迎賓機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　迎賓機(jī)器人不僅可以完成迎賓接待的任務(wù)，還是一個(gè)優(yōu)秀的解說(shuō)員，企業(yè)形象的宣傳大使，還是一個(gè)很好的科學(xué)研究移動(dòng)平臺(tái)。它集中了傳感器技術(shù)，機(jī)械工程，電子工程，計(jì)算機(jī)工程，自動(dòng)化控制工程以及人工導(dǎo)購(gòu)等多學(xué)科的研究成果，是典型的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，隨著迎賓機(jī)器人性能不斷地完善，迎賓機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，在娛樂(lè)，科學(xué)研究，服務(wù)等行業(yè)中

2、得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)研究的是一款簡(jiǎn)易導(dǎo)購(gòu)迎賓服務(wù)機(jī)器人,可實(shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)來(lái)賓到來(lái)，機(jī)器人通過(guò)紅外線感應(yīng)器感應(yīng)到來(lái)賓的到來(lái)，將信息發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)控制語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出聲音：“您好，歡迎光臨！”，頭部通過(guò)LED點(diǎn)陣顯示微笑表情。機(jī)器人可借助底部滑輪行走預(yù)先定制軌跡介紹客戶產(chǎn)品。當(dāng)貴賓離開時(shí)，紅外線感應(yīng)器感應(yīng)到貴賓離開，單片機(jī)控制舵機(jī)，機(jī)器人顯示歡送表情，并通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出：“謝謝光臨!”。本設(shè)計(jì)是用arduino 芯片為主要核心，用紅

3、外感應(yīng)器的組合，設(shè)計(jì)出的簡(jiǎn)易語(yǔ)音機(jī)器人，同時(shí)可以播放語(yǔ)音內(nèi)容。</p><p><b>　　1.2 課題背景</b></p><p>　　首先我介紹一下機(jī)器人產(chǎn)生的背景，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個(gè)綜合性的結(jié)果，也同時(shí)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個(gè)重大影響的一門科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中，各國(guó)加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，就加強(qiáng)了本國(guó)的經(jīng)濟(jì)的

4、發(fā)展。 另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會(huì)發(fā)展的情況，人們?cè)絹?lái)越不斷探討自然過(guò)程中，在改造自然過(guò)程中，認(rèn)識(shí)自然過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)不可達(dá)世界的認(rèn)識(shí)和改造，這也是人們?cè)诳萍及l(fā)展過(guò)程中的一個(gè)客觀需要。 那么什么是機(jī)器人呢？人們一般的理解來(lái)看，機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置，或者叫自動(dòng)化裝置，它仍然是個(gè)機(jī)器，它有三個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是有類人的功能，比如說(shuō)作業(yè)

5、功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動(dòng)作，它還有一個(gè)特點(diǎn)是根據(jù)人的編程能自動(dòng)的工作，這里一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是它可以編程，改變它的工作、動(dòng)作、工作的對(duì)象，和工作的一些要求，它是人造的機(jī)器或機(jī)械電子裝置。但從完整的更為深遠(yuǎn)的機(jī)器人定義來(lái)看，應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)機(jī)器人智能，所以人們又提出來(lái)機(jī)器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學(xué)習(xí)、情感和對(duì)外界</p><p>　　紅外智能節(jié)電開關(guān)是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制產(chǎn)品，當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)范圍

6、時(shí)，專用傳感器探測(cè)到人體紅外光譜的變化，自動(dòng)接通負(fù)載，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能，更顯示出人性化關(guān)懷。</p><p>　　1.3 選題的目的和意義 </p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，科技產(chǎn)品日益成為我們生活中幾乎無(wú)時(shí)不在的、無(wú)處不在、無(wú)所不在的客觀存在，而導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人就是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)有

7、機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人學(xué)所涉及的學(xué)科范圍有：力學(xué)、機(jī)器人拓?fù)鋵W(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與微電子學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、生物學(xué)、人工導(dǎo)購(gòu)、系統(tǒng)工程等。這些多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的交叉和融合是導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人技術(shù)得以發(fā)展、拓寬和延伸的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)和運(yùn)用導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人技術(shù)的不斷向新的領(lǐng)域拓展，其學(xué)科范圍亦將更加寬闊，同時(shí)導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人將不同的學(xué)科知識(shí)綜合，使得人們?cè)趯W(xué)習(xí)和研究的過(guò)程中綜合各個(gè)學(xué)科。導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人在人類的生活和工業(yè)生產(chǎn)中將會(huì)發(fā)揮很大的作

8、用，例如導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、航天、甚至軍事上的應(yīng)用，導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人的出現(xiàn)將會(huì)解放很大一部分的勞動(dòng)力，使得人們可以更好的完成既定的工作，完成人無(wú)法完成的高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)。在醫(yī)學(xué)上可以做更加復(fù)雜的醫(yī)療手術(shù)，更好的醫(yī)治病患，以最大限度的減小手術(shù)帶來(lái)的不良反應(yīng)。導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人將會(huì)創(chuàng)造更大的社會(huì)價(jià)值。</p><p><b>　　3紅外感應(yīng)器</b></p><p><b>

9、　　3．1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　紅外線感應(yīng)器是根據(jù)紅外線反射的原理研制的，屬于一種智能節(jié)水、節(jié)能設(shè)備。包括感應(yīng)水龍頭、自動(dòng)干手器、醫(yī)用洗手器、自動(dòng)給皂</p><p><b>　　感應(yīng)器原理圖</b></p><p>　　器、感應(yīng)小便斗沖水器、感應(yīng)便器。</p><p><b>　　3.

