[发明专利]一种基于STM32的家用监控机器人控制系统

摘要

本发明公开了一种基于STM32的家用监控机器人的控制系统，由上位机、STM32控制器、传感器模块、无线通信模块、电机控制模块、电源模块组成。上位机用于下发运动指令并接收和显示机器人的状态信息；STM32控制器用于接收上位机下发的运动与通信指令，并根据指令实现通讯接口、脉冲输出、I/O状态管理、信息采集与处理；传感器模块用于实时监控房间内的温湿度、瓦斯浓度、烟雾浓度，同时光电传感器、超声波传感器用作于机器人避障；无线通信模块用于STM32控制器与上位机的通信；电机控制模块用于控制机器人驱动电机与摄像头云台舵机的运动控制；电源模块用于为各模块提供电源。

主权项

一种基于STM32的家用监控机器人控制系统，其特征在于，该控制系统包括上位机、STM32控制器、传感器模块、无线通信模块、电机控制模块、电源模块和语音模块，其中所述上位机与STM32控制器之间通过无线通信模块进行通信，所述上位机用于向所述STM32控制器下发控制程序及相关数据，同时接收并显示所述STM32控制器上传的机器人状态信息和传感器数据；所述传感器模块安装于家用监控机器人上，用于实时监控房间内的环境数据；所述电机控制模块用于控制家用监控机器人的驱动电机，以及控制家用监控机器人身上的监控摄像头云台舵机，所述电机控制模块接收STM32控制器发出的控制信号，根据该控制信号，控制所述驱动电机与云台舵机，从而实现家用监控机器人的行走、转向动作，以及改变监控摄像头的方向；所述摄像头可进行实时拍摄，拍摄图像通过无线通信模块上传到上位机；所述STM32控制器安装于家用监控机器人中，其通过执行所述控制程序，实现对家用监控机器人的控制，其工作方式为“顺序扫描、不断循环”，即：将工作时间划分为不断循环的扫描周期，每个扫描周期分为三个顺序的阶段：输入采样、程序执行、输出刷新；在输入采样阶段，STM32控制器扫描传感器模块，采集传感器模块中各传感器的状态及数据，作为输入数据存入寄存器中；在程序执行阶段，STM32控制器扫描控制程序的每条指令，根据指令规定的内容，对寄存器中的相应输入数据进行逻辑运算，将运算结果存入其内部的输出寄存器中；在输出刷新阶段，STM32控制器根据输出寄存器的运算结果产生控制信号发送给电机控制模块和语音模块，并将运算结果和各个传感器的状态发送给上位机；当输入采样阶段完成时，STM32控制器关闭输入端口，进入程序执行阶段，此时即使输入端口有新状态，新状态也不能输入，只有进行下一次扫描周期时，新状态才被读入；所述电源模块安装于所述家用监控机器人上，用于给机器人身上的各模块供电；所述语音模块安装于所述家用监控机器人上，接收所述STM32控制器的控制信号，以发出声音；所述控制系统还包括互联模块，通过该互联模块，不同控制系统的STM32控制器之间可以进行无线通信；当发生非自家的异常状况时，所述STM32控制器通过互联模块发送协调工作指令，接收到协调工作指令的其他家用监控机器人的STM32控制器根据该指令内容进行检查；当所述STM32控制器发现危险状态时，其通过互联模块发送报警信息，接收到报警信息的其他家用监控机器人的STM32控制器向各自家庭发出报警，接收到报警信息的其他家用监控机器人再将该报警信息发送给附近的家用监控机器人。