI等接口连接到主控模块，将感知到的信息传输给主控模块进行处理。
执行器模块用于实现机器人的运动控制和清洁功能。
执行器模块包括直流电机、驱动电路和轮子等组件。
直流电机用于驱动轮子进行运动，驱动电路用于控制直流电机的转向和速度。
此外，执行器模块还包括刷子和吸尘器等清洁装置，用于清理地面的垃圾。
执行器模块可以通过PWM、IO 等接口与主控模块连接。
电源模块提供机器人所需的电力供应，并为各个模块提供适当的供电电压。
电源模块包括电池、充电电路和电源管理芯片等组件。
电源模块还需要考虑电源管理的智能化设计，如低电量检测、过充保护等功能，以保障机器人的正常运行。
在设计硬件架构时，需要考虑以下几个因素：1.通信接口的设计：主控模块需要与传感器模块、执行器模块以及外部设备进行通信。
合理选择通信接口，如UART、I2C、SPI等，以满足不同模块之间的数据传输需求。
2.电路设计的可靠性：扫地机器人需要面对不同的工作环境，如地面的不平整、摩擦力等。
因此，在电路设计中需要考虑电路的抗干扰能力和稳定性，以确保机器人能够正常工作。
3.电源管理的智能化设计：合理设计电源管理模块，可实现低电量检测、过充保护等电源管理功能，以保护电池和延长机器人的工作时间。
基于STM32的智能巡线机器人设计_英文_
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基于STM32和OpenMV的水下机器人管道巡检系统设计
基于STM32和OpenMV的水下机器人管道巡检系统设计目录一、项目概述 (2)二、系统架构设计 (3)三、硬件设计部分 (4)1. STM32处理器选型及配置 (6)2. 水下机器人机械结构设计 (8)3. 传感器模块选型及应用设计 (9)四、软件设计部分 (10)1. OpenMV视觉识别模块设计 (12)a. 图像采集与处理模块设计 (13)b. 目标识别与定位算法设计 (15)c. 图像传输与处理优化策略 (16)2. 路径规划与控制系统设计 (18)a. 自主巡航路径规划算法设计 (19)b. 遥控操作与控制系统设计 (20)c. 异常情况处理机制设计 (22)五、通讯系统设计 (23)1. 水下通信模块设计 (25)a. 水声通信模块设计原理及实现方案 (26)b. 其他水下通信方式研究及选型依据 (27)2. 地面站通信系统构建方案探讨与实施细节展示环节介绍等内容安排说明28一、项目概述随着科技的快速发展，水下机器人技术已成为海洋资源开发、水下探测与监测领域的重要技术手段。
“基于STM32和OpenMV的水下机器人管道巡检系统设计”旨在结合先进的微控制器STM32与OpenMV 视觉处理技术，构建一套高效、智能的水下机器人管道巡检系统。
本项目的实施，对于提高管道巡检效率，及时发现潜在隐患，保障管道安全运行具有重要意义。
该项目旨在设计一个自动化、智能化的水下机器人，使其能够在复杂的管道环境中自主巡航，完成管道状况检测、环境数据采集等任务。
系统主要组成部分包括水下机器人本体、STM32微控制器、OpenMV 视觉处理模块以及其他辅助模块如传感器、通信模块等。
STM32作为机器人的大脑，负责控制机器人的各项功能；OpenMV则用于图像采集与处理，帮助机器人实现目标识别、障碍避免等功能。
本项目的设计目标是实现一个可靠、高效、智能的水下机器人管道巡检系统。
通过本系统的实施，可以实现对管道内部状况的非接触式检测，有效避免传统人工巡检带来的安全隐患和效率低下的问题。
基于stm32的儿童健康检测机器人的设计
基于stm32的儿童健康检测机器人的设计摘要：儿童健康检测器作为智能技术之一，能够对儿童健康状况进行辨识，当发生问题后能够及时进行辨识和发出警告。
有助于父母对儿童身体情况的了解，并能根据晨检的结果采取相应措施，保护儿童身体健康。
实现该技术以传感器与机器应用学习为中心。
这就要求对复杂数据进行抽取，并利用机器进行加工和分析。