10、2原理</b></p><p>　　這種是通過(guò)紅外線反射原理，當(dāng)人體的手或身體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管，通過(guò)集成線路內(nèi)的微電腦處理后的信號(hào)發(fā)送給脈沖電磁閥，電磁閥接受信號(hào)后按指定的指令打開閥芯來(lái)控制頭出水；當(dāng)人體的手或身體離開紅外線感應(yīng)范圍，電磁閥沒(méi)有接受信號(hào)，電磁閥閥芯則通過(guò)內(nèi)部的彈簧進(jìn)行復(fù)位來(lái)控制的關(guān)水。</p><

11、;p><b>　　3.3紅外線</b></p><p>　　在光譜中波長(zhǎng)自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見線。所有高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。</p><p><b>　　紅外線感應(yīng)器[1]</b></p><

12、;p>　　紅外線是太陽(yáng)光中眾多不可見光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射,他將太陽(yáng)光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計(jì)升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽(yáng)光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒介。太陽(yáng)光譜上紅外線的波長(zhǎng)大于可見光線，波長(zhǎng)為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波

13、長(zhǎng)為(0.75-1)～(2.5-3)μm之間；中紅外線，波長(zhǎng)為(2.5-3)～(25-40)μm之間；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為(25-40)～l000μm 之間。</p><p>　　真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠(yuǎn)鏡原理完全不同，白天不能使用，價(jià)格昂貴且需電源才能工作。</p><p>　　近紅外線或稱短波紅外線，波長(zhǎng)0.76～1.5微米，穿入人體組織較深,約5～10毫米；遠(yuǎn)紅外線或稱

14、長(zhǎng)波紅外線，波長(zhǎng)1.5～400微米，多被表層皮膚吸收，穿透組織深度小于2毫米。</p><p><b>　　3.4發(fā)展過(guò)程</b></p><p>　　自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠按照人的設(shè)計(jì)，在人不參與的情況下完成一定的任務(wù)。其關(guān)鍵就在于反饋的引入，反饋實(shí)際上是把系統(tǒng)的輸出或者狀態(tài)，加到系統(tǒng)的輸入端與系統(tǒng)的輸入共同作用于系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸出狀態(tài)實(shí)際上是各種物理量，他們有的是電壓，有

15、的是流量、速度等。這些量往往與系統(tǒng)的輸入量性質(zhì)不同，并且取值的范圍也不一樣。所以不能與輸入直接合并使用，需要測(cè)量并轉(zhuǎn)化。感應(yīng)器正是起這個(gè)作用，它就像是控制系統(tǒng)的眼睛和皮膚，感知控制系統(tǒng)中的各種變化，配合系統(tǒng)的其他部分共同完成控制任務(wù)。</p><p>　　人類為了從外界獲得信息，必須借助于感覺(jué)器官。但是人的感覺(jué)器官并不是萬(wàn)能的，要想獲得更為豐富的信息，進(jìn)一步研究自然現(xiàn)象和制造勞動(dòng)工具，人的感官顯得很是不夠了。作為

16、一種代替人的感官的工具，感應(yīng)器的歷史比近代科學(xué)的出現(xiàn)還要古老。天平作為測(cè)重的工具在古埃及就開始使用了，一直沿用到現(xiàn)代。利用液體膨脹特性的溫度測(cè)量在十六世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)。以電學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)的感應(yīng)器是在近代電磁學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，但是隨著真空管和半導(dǎo)體等有源元件的可靠性的提高，這種類型的感應(yīng)器得到了飛速發(fā)展，談到感應(yīng)器大都指有電信號(hào)輸出的裝置</p><p><b>　　3.5應(yīng)用</b>&

17、lt;/p><p>　　紅外智能節(jié)電開關(guān)是一種高科技產(chǎn)品，它的性能穩(wěn)定，真正做到了既節(jié)能又環(huán)保，可以說(shuō)是聲光控產(chǎn)品的完美替代產(chǎn)品。它是通過(guò)人體輻射、能自動(dòng)快速開啟各種燈具、防盜報(bào)警器、自動(dòng)門等各種設(shè)備。特別適用于中、高級(jí)賓館、公寓、企事業(yè)單位、商場(chǎng)、過(guò)道、走廊等。觸發(fā)方式為一次觸發(fā)及連續(xù)觸發(fā)。</p><p>　　測(cè)到人體紅外光譜的變化，自動(dòng)接通負(fù)載，人不離開感應(yīng)范圍，將持續(xù)接通；人離開后，延

