基于gps的夜间巡逻机器人.doc

基于GPS的夜间巡逻机器人设计
目录
1. 绪论 - 4 -
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2. 方案设计与论证 - 4 -
主控系统 - 4 -
电机驱动模块 - 5 -
预定黑线路径识别模块 - 6 -
语音模块 - 7 -
- 8 -
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3. 硬件设计 - 8 -
总体设计 - 8 -
驱动电路 - 8 -
循迹模块 - 10 -
4. 软件设计 - 11 -
可视化界面 - 11 -
功能简介 - 12 -
功能的实现 - 12 -
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结束语 - 17 -
致谢 - 17 -
参考文献 - 18 -
基于GPS的夜间巡逻机器人设计
摘要:利用人体红外技术侦测机器人附近的人员;利用GPS导航定位来确定机器人的方位;利用红外技术进行蔽障功能的实现;利用VB软件实现监控中心功能的实现。以STC89C52 为控制芯片控制巡逻机器人的运行状态。其中机器人呢驱动由L293D驱动电路完成,电机的转速由单片机输出的PWM波控制,并在机器人与人员信息交换过程中实现自动语音播报和液晶显示功能。
关键词:自动化运行;STC89C52单片机; L293D;红外对管;语音芯片ISD4004;液晶显示;GPS定位;


随着我有了显著提高。在千家万户安居乐业的同时,如何保障人民的生命财产安全成为摆在我们面前的一个重要问题。机器人主要应用于小区、工厂等地的保卫巡逻任务,具有工作时间长,隐蔽性好,准确率高等优点。替代人员或与人员结合使用可以保证保卫目标的安全。本设计的机器人,是多个自动巡逻轮式机器人,它可以根据监控中心规定的路线巡逻,并且能够发现距它一定距离内的人并发出提醒,若被发现人员不能在规定的时间内给出密码,则机器人会向监控中心发出警报,并利用GPS定位。到目前为止还未发现国内外有相似的装置和研究。

目前,比较通用的办法是,小区物业招聘保安,成立夜间巡逻队。实践证明这种方法,虽然能起到一定的作用,但缺陷也是非常明显的。首先,由人构成的夜间巡逻队伍不能保证不遗留死角。其次,人在深夜容易瞌睡,保安人员会发生脱岗漏岗睡岗现象。第三,小区保安即使发现有可疑人员也无法迅速通知监控中心。鉴于此,我们设计制作了基于GPS的夜间巡逻机器人(下称机器人)。
方案设计与论证
购买原材料自行设计搭建,可分为六大组成部分:传感器检测部分、执行部分、CPU、GPS、无线通信和提示部分。机器人要实现智能驾驶和定位,除无人驾驶以外,可以监测机器人附近的人员,与监控中心实时通信,GPS定位等功能。加装红外对管检测器,实现对机器人行进路径上障碍物的检测,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对障碍物的智能避让。加装GPS定位系统,可以实现机器人的实时定位。当检测到可以人员以后会立即将此时的经纬度坐标发送至监控中心。这种方案能实现对机器人的运动状态进行实时控制,并且控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
主控系统
根据设计要求,此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此,拟定了以下两种方案并进行了综合的比较论证,具体如下:
方案一:
选用一片CPLD(如EPM7128LC84-15)作为系统的核心部件,实现控制与处理的功能。CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点,可利用VHDL语言进行编写开发。但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。同时,CPLD的处理速度非常快,而列车的行进速度不可能太高,那么对系统处理信息的要求也就不会太高,在这一点上,MCU就已经可以胜任了。若采用该方案,很可能在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。为此,我们不采用该种方案,进而提出了第二种设想。
方案二:
采用单片机作为整个系统的核心,用其控制行进中的列车,以实现其拟定的性能指标。充分分析我们的系统,其关键在于实现列车的自动控制,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此,这种方案是一种较为理想的方案。
针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统,需要擅长处理多开关量的标准单片机,而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机,D/A、A/D功能也不必选用。根据这些分析,我选定了STC89C52单片机作为本设计的主控装置,该单片机具有功能强