本文主题围绕关于STM32设计的儿童晨检器设开讨论设计，从选材的硬件开始到软件的设计进行简易的模型设计与搭建。
关键词：健康检测；晨检；stm32一、研究背景人工晨检大约需要为30秒至1分钟左右，在晨检期间需要其他辅助设备相对的复杂。
孩子做完晨检后要人工记录晨检的数据。
由于数据无法实时推送，家长无法即时了解孩子上午和下午的检查情况。
人工晨检仅有单纯的数字记录而无照片可供查阅，对后续溯源不利[1]。
如需将手工记录晨检数据上传，工作人员需将数据输入电脑中，再将其保存起来发给有关工作人员。
这一操作既烦琐又浪费人力，在无形之中加大了员工工作量。
为了提高晨检效率，减轻工作人员的工作量，实现对晨检数据的实时推送和保存。
晨检机可独自完成晨检工作，在不知不觉中提高晨检效率并减少教师工作量。
二、硬件选型本设计选择STM32F103C8T6作为主控芯片，STM32F103C8T6具有高性能三十二位RISC内核,七十二兆赫工作频率，内置高效速率存储器，增强型I/O端口，外设与2条总线相连。
传感器选应HX711，它是一款高精度电子秤专用的24位A/D转换器芯片。
相较于同类芯片，该芯片融合了稳压电源、片内时钟振荡器等同类芯片所需的周边电路，呈现出高度集成化、快速响应和强大的抗干扰能力。
本设计用新型降低了电子秤的整机成本，且整机运行可靠。
红外测温模块选应GY-906里的测温模块MLX90614，作为一种红外测温装置实际用起来也相对便捷，其全部模块都是在出厂前进行校验，并且可以直接输出线性或准线性信号，互换性较好，免去了复杂的修正过程。
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互联网浪潮下安防行业高速发展，安防作为工厂安全的第一道屏障，是整个工厂安全守护者，十分重要。
当前巡检机器人在整个安防行业展开，巡检机器人的建设也正在从“传统”向“技防”转型，为工厂提供安全与便利，从而推动和谐社会建设。
本文介绍了巡检机器人的设计。
1 巡检机器人整体系统设计
巡检机器人主要运用于工厂车间、写字楼、教学楼、仓库等需要安全管理的场所，它由运动底盘、摄像头、单片机、激光雷达、超声波、红外、无线传输模块、各种环境传感器等构成，采用室内定位技术、FPV 视频实时传输技术、计算机视觉技术、物联网技术等，实现了自动巡航、自动报警、远程监控等功能。
它可以帮助人们自动巡检办公楼或其他需要安全管理的场所，按照程序设定，对指定工作区域进行定时巡检。
基于STM32
的智能巡检机器人的设计
苏州市职业大学 韦婷婷 朱泓金 蔡 瑞 周 鑫
周星禹
项目基金：
1、2017年江苏省高等职业教育高水平骨干专业建设项目[苏教高（2017）17号]：应用电子技术。
2、2018年江苏省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201811054012Y ）：智能巡检机器人的设计与实现。
3、2018年苏州市职业大学研究性课程（项目编号：SZDYKC-180710）：基于STM32
智能小车的设计与实现。
图1 系统结构框图
2 环境测量系统方案设计
环境测量系统主要以工厂环境检测为主要目的，我们利用传感器以及一些外设装置帮助巡检机器人实时对工厂环境进行实进行数据检测并采集,然后将收到的信息实时传送给处理器,让巡检机器人通过完成处理器下达的命令对工厂内部的温度，湿度，可燃气体和有毒气体进行检测,再实时将工厂内部环境反馈给用户端。
系统以STM32F103系列单片机为主,外设MQ-2烟雾气敏
传感器模块（潘光良，李军，家庭巡视机器人环境感知系统设计，齐鲁工业大学学报，2018年第5期55-58页，DOI:10.16442/ki.qlgydxxb.2018.05.011.）、DS18B20温度传感器和HC-SR04超声波测距传感器等模块。
巡检机器人将巡检中得到的数据显示在LED 屏上，如果在巡检过程中检测到某项值超出系统安全值就会报警。