18、時(shí)自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能，更顯示出人性化關(guān)懷。紅外智能節(jié)電開關(guān)由于觸發(fā)的時(shí)候不需要人發(fā)出任何聲音，而是人走過(guò)時(shí)身體向外界散發(fā)紅外熱量最終控制燈具的開啟，當(dāng)人離開后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)，自動(dòng)熄滅。因?yàn)椴煌诼暪饪責(zé)?，不需要聲音和開關(guān)控制，從而避免了聲控噪音的侵?jǐn)_，同時(shí)因?yàn)樗歉袘?yīng)人體熱量控制開關(guān)，所以避免了無(wú)效電能的損耗，達(dá)到節(jié)能效果。</p><p>　　現(xiàn)在的公共場(chǎng)所照明（比如公共

19、走廊及樓梯間）應(yīng)用最多的還是幾年前出現(xiàn)的聲光控延時(shí)燈具和開關(guān)。這種燈具和開關(guān)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了人來(lái)燈亮，人走燈滅，已成為公共場(chǎng)所照明開關(guān)的主流產(chǎn)品。當(dāng)然，這種產(chǎn)品在某種程度上說(shuō)確實(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的，但同時(shí)也給人們的生存環(huán)境造成了一定的破壞。由于產(chǎn)品本身性能的限制，這種聲光控?zé)艟吆烷_關(guān)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)需要（超過(guò)60分貝）聲音的配合，這就給大眾需要的安靜環(huán)境造成一定的噪聲污染。 隨著社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視，這種聲光控?zé)艟吆烷_關(guān)已慢慢不能

20、滿足人們的需要，這就要求更加節(jié)能和環(huán)保的自動(dòng)照明控制產(chǎn)品的出現(xiàn)，以滿足人們對(duì)高質(zhì)量生活的需求。 紅外智能節(jié)電開關(guān)是以成熟的紅外感應(yīng)技術(shù)為平臺(tái)，加入更多的高新技術(shù)元素而形成的一種具有廣闊市場(chǎng)前景的高科技產(chǎn)品，它的出現(xiàn)彌補(bǔ)了聲光控技術(shù)的缺陷，它的自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)不需要聲音和其他會(huì)給環(huán)境造成影響的條件的配合，而是人走過(guò)時(shí)身體向外界散發(fā)紅外熱量最終實(shí)現(xiàn)它的自動(dòng)控制功能。 同時(shí)，由于它融入了更多更先進(jìn)的高科技元素，更節(jié)能，更環(huán)保。</p>

21、;<p><b>　　3.6技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1、適用電壓：AC180V-250V(50/65Hz)</p><p>　　2、負(fù)載特性：全兼容 負(fù)載功率：25W-200W</p><p>　　3、感應(yīng)范圍：120&ordm;圓錐角 5－6m以內(nèi)</p><p>　　4、照明控制：

22、>250LUX自動(dòng)熄滅 <120LUX自動(dòng)開啟（室內(nèi)有人）</p><p>　　5、關(guān)閉延時(shí)：9 min+30s</p><p>　　6、接法：三線串接型</p><p>　　7、自身功耗:小于10MW</p><p>　　8、工作溫度：-20℃－+50℃ 紅外智能節(jié)電開關(guān)利用人體紅外線感應(yīng)原理，采用先進(jìn)的集成電路和精密電子元件多

23、重組合而成。</p><p><b>　　3.7顯著特點(diǎn)</b></p><p>　　1、采用先進(jìn)成熟的集成電路高倍節(jié)能，年耗電僅2～3度</p><p><b>　　添加圖冊(cè)．</b></p><p>　　2、利用人體紅外線感應(yīng)原理，輔之高精密傳感器，無(wú)需聲音和開關(guān)控制，人來(lái)燈亮，人走燈滅，白天不

24、亮，晚上亮（由于白天光線強(qiáng)，感應(yīng)器自動(dòng)關(guān)閉），從而有力保證了樓宇內(nèi)生活空間的安靜．</p><p>　　3、精密的電子元件多重組合，避免了燈具在觸發(fā)的瞬間產(chǎn)生的強(qiáng)電流（聲光控?zé)魰?huì)在觸發(fā)的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)電流），這大大延長(zhǎng)了普通燈泡的使用壽命（5倍以上），產(chǎn)品壽命可達(dá)8年以上，避免了長(zhǎng)期更換燈泡之苦，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。</p><p><b>　　3.8安裝方式</b>

25、</p><p>　　紅外智能節(jié)電開關(guān)根據(jù)各種安裝環(huán)境的需要，設(shè)計(jì)了兩種能滿足多種環(huán)境條件的安裝方式：</p><p>　　1、墻壁嵌入式紅外智能感應(yīng)燈的感應(yīng)角度可達(dá)120度，克服了樓道的死角問(wèn)題，即使走在樓道拐角處，感應(yīng)燈也能正常工作。</p><p>　　2、吸頂式紅外智能感應(yīng)燈以其高靈敏度、廣角度等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于樓道、走廊、衛(wèi)生間、陽(yáng)臺(tái)等處，其外觀精美，

