北京信息科技大学 嵌入式系统设计 大作业

1、 1北京信息科技大学 嵌入式系统编程实践 设计：自动保洁机器人 姓名：王维杰 学号：2010011285 班级：软工1003班 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 设计设计:自动保洁机器人自动保洁机器人 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 产品调研（1）iRobot Roomba 560产品 n概要介绍：iRobot Roomba智能吸尘机器人 q截图有链接贴链接 http:/ aiOD&id（淘宝网） 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q主要特点 l三段式清扫系统，清洁率高达99.1% l有许多软件和传感器组合而成的人工智能系统 l能适应不同的家居摆设环境，

2、适应各种地板，每秒思考次数超过60次 l根据地面情况迅速采取正确的清扫方法，确保每一处地面得到3次以上的清扫 l四种清扫方式：螺旋式打扫，沿边式打扫，交叉式打扫，重点式打扫 l定时预约时间自动清扫，远程遥控各种操作，自动返回充电座充电 l高度模块化，虚拟墙发出红外射线网实现分区打扫 l遇障碍物时会反向旋转摆脱缠绕 l智能识别判断，自动探测灰尘集结多的地方进行重点打扫 l全方位感知，具有悬空感应器，遇阶梯和悬崖边自动返回，接近家具物品会放慢速 度 l16种语言，人机交流 l高容量，强动力，使用寿命长，低音打扫 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q相关公司 iRobot股份有限公司 长沙点康盟

3、智能设备销售有限公司 q主要应用场合 适用家庭，办公室，电脑房，可以有效清扫各种 地板以及长短毛地毯。 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 产品调研（2）KV8智多星智多星产品 n概要介绍 q有图截图 q有链接贴链接 qhttp:/ 272.quQwKf&id=3167048065（淘宝网） 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q主要特点 l省时省力，净化空气，超强吸收力。 l具有智能计算机系统，自动螺旋导航系统，自动记忆系统，21个感应头。 l扫地，吸尘，净化空气三大功能同步进行清洁。 l定点清扫，在指定区域进行清扫 l虚拟墙功能，防止机器人进入不想清扫的区域 l可对房间做出测算，自动虚

4、拟导航，确保清洁路线，防止机器人在清洁过程中跌落，可自救防 跌，并保证顺利完成清洁工作 l设计有双滚拖，侧刷，边刷 l超大容量的垃圾箱和灰尘箱 l自动分离垃圾和灰尘并分开贮存，超大容量 l超智能，超薄型，超静音 l环保低碳，软胶轮设计 l超强活性炭 l内置光触媒 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q相关公司 深圳银星智能电器有限公司 q主要应用场合 适用家庭，办公室，电脑房，可以有效清扫各种 木地板，水泥地板，瓷砖地板以及短毛地毯。 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 产品调研（3）SKG3833产品 n概要介绍 图为： 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q有链接贴链接 http:/

5、 ApT&id=21043452092（淘宝网） q主要特点 l各种软硬地面使用，吸尘，除螨虫功能 l有抗压，抗折软管，智能卡扣接口 l高品质硅钢片，超强吸力涡轮，全铜电机，高效耐用 l300w-1200w超广无极功率调节 l深度除螨，清除率高达99% l大吸力，高效率除尘 l人性化细节设计：一键收线，一键开关，尘满指示灯，PVC软包大轮， 便捷提手，尾部刷头挂槽，刷头暗藏阁，尘袋设计，底部万向轮，超长 操作距离 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q相关公司 佛山艾诗凯奇电气有限公司 q主要应用场合 适用于家庭，办公室各种软硬地面，吸地毯，地板，窗边，电视 ，沙发，窗帘。 嵌入式系统编程实

6、践 北京信息科技大学 产品调研（4）产品对比 iRobot Roomba 560产品产品KV8智多星产品智多星产品SKG3833产品产品 功能扫地，吸尘，净化空气扫地，吸尘，净化空气吸尘，除螨 价格6980.00元590.00元274.00元 成本估计3000元以上600999元199元以内 性能 由许多软件和传感器组合而成的 人工智能系统，能适应不同家庭 家居摆设环境，每秒思考次数超 过60次，采取正确方法确保每一 处地面得到3次以上的清扫；三段 式清扫系统，四种清扫方式；高 度模块化；适应各种地板，电池 两小时强劲续航 具有智能计算机系统，自动螺旋导航 系统，21个感应头；超静音，超强吸

7、附力，超强活性炭，大容量垃圾箱， 净化空气，清洁效果显著，省时省力 300W-1200W的功率无极调控； 根据位置，环境需要调节风力大 小；不用大功率运作，减少电机 伤害；节能省电，延长使用寿命 外观 圆牒式外观设计，边缘和中心为 黑色，其余为白色，欧美风格， 简洁大方，中文面板，方便操作 圆牒式外观设计，超薄型，由金色， 白色，黑色三色搭配，简洁大方 由白色，绿色相搭配，迷你小巧， 身轻如燕，卧式 特点 一键启动，自动清扫；巡视环境， 收集家居环境信息，判断地面状 况，选择清扫方法，4种清扫模式 和40多种反应动作保证清洁率 具有智能计算机系统，自动螺 旋导航系统，自动记忆系统， 21个感应

