智能迎宾机器人控制系统

我们设计了 STC 12C 5A 60S 2单片机控制系统包括：电源 电路、晶振电路、复位电路、串口电路和单片机。

该系统在本 设计中起着核心的控制作用，它把检测模块、人脸表情显示模
块、语音播放模块、关节执行模块紧密的联系在一起，并进行 控制。

2.2检测模块
系统设置有热释红外产检测功能，其主要实现功能是检 测出人员的进出行为给出相应的动作和语音。

当检测到人员 进门时，机器人做出弯腰欢迎的动作并播报“欢迎光临”,当检 测到人员出门时，机器人做出弯腰送别的动作并同时播报“谢 谢惠顾”。

所用为H C -SR 501热释电红外线传感器,H R -SR 501 是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口 L H I 778探头设计，灵敏度髙，可靠性强，超低电压工作模式,如 图1所示HC -S R 501工作基本原理图：
图1 H C -SR 501工作基本原理图
2.3显示模块
为了使智能迎宾机器人的面部表情更加丰富，本设计采 用MAX 7219(4*4)点阵屏，如图3,通过级联使机器人显示预 设的面部表情，MAX 7219是一种集成化的串行输緣出共阴 极显示驱动器，它连接微处理器，与8位数字的7段数字LED 显示，也可以连接条线图显示器或者64个独立的LED 。

其上 包括一个片上的B 型BCD 编码器、多路扫插回路，段字驱动 器，而且还有一个8*8的静态RAM 用来存储每一个数据。

只 有一个外部寄存器用来设置各个LED 的段电流• MAX 7221 与SPr ^Q S P I ™以及MICROWKE 相兼容，同时它有限制回 转电流的段驱动来减少EM I (电磁干扰)。

一个方便的四线串行接口可以联接所有通用的微处理器。

每个数据可以寻址在更新时不需要改写所有的显示。

M AX 7219/
M AX 7221同样允许用户_-^_选择编码或者不编码。

整个设备包含一个150#的低功耗关闭模式，模拟和数字
〇引言
随着社会的不断进步，人们生活水平日益提高，机器人领 域技术的快速发展,一些大型饭店、宾馆等企业，为了吸引消 费者的眼球，降低人力成本以及防止因为迎宾人员的长期从 事单调机械的工作，造成对工作的热情度降低这类情况的发 生:现在一些大型饭店、宾馆等企业都在尝试着在其门口安放 —排或两排迎宾机器人欢迎'欢送客人，从而提髙其竞争力。

但目前市面上销售的迎宾机器人电路设计复杂，生产成本高， 为此，本文在实现相同功能的前提下，致力于简化电路、降低 生产成本为课题进行创新、研究，设计了一种智能迎宾机器人 控制系统,其具有人体检测模块、显示模块、语音播放模块，能 够使之完成鞠躬、语音播放等功能，电路结构简单，使用方便。

下面将从以下几个方面进行介绍。

1系统总体设计
智能迎宾机器人控制系统，包括M CU 控制模块、人体检 测模块、人脸表情显示模块、语音播放模块、步进电机驱动模 块以及关节执行模块。

本设计可实现以下功能:当来宾到来时，机器人通过红外 线感应器感应到来宾的到来，将会产生一个脉冲信号发送给 单片机，单片机收到信号后立即控制语音模块播放语音，欢 迎光临！ ”头部通过L E D 点阵显示微笑表情。

此时单片机输 出脉冲信号，控制步进电机旋转一定的角度使机器人通过步 进电机转动头部，转向来宾方向，并抬起手臂、弯腰做出欢迎 手势。

当来宾离开时，红外线感应器感应到贵宾离开，同样会 产生一个脉冲信号给单片机，进而控制步进电机旋转，将头部 转向来宾，机器人显示欢送表情，此时迎宾机器人通过步进电 机将抬起手臂、弯腰做出欢送手势，并通过语音系统发出:“谢 谢惠顾!”
2系统模块设计
2.1控制模块
控制模块主要由STC 12C 5A 60S 2单片机组成，单时钟/机 器周期，工作电压5.5~3.5V 、1280字节RAM ,拥有4个16位 定时器，3个时钟输出口，10位精度ADC ,共8路，转换速度可 达 250K /S 。