26、可與多款豪華燈具配套使用，既解決了聲控?zé)艏笆謩?dòng)開關(guān)燈的噪音影響和不便，又能取得極好的裝飾效果。</p><p><b>　　3.9特點(diǎn)</b></p><p>　　焦電型紅外線探頭的優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是：</p><p>　　1、容易受各種熱源、光源干擾</p><p>

27、　　2、被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。</p><p>　　3、易受射頻輻射的干擾。</p><p>　　4、環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。</p><p><b>　　3.10安裝要求</b></p><p>　　紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其

28、誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系.。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　1、紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面2～2.2米。</p><p>　　2、紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào)，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。</p><p>　　3、紅外線熱釋電傳感器和被探測(cè)的人體之間不得間隔家具、大型盆景、玻璃、窗簾等其他物體。</p><p&g

29、t;　　4、紅外線熱釋電傳感器不能直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。</p><p><b>　　3.11按技術(shù)分</b></p><p>　　超聲波傳感器 - 溫度傳感器 - 濕度傳感器 - 氣體傳感器 - 氣體報(bào)警器 - 壓力傳感器 -加速度傳感器 -紫外線傳感器 -磁敏傳

30、感器 -磁阻傳感器 - 圖像傳感器 - 電量傳感器 -位移傳感器</p><p>　　壓力傳感器 - 溫濕度傳感器 - 溫度傳感器 - 流量傳感器 - 液位傳感器 - 超聲波傳感器 - 浸水傳感器 - 照度傳感器 - 差壓變送器 - 加速度傳感器 - 位移傳感器 - 稱重傳感器</p><p><b>　　3.12系統(tǒng)分類</b></p><p&g

31、t;<b>　　1. 傾角感應(yīng)器</b></p><p>　　傾角感應(yīng)器在軍事、航天航空、工業(yè)自動(dòng)化、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車、消費(fèi)電子、海洋船舶等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。輝格公司為國(guó)內(nèi)用戶提供全球最全面、最專業(yè)的產(chǎn)品方案和服務(wù)。提供超過(guò)500種規(guī)格的伺服型、電解質(zhì)型、電容型、電感型、光纖型等原理的傾角感應(yīng)器。</p><p>　　2加速度感應(yīng)器(線和角加速度)</p>

32、;<p>　　分低頻高精度力平衡伺服型、低頻低成本熱對(duì)流型和中高頻電容式加速度位移感應(yīng)器?？傤l響范圍從DC至3000Hz。應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車運(yùn)動(dòng)控制、汽車測(cè)試、家電、游戲產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、GPS、PDA、手機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)、建筑儀器以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。</p><p><b>　　3紅外溫度感應(yīng)器</b></p><p>　　廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、油煙

33、機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、烤面包機(jī)、電磁爐、炒鍋、暖風(fēng)機(jī)等)、醫(yī)用/家用體溫計(jì)、建筑業(yè)、辦公自動(dòng)化、便攜式非接觸紅外溫度感應(yīng)器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量?jī)x器以及電力自動(dòng)化等。不僅能提供感應(yīng)器、模塊或完整的測(cè)溫儀器，還能根據(jù)用戶需要提供包括光學(xué)透鏡、ASIC、算法等一攬子解決方案。</p><p><b>　　4聲音傳感器</b></p><p><b>　　4.1概述</b

34、></p><p>　　DFRduino Player V2.0語(yǔ)音播放模塊的設(shè)計(jì)初衷是為了讓您的機(jī)器人會(huì)說(shuō)話。如果機(jī)器人能與人進(jìn)行簡(jiǎn)單的交流的話，那么機(jī)器人就會(huì)顯的更加智能，同時(shí)也增加了不少可玩性。</p><p>　　模塊具有立體聲輸出，可與有源音箱連接；2路功放輸出，每路最大3W，可直接接喇叭；支持TTL串口模式，方便與各種Arduino、單片機(jī)以及電腦連接。</p>

35、;<p>　　通過(guò)一個(gè)ATMEGA168芯片進(jìn)行處理，盡量不占用Arduino或其他控制器上的資源，只需要將語(yǔ)音文件放置在SD卡中，Arduino或其他控制器通過(guò)通訊發(fā)送文件名信息即可播放相應(yīng)的語(yǔ)音文件。</p><p>　　新版本還提供一個(gè)播放完畢提示端口，當(dāng)播放忘一首歌曲后，OUT 會(huì)輸出一個(gè)高電平。</p><p>　　DFRduino Player V2.0還兼容.n

36、et gadgeteer標(biāo)準(zhǔn)接口。</p><p><b>　　4.2性能描述</b></p><p>　　電壓：+5V；工作電流：大于200mA（帶負(fù)載時(shí)） ；功放輸出功率：路最大3W，可直接接喇叭； 接口：TTL串口； 支持格式：.WAV、.MP3、.MIDI 這三種文件格式； 串口通信波特率：19200bps，格式； N 18.模塊尺寸：52 X 37mm9.模

