智能窗户清洁机器人控制系统设计

【摘要】：近年来随着社会发展、人口的增长,城市住宅建筑开始向高处发展,家庭窗户清洁任务显得危险和繁重,同时家庭服务机器人产业快速发展,已逐渐进入日常家庭。本文的目的是针对家庭用户设计了一种实用、低成本的智能窗户清洁机器人控制系统。包括控制系统硬件软件设计。在控制系统硬件设计方面,主要是以STM32微控制器为核心的各个模块的电路设计,包括电源管理、电机驱动电路、信号采集电路和通信电路等；软件设计方面则以μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统为基础,完成了在该硬件平台上操作系统的移植,并根据功能不同,划分为吸附任务、自动清洗任务、手动清洗任务、通信任务和显示任务五个任务,将这五个任务合理地创建在μC/OS-Ⅱ操作系统上,实现了控制程序。对于自动清洗任务,设计了一种实用有效的全路径覆盖的路径规划算法。为了用户能更好的操控清洁机器人,开发了相应的安卓应用程序。 【关键词】：清洁机器人 STM32 嵌入式 路径规划 安卓APP
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 国外研究现状12-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.3 本文主要内容17-18
• 第2章 总体方案研究18-24
• 2.1 清洁机器人总体结构18-19
• 2.2 机器人移动方式选择19-20
• 2.3 机器人吸附方式选择20-21
• 2.4 机器人受力分析21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 硬件电路设计24-44
• 3.1 硬件电路总体结构24-25
• 3.2 控制芯片选型25-27
• 3.3 控制芯片管脚分配27-29
• 3.4 控制芯片最小系统29-30
• 3.4.1 时钟电路29-30
• 3.4.2 复位电路30
• 3.5 电源管理30-33
• 3.6 电机驱动电路33-35
• 3.6.1 移动机构电机驱动33-34
• 3.6.2 吸附机构电机驱动34-35
• 3.7 信号采集电路35-39
• 3.7.1 碰撞传感器信号采集电路35-36
• 3.7.2 加速度信号采集电路36-37
• 3.7.3 速度检测电路37-38
• 3.7.4 气压检测电路38-39
• 3.8 通信电路39-42
• 3.8.1 红外通信电路39-41
• 3.8.2 蓝牙通信电路41-42
• 3.9 状态显示电路42-43
• 3.10 本章小结43-44
• 第4章 软件系统设计44-64
• 4.1 软件系统总体结构44-45
• 4.2 uC/OS-Ⅱ简介45-48
• 4.3 uC/OS-Ⅱ移植48-51
• 4.4 BSP初始化51-53
• 4.5 系统任务设计53-59
• 4.5.1 吸附任务53-56
• 4.5.2 自动清洗任务56-57
• 4.5.3 手动清洗任务57-58
• 4.5.4 通信任务58-59
• 4.5.5 显示任务59
• 4.6 路径规划59-60
• 4.7 ANDROID应用程序设计60-63
• 4.8 本章小结63-64
• 第5章 总结与展望64-65
• 5.1 论文工作总结64
• 5.2 论文工作展望64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文与专利68

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