8、头。 扫地，吸尘，净化空气三大功 能同步进行清洁。 各种软硬地面使用，吸尘， 除螨虫功能 有抗压，抗折软管，智能 卡扣接口 高品质硅钢片，超强吸力 涡轮，全铜电机，高效耐 用 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 技术框架（1）参考文献列表 n题目，作者，发布时间，来源 （1）基于ARM的嵌入式服务机器人控制器的研 究 李卫，宋弘，李红婵（著） 2009年9月 四川理工学院自动化与电子信息学院 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 n题目，作者，发布时间，来源 （2）基于ARM的智能清洁机器人控制系统设计 金伟潮（著） 2011年4月 浙江工业大学信息工程学院 嵌入式系统编程实践 北京信息科技

9、大学 n题目，作者，发布时间，来源 （3）基于行为进化的智能保洁机器人模型 汤琛, 谭 蓉, 蒋加伏（著） 2006年10月 长沙理工大学计算机与通信工程学院 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 技术框架（2）整体架构 n整体架构 q系统框架 图 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q分层描述 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 q软硬件都包含： 软件：软件一般由实时操作系统及其运行的应用 软件构成。其应用软件的功能层由基于RTOS的应 用程序组成，用来控制被控对象。 图为： 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 硬件：硬件由微处理器和外围的接口电路组成，同时 还包括传感器及驱动器接口和

10、被控对象(机械装置)。 图为： 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 n主要模块 主要模块为信息采集模块，红外线接收模块，和键盘模块 ，驱动模块，电源模块，状态指示及显示模块，遥控模块 ，行走控制模块，LCD显示模块，红外遥控解码模块等几 部分组成。 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 技术框架（3）工作流程 n工作流程 q各功能点工作流程 当定时时间或检台阶时，进入中断程序，具体流程为： q流程图描述： q行走控制程序：传感器是否采集信号，是进行路径规划继续下一步 ，否显示当前状态和倒计时间，然后根据标志控制电机的转动，检 测遥控器信号并处理，检测是否有键盘信号，有改变电机工作标志 位继续

11、下一步，无检测电机工作标志是否为0，是结束，否继续采 集信号。 q中断服务程序：是否外部中断，是防止跌落子程序继续下一步，否 判断是否定时中断，是改变与定时相应标志位继续下一步，否恢复 现场，最后中断返回 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 流程图为： 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 n红外遥控功能： n流程图描述： 是否有遥控信号，是判断是否符 合引导码继续判断是否符合引导码， 是接受用户识别码和用户识别反码， 再判断两组码是否为反，是则接受操 作码和操作码反码，继续判断两组码 是否为反，是根据操作码执行相应操 作，所有判断否都直接执行根据操作 码执行相应操作。 n流程图为： 嵌入式

12、系统编程实践 北京信息科技大学 n充电功能： 流程图描述：判断是否有电， 没有则进行下一步寻找充电器， 充电完毕，遍历清扫，结束； 有电则直接遍历清扫，然后结 束。 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 3实现方案（1）高端（最高性能） n体系结构设计 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 n构件设计 q硬件-主要型号 qARM9系列的S3C2410处理器作为服务机器人的控制CPU，在嵌 入式系统C/OS-下实现机器人控制。 q软件-主要模块 n操作系统 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 3 实现方案（2）中端（均衡设计） n体系结构设计 设计电源系统，基本驱动系统，红外遥控器的远程控制，

13、 智能化处理碰撞，防跌落设 计，虚拟墙设计，清洁模块，控制清洁工作，工作状态的显示设计。 n构件设计 q硬件-主要型号 l围绕ARM核心控制器的硬件开发平台，以LPC2132为核心芯片，运用PWM驱动电 机技术，实现基于ARM的清洁机器人调速系统，具备AWARE智能系统。 l基于ARM开发的控制系统，该控制系统的上位机子系统为主控单元，以s3c2440开 发板为核心，下位机子系统则以ARM7为控制核心，上位机子系统通过串行口和下 位机子系统进行通信控制。下位机采用的具体芯片是LPC2132处理器，用于执行上 机位发出的指令，通过H桥驱动直流电机控制其转速和方向。 q软件-主要模块 l电源系统，

14、基本驱动系统，红外遥控器来实现对机器人行驶和功能选择的远程控制智 能化处理碰，撞防跌落设计虚拟墙系统，清洁模块系统。 嵌入式系统编程实践 北京信息科技大学 3 实现方案（3）低端（最低成本） n体系结构设计 n具有智能计算机系统，自动螺旋导航系统。 n构件设计 q硬件-主要型号 nCPU采用80C196KC.通过内部自带A/D转换，多种中断，串口来实现 充电电池的电压检测，主从CPU通信等功能。从CPU AT89C52单片机 ，作为专门的东为处理芯片，实现系统定位的功能，同时将处理得到 的吸尘机器人位信息通过串口通信传递给上位机。 q软件-主要模块 q智能计算机系统模块，自动螺旋导航系统模块，记忆系统模块，感应头模 块，实现扫地，擦地，吸尘，净化