37、塊重量：30g</p><p><b>　　4.3引腳定義</b></p><p>　　1.+5V 供電負(fù)，需要準(zhǔn)備500ma電源，因?yàn)楣Ψ湃绻笠袅勘容^耗電。</p><p>　　2.GND 供電正。</p><p>　　3.RX 模塊串口數(shù)據(jù)接收端。</p><p>　　4.TX 模塊串口數(shù)據(jù)

38、發(fā)送端。</p><p>　　5.OUT 語(yǔ)音結(jié)束中斷輸出，當(dāng)語(yǔ)音結(jié)束輸出一個(gè)1毫秒低電平。</p><p><b>　　4.4模塊通信協(xié)議</b></p><p>　　串口模式，波特率19200bps，格式8N1。</p><p>　　通訊指令使用字符串形式，\r\n表示回車換行符。</p><p&

39、gt;　　使用串口模式時(shí)，才會(huì)有返回值，返回值為字符串形式；I2C模式無(wú)返回值。</p><p><b>　　4.5模塊的使用</b></p><p>　　先將SD卡格式化為FAT格式，然后新建一個(gè)sound文件夾，音頻文件放在sound文件夾內(nèi)。</p><p>　　在使用模塊時(shí)，要保證電源電壓為5V，電流最好大于1000毫安，如果電流不夠需

40、需要將音量調(diào)小或者使用單個(gè)喇叭播放。</p><p>　　模塊上的指示燈功能：等待初始化成功后將長(zhǎng)亮，如果SD卡未插好或SD是壞的，指示燈將一直閃爍，同時(shí)串口會(huì)輸出 Plese check micro SD card\r\n。</p><p><b>　　4.6串口通信實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　將語(yǔ)音播放器模塊上的+5V、GND、RX、

41、TX分別換到Arduino xbee傳感器擴(kuò)展板的5V、GND、TX、RX上，如圖：</p><p>　　將按鈕模塊接到Arduino xbee傳感器擴(kuò)展板的數(shù)字口3上。待連線完畢后，給Arduino通電，建議使用外部供電。將下列程序編譯后下載到Arduino中。</p><p>　　4.7 arduino的測(cè)試代碼</p><p>　　//////////////

42、///////////////////////////////////////////////////////////////////</p><p>　　//將音頻文件放在根目錄下的sound文件夾 (sound)，支持.WAV、.MP3、.MIDI 這三種文件格式</p><p>　　//電壓 5V，電流保證有1000毫安，如果電流不夠需要將音量調(diào)小或者使用單個(gè)喇叭</p>

43、<p><b>　　//指示燈的功能：</b></p><p>　　// 等待初始化成功后將長(zhǎng)亮，如果SD卡未插好將一直閃爍同時(shí)</p><p>　　// 如果是串口模塊將輸出 Plese check micro SD card\r\n</p><p>　　/////////

44、//////////////串口通信方式/////////////////////////////////////////////</p><p>　　// 播放音頻：語(yǔ)音文件名稱\r\n 播放相應(yīng)名稱的歌曲，如果找到歌曲播放正確將返回 Play ok\r\n</p><p>　　// 如果失敗返回 Not found\r\n; 如果播放完畢返回 over\r\n(\r\n表示回車換行)&

45、lt;/p><p>　　// 語(yǔ)音文件名稱不超過(guò)8個(gè)英文字母，4個(gè)中文。</p><p>　　// 暫停播放\\:p\r\n 成功返回pause\r\n</p><p>　　// 繼續(xù)播放\\:s\r\n 成功返回start\r\n</p><p>　　// 播放下一首\\:n\r\n 成功返回next\r\n，失敗返回 false\r

46、\n</p><p>　　// 播放上一首\\:u\r\n 成功返回key up\r\n</p><p>　　// 音量設(shè)置\\:v 255\r\n，設(shè)置音量大小 數(shù)字 0-255 數(shù)字越大音量越大,成功返回Play end\r\n</p><p>　　////////////////////////////////////////////////////////

47、/////////////////////////</p><p><b>　　//串口接線方式</b></p><p>　　//Arduino MP3</p><p>　　//TX RX</p><p>　　//RX TX</p><p>　　//5V

48、 +5V</p><p>　　//GND GND</p><p>　　int button = 3;//按鈕接數(shù)字口3</p><p>　　void setup()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　pinMode(button, INPUT);

49、 </p><p>　　Serial.begin(19200);</p><p>　　delay(2000);//等待2秒鐘播放器初始化完成</p><p>　　Serial.println("\\:v 250"); // 音量設(shè)置最大 數(shù)字 0-255 數(shù)字越大音量越大</p><p>　　delay(50)

50、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//按按鍵播放下一首</p><p>　　void loop()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(digitalRead(button)==LOW)</p><

51、;p><b>　　{</b></p><p>　　delay(50);</p><p>　　if(digitalRead(button)==LOW)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Serial.println("\\:n"); // 播放下一

52、首</p><p>　　Serial.println("OK");</p><p>　　} </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　5 Arduino 概念<

53、;/p><p><b>　　5.1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　Arduino 是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái)，包含硬件（各種型號(hào)的arduino板）和軟件（arduino IDE)。它適用于藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、愛好者和對(duì)于“互動(dòng)”有興趣的朋友們。</p><p>　　Arduino，是一個(gè)基于開放原始碼的軟硬體平臺(tái)，構(gòu)建于開放原始碼s