3 MCU模块设计
MCU 模块采用的意法半导体的STM32F103ZET6。
该芯片内核采用Cortex M3内核，主频最高可达72MHz ，有丰富的外部接口，多个基本和高级定时器(STMicroelectronics.STM32F103x8 and STM32F103xB datasheet [EB/OL].https:///resource/en/datasheet/cd00161566.pdf.)。
MCU 模块主要用于控制WiFi
通
图2 激光定位原理图
（下转第197页）
在机械臂安装过程中要注意有的地方是要进行摆动的部分，因此不能把螺丝拧的太紧。
还有机械手的部分要确保构成机械爪的两个部件后半部分的啮齿要准确的啮合在一起，否则机械手夹不住东西或者无法带动机械手进行张合。
机械臂安装完成图如图2。
图2
图3 Arduino驱动板电路图
蓝牙控制模块安装：运用蓝牙控制模块实现了物体搬运过程中的获取，移动和摆放等动作，即模仿人的搬运动作。
它是智能搬运中的核心部分。
蓝牙控制模块的工作方式：首先在手机安装蓝牙APP 程序，其按键功能如下：
前进：按下发出 ONA 松开ONF
后退：按下发出 ONB 松开ONF
左转：按下发出 ONC 松开ONF
右转：按下发出 OND 松开ONF
停止：按下发出 ONE 松开ONF
数字1：按下发出 ON1 松开 ONa
数字2：按下发出 ON2 松开 ONb
数字3：按下发出 ON3 松开 ONc
数字4：按下发出 ON4 松开 ONd
数字5：按下发出 ON5 松开 ONe
数字6：按下发出 ON6 松开 ONf
数字7：按下发出 ON7 松开 ONg
数字8：按下发出 ON8 松开ONh
数字9：按下发出 ON9 松开ONi
手机APP要与蓝牙模块设备配对。
通过手机APP发送命令给蓝牙模块。
蓝牙模块再将命令传给Arduino控制板。
Arduino控制板识别到蓝牙模块发送到串口字符串命令后，执行蓝牙程序对应的按键程序。
实验总结：本项目主要完成了机械手臂的拟人化设计，对于抓举式机械手臂进行了更加人性化和智能化的改进，能在远程蓝牙控制下实现对货物的抓取和搬运功能，并且在蓝牙控制下可以将货物从一个储物间搬运到另一个储物间，机械手爪部分运用舵机加啮合齿轮带动的方式进行对物体的抓取。
在利用手机程序连接蓝牙后对小车和机械手臂进行程序运行和控制机构的测试。
小车在控制下运行状况良好，可以实现前进、后退、左转、右转和后退功能。
机械手臂可以实现手爪张开、闭合，机械臂的上臂可以上下摆动，机械臂的下臂实现上下摆动，机械臂底座可以实现左右180°旋转。
程序运行和小车移动还有机械臂的动作非常稳定，实现了系统设计本身的目的，即对于搬运机器人或搬运机器实现了智能化的工作方式。
本项目完成了蓝牙控制下的仓储搬运。
今后还要在智能化自主搬运方面做进一步的研究。
如：自主按照物体大小摆放物体，自主规划搬运路线等等。
总之，在智能搬运方面还有很多需要进一步探究的东西。
（上接第195页）
信，控制传感器组和小车地盘的电机。
4 核心技术介绍
室内定位技术：我们独立开发了一套室内定位技术，它是通过激光雷达与wifi信号强度进行室内定位，经过测试，我们的室内定位精度可达到3-10厘米，并且可对巡航历路线进行历史纪录（图2）。
FPV实时视频传输技术：把巡检机器人的第一视角传到管理人员的设备上，管理人员可实时看到巡检机器人看到的状态，从而判断周围环境的安全情况。
物联网开关技术：先将需要安全巡检的地方装上一些物联网开关的设备，比如日照灯、总电源、水阀等，这样就可以让巡检机器人去控制它们，在机器人巡检时，如果遇到没有关闭的电源，它可以通过这项技术把电源给切断，避免安全隐患，而且能够节约能源。
图3 物联网通讯原理图
作者简介：韦婷婷（1999—），女，河南人，苏州市职业大学电子学院在读学生，曾获苏州中美创客三等奖，江苏省第九届大学生机器人阵地攻防项目冠军。