54、imple I/O介面版，并且具有使用類似Java，C語(yǔ)言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　Arduino能通過(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境，通過(guò)控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來(lái)反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過(guò)Arduino的編程語(yǔ)言來(lái)編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，燒錄進(jìn)微控制器。對(duì)Arduino的編程是利用 Arduino編程語(yǔ)言 (基于 Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境

55、(based on Processing)來(lái)實(shí)現(xiàn)</p><p>　　的。基于Arduino的項(xiàng)目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件，他們之間進(jìn)行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　你可以自己動(dòng)手制作，也可以購(gòu)買成品套裝;Arduino所使用到的軟件都可以免費(fèi)下載. 硬件參考設(shè)計(jì) (C

56、AD 文件)也是遵循availableopen-source協(xié)議, 你可以非常自由地 根據(jù)你自己的要求去修改他們.</p><p>　　Arduino可以使用開發(fā)完成的電子元件例如Switch或sensors或其他控制器、LED、步進(jìn)馬達(dá)或其他輸出裝置。Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)作成為一個(gè)可以跟軟件溝通的接口，例如說(shuō)：flash、processing、Max/MSP、VVVV或其他互動(dòng)軟件…。Arduino開發(fā)I

57、DE接口基于開放源代碼原，可以讓您免費(fèi)下載使用開發(fā)出更多令人驚艷的互動(dòng)作品。</p><p><b>　　5.2 特色</b></p><p>　　1、開放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)，程序開發(fā)接口免費(fèi)下載，也可依需求自己修改。</p><p>　　2、使用低價(jià)格的微處理控制器(AVR系列控制器)，可以采用USB接口供電，不需外接電源，也可以使用外部9V

58、DC輸入。</p><p>　　3、Arduino支持ISP在線燒，可以將新的“bootloader”固件燒入AVR芯片。有了bootloader之后，可以通過(guò)串口或者USB to Rs232線更新固件。</p><p>　　4、可依據(jù)官方提供的Eagle格式PCB和SCH電路圖簡(jiǎn)化Arduino模組，完成獨(dú)立運(yùn)作的微處理控制；可簡(jiǎn)單地與傳感器，各式各樣的電子元件連接(例如：紅外線,超音波

59、,熱敏電阻,光敏電阻,伺服馬達(dá),…等)</p><p>　　5、支持多種互動(dòng)程序，如：Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等。</p><p>　　6、應(yīng)用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠標(biāo)、鍵盤、CCD等輸入的裝置的互動(dòng)內(nèi)容，可以更簡(jiǎn)單地達(dá)成單人或多人游戲互動(dòng)。</p><p><b>　　5.3 功能<

60、/b></p><p>　　讓您可以快速使用Arduino與Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider等軟件結(jié)合，作出互動(dòng)作品。 Arduino可以使用現(xiàn)有的電子元件例如開關(guān)或者傳感器或者其他控制器件、LED、步進(jìn)馬達(dá)或其他輸出裝置。 Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)行，并與軟件進(jìn)行交互，例如： Macromedia Flash,

61、 Processing, Max/MSP, Pure Data, VVVV或其他互動(dòng)軟件…。 Arduino的IDE界面基于開放源代碼，可以讓您免費(fèi)下載使用，開發(fā)出更多令人驚艷的互動(dòng)作品。</p><p>　　基于知識(shí)共享開放原始碼的電路圖設(shè)計(jì)；基于知識(shí)共享開放原始碼的程式開發(fā)環(huán)境；免費(fèi)下載，也可依需求自己修改!!遵照姓名標(biāo)示。您必須按照作者或授權(quán)人所指定的方式，表彰其姓名；依相同方式分享，若您改變、轉(zhuǎn)變著作，當(dāng)

62、散布該衍生著作時(shí)，您需采用與本著作相同或類似的授權(quán)條款；Arduino可使用ICSP線上燒入器，將「bootloader」燒入新的IC晶片；可依據(jù)官方電路圖，簡(jiǎn)化Arduino模組，完成獨(dú)立運(yùn)作的微處理控制；可簡(jiǎn)單地與傳感器，各式各樣的電子元件連接（例如：紅外線，超聲波，熱敏電阻，光敏電阻，伺服馬達(dá)等）；支援多樣的互動(dòng)程序例如: Macromedia Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等；使用低價(jià)格的微

63、處理控制器(ATMEGA 8-168)；USB接口，不需外接電源。另外有提供9V直流電源輸入；應(yīng)用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠標(biāo)，鍵盤，CCD等輸入的裝置進(jìn)行互動(dòng)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，可以更簡(jiǎn)單地達(dá)成單人或多人游戲互動(dòng)。</p><p><b>　　5.4發(fā)展歷史</b></p><p>　　據(jù)說(shuō)Massimo Banzi之前是意大利Ivrea一家高科技設(shè)計(jì)學(xué)校

64、的老師。他的學(xué)生們經(jīng)常抱怨找不到便宜好用的微控制器。 2005年冬天， Massimo Banzi跟David Cuartielles討論了這個(gè)問(wèn)題。 David Cuartielles是一個(gè)西班牙籍晶片工程師，當(dāng)時(shí)在這所學(xué)校做訪問(wèn)學(xué)者。兩人決定設(shè)計(jì)自己的電路板，并引入了Banzi的學(xué)生David Mellis為電路板設(shè)計(jì)編程語(yǔ)言。兩天以后，David Mellis就寫出了程式碼。又過(guò)了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Ardui

65、no。幾乎任何人，即使不懂電腦編程，也能用Arduino做出 很酷的東西，比如對(duì)感測(cè)器作出回應(yīng)，閃爍燈光，還能控制馬達(dá)。隨后Banzi，Cuartielles，和Mellis把設(shè)計(jì)圖放到了網(wǎng)上。保持設(shè)計(jì)的開 放源碼理念，因?yàn)榘鏅?quán)法可以監(jiān)管開源軟體，卻很難用在硬體上，他們決定采用Creative Commons許可。 Creative Commons（CC）是為保護(hù)開放版權(quán)行為而出現(xiàn)的類似GPL的一種許可（license）。在Creati

66、ve Commons許可下，任何人都被允許生產(chǎn)電路</p><p><b>　　5.5評(píng)價(jià)</b></p><p>　　自從讀過(guò)關(guān)于Arduino的書籍后，我徹底地愛上Arduino了！它的自由性，互交性以及它的易用性深深的吸引了我。</p><p>　　它沒(méi)有復(fù)雜的單片機(jī)底層代碼，沒(méi)有難懂的匯編，只是簡(jiǎn)單而實(shí)用的函數(shù)。它必將引領(lǐng)一個(gè)新的時(shí)代！

67、</p><p>　　Arduino，豐富的接口，簡(jiǎn)便的編程環(huán)境，極大的自由度，可拓展性能非常高！標(biāo)準(zhǔn)化的接口模式為它的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　6 調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　在機(jī)械手安裝好以后，我們就得考慮電源、電路板及MP3安放，經(jīng)過(guò)我們思考以后。我們覺(jué)得可以把所有的輔助設(shè)備采用架空的方式安裝即可

68、。可是輔助設(shè)備較多，經(jīng)過(guò)我們反復(fù)思考，我們想到了在機(jī)械手上方加一個(gè)盒子，把電源和其它的輔助設(shè)備放在上面。這樣既可把所有的輔助材料放在上面，有能讓人覺(jué)得美觀、有創(chuàng)意。</p><p>　　調(diào)試過(guò)程是艱辛的，我們?cè)诎迅飨到y(tǒng)制作出來(lái)以后，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)周的調(diào)試，我們成功的制作成了簡(jiǎn)易智能機(jī)器人，這次的調(diào)試過(guò)程可以說(shuō)比我們制作過(guò)程還要困難。我們修改了多次程序，但是都沒(méi)有一點(diǎn)成功的跡象，這些困難沒(méi)有難到我們，經(jīng)過(guò)我們反復(fù)修改程

69、序和電路板，分項(xiàng)程序在演示扳上可以使用，可在系統(tǒng)中由于干擾，程序執(zhí)行起來(lái)經(jīng)常錯(cuò)亂，系統(tǒng)根本就無(wú)法正常運(yùn)行后來(lái)經(jīng)過(guò)我們的努力，我們終于成功了。</p><p><b>　　7 特點(diǎn)與價(jià)值</b></p><p>　　本系統(tǒng)在思路上有很大的創(chuàng)新。有以下幾個(gè)特點(diǎn)：我們所制作的機(jī)器人其整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及組裝都是完全由我們自己開動(dòng)腦筋想出來(lái)的，在制作的過(guò)程當(dāng)中，我們遇到了許多問(wèn)題，

70、特別是干擾和小車不能進(jìn)行直運(yùn)行以及小車的負(fù)載問(wèn)題，我們想了很多解決問(wèn)題的辦法，在我們的努力下，最終大多數(shù)問(wèn)題得到了解決。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力有了較大的提高，同時(shí)也煅練了我們團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，這是很重要的。由于控制核心采用單片機(jī)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是很有意義的，在設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，使我們對(duì)單片機(jī)的原理，有了更進(jìn)一步的理解和鞏固，也使我們對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用水平有更進(jìn)一步的提高，所以

71、此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是對(duì)我們四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的綜合，單從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，意義是非常大的。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　我的畢業(yè)設(shè)計(jì)目標(biāo)非常明確：迎賓機(jī)器人不僅可以完成迎賓接待的任務(wù)，還是一個(gè)優(yōu)秀的解說(shuō)員，企業(yè)形象的宣傳大使，還是一個(gè)很好的科學(xué)研究移動(dòng)平臺(tái)。它集中了傳感器技術(shù)，機(jī)械工程，電子工程，計(jì)算機(jī)工程，自動(dòng)化控制工程以及人工導(dǎo)購(gòu)等多

72、學(xué)科的研究成果，是典型的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，隨著迎賓機(jī)器人性能不斷地完善，迎賓機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，在娛樂(lè)，科學(xué)研究，服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)研究的是一款簡(jiǎn)易導(dǎo)購(gòu)迎賓服務(wù)機(jī)器人,可實(shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)來(lái)賓到來(lái)，機(jī)器人通過(guò)紅外線感應(yīng)器感應(yīng)到來(lái)賓的到來(lái)，將信息發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)控制語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出聲音：“您好，歡迎光臨！”，頭部通過(guò)LED點(diǎn)陣顯示微笑表情。機(jī)器人可借助底部滑輪行走預(yù)先定制軌跡介紹客戶產(chǎn)品。當(dāng)貴賓離開時(shí)，紅外線感應(yīng)器感應(yīng)

73、到貴賓離開，單片機(jī)控制舵機(jī)，機(jī)器人顯示歡送表情，并通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出：“謝謝光臨!”在老師的指導(dǎo)下、同學(xué)們的幫助下，加上自身的鉆研和努力，完成了廣告作品的設(shè)計(jì)、圖片的灰度化處理和作品的實(shí)物雕刻。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中。產(chǎn)品制造也由最初的試驗(yàn)到現(xiàn)在的自己設(shè)計(jì)作品、雕刻作品。通過(guò)閱讀相關(guān)書籍，我對(duì)產(chǎn)品廣告的發(fā)布、制造工藝等工作流程有了初步的了解。但</p><p>　　在這整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，如圖片的修改、圖片格式的轉(zhuǎn)換、

74、圖片的縮小和放大、圖片顏色模式的轉(zhuǎn)換、新圖片的創(chuàng)建等，同時(shí)，我還掌握了CAXA雕刻與NUT－2雕刻機(jī)的操作，并制作出大量的產(chǎn)品?；谶@些產(chǎn)品，我進(jìn)行比較分析，總結(jié)出最佳工藝參數(shù)。通過(guò)分析與研究，我對(duì)CAD／CAM技術(shù)有了更深的認(rèn)識(shí)。這一切是在純理論學(xué)習(xí)中學(xué)不到的。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我一邊學(xué)習(xí)，一邊進(jìn)行實(shí)際操作，力求完善。目前作品廣告已經(jīng)印刷出來(lái)，效果良好，雕刻的實(shí)物效果也很理想。</p><p>　　由于時(shí)

75、間及水平的原因，在此次設(shè)計(jì)中，一定存在一些錯(cuò)誤和不足。例如我對(duì)相關(guān)軟件的掌握還不夠深入，對(duì)于自己提出的問(wèn)題也沒(méi)有能夠解決，效率也有待提高，這些都是難以避免的。但這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)Photoshop這個(gè)非常使用的軟件有了大體的了解，有了一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，積累了一些工作方法和思路，我想這也是我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的最根本的目的。</p><p>　　另外，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我總結(jié)出一個(gè)心得：圖片上面是美麗的，可雕刻的實(shí)物

76、與圖片卻有差距。要想他們一樣的美麗，只有努力地追求，用心去雕刻。雕刻如此，生活亦如此。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，但我相信它更是一個(gè)開始。它使我獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為我以后的工作、學(xué)習(xí)打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我將帶著它走向今后的學(xué)習(xí)和工作崗位，追逐自己的理想和夢(mèng)想，實(shí)現(xiàn)我的人生目標(biāo)和價(jià)值。 </p><p><b>　　致 謝</b></p>&

77、lt;p>　　在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人始終得到了指導(dǎo)老師許軍導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許多自己不清楚的問(wèn)題，而經(jīng)過(guò)自己的努力仍不能獲得答案的情況下，許軍老師給予了我很大的幫助和指導(dǎo)，使我很快明確了問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，理清了思路。在設(shè)計(jì)和論文編寫期間，陳遼軍教授給我提供了很多思路，他的一絲不茍、刻苦鉆研的精神給我留下了深刻的印象。我衷心地感謝許軍，因?yàn)樗麑?duì)學(xué)生的嚴(yán)格要求，使學(xué)生懂得一絲不茍、刻苦鉆研、獨(dú)立自主的意義。最后感謝機(jī)

78、械工程系領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)在我學(xué)習(xí)期間給予的關(guān)心、支持和幫助！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周波,伍小豐.語(yǔ)音智能玩具小車的設(shè)計(jì)[J].內(nèi)江科技.2010(02) </p><p>　　[2] 李可永,鄒吉祥.基于SPCE061A機(jī)器人假肢語(yǔ)音識(shí)別控制系統(tǒng)[J].</p><p&g

79、t;　　科技信息.2010(28) </p><p>　　[3] 王永瑞,史慧革,周亮杰,曹貴州,王東署.科技信息.2010(13) </p><p>　　[4] 韓仲志,黃漢明,葉洪濤,匡貴娟.多通道同步信號(hào)采集與盲源分離研究 [J]. 廣西物理.2007(04) </p><p>　　[5] 王銳,李灝,齊海鵬.語(yǔ)音遙控系統(tǒng)中VQ算法的研究[J].科技信息(學(xué)術(shù)

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