8路电压输入型A/D,可做温度检测、电池电压检测、按键
扫描、频谱检测等。

它的速度可以满足本设计的要求,并且具有
■小、质量轻、价誠的特点，故而我们采用STC 12C 5A 60S 2 单片机为本设计的MCU 。

智能迎宾机器人控制系统
王卯卯，陆永耕，张海朝，刘
楠
(上海电机学院，上海201306)
摘要:一种基于MCU (微控制单元)控制的智能迎宾机器人控制系统，包括人体红外检測模块、MCU 控制模块、人脸表情
显示模块、语音播放模块、步进电机驱动模块、关节执行模块。

该系统利用两个热释电红外线传感器，用于检测人员是进 门还是出门；通过
MCU 输
出脉冲，控制相应的电机驱动，使步进电机旋转一定的角度，从而控制各个关节实现其预期的
关节轨迹。

系统设置有语音播报模块，当检测到有人员进门时,迎宾机器人做出弯腰欢迎动作并且语音播放“欢迎光临”， 当检测到有人员出门时，机器人做出弯腰送别的动作并语音播放“感谢惠頋”。

关键词:智能控制;迎宾机器人;红外线传感;语音播报
中图分类号:T P 242 文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2017 )09-0065-02
1剛
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基于AUTOSAR标准的RTM实现
王晶，吴志红，朱元
(同济大学中德学院，上海201804)
摘要:概述了 A U T O S A R标准的产生背景及基本架构；介绍了 V e c t o r M I C R O S A R R T M的原理及基本应用；设 计了两种使用R T M测量操作系统中任务运行时间的方案；在英飞凌T C275单片机上运行从而验证了设计方案 的准确性。

关键词:A U T O S A R;R T M;操作系统
中图分类号:V261 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)09-0066-03
An Implementation of RTM Based on AUTOSAR
A b s tr a c t:T h is p ap er su m m arizes th e b a ck g ro u n d o f th e fou n d ation o f A U T O S A R partn ership and d escrib es A U T O S A R arch i­tectu re.T h e in tro d u ction o f V e c to r M I C R O S A R R T M m o d u le is a lso in clu d e d.T w o sch em es fo r testin g th e ru n tim e o f tasks in an op eratin g system u sin g R T M is p resen ted and p ro v e d to b e e ffe c tiv e o n th e In fin eo n T C275 p la tfo rm.
Keywords:A U T O S A R,R T M,op eratin g system
〇引言
随着汽车工业的发展，消费者对汽车各方面的性能提出 了更高的要求，汽车电子系统软硬件复杂度也不断提高。

国际各大汽车制造商及零部件供应商一直在为制定汽车电子软 件开发标准进行努力。

在这样的背景下，上世纪90年代，欧 洲一些汽车制造商成立了 OSEK/V D X标准，制订了汽车嵌入 式系统中通信栈、操作系统和网络管理等部分内容的规范; 2003年各大整车厂、零部件商成立了 AUTOSAR(AUTomotive O p e n S y s te m A rc h ite c tu re,汽车开放系统架构)联盟，致力于为汽车电子软件开发提供开放的、标准化的软件架构，以缩短软 件开发周期、降低开发成本。

A U T O S A R还为汽车嵌入式软件开发提供了调试、诊断方 面的便利，使得软件工程师可以不借助专门的调试工具，对所 开发软件进行调试。

1AUTOSAR简介
在A U T O S A R中，E C U软件被抽象分为三层：基础软件
亮度控制,一个扫描限制寄存器允许用户显示1~8位数据，还 有一个让所有LED发光的检测模式。

2.4语音播放模块
为了使智能迎宾机器人播放的语音更加亲切、准确，本设 计所采用的是8~20秒单段语音录放电路-ISD1800,采用 CMOS技术，内含振荡器，话筒前置放大，自动增益控制，防混 淆滤波器，扬声器驱动及FLASH阵列。

2.5步进电机驱动角度设计
本设计在智能迎宾机器的各个关节处采用42BYGH4812AA 步进电机，该步进电机是2相4线步进电机，它的定子线圈数(相 数)m是2,转子的齿数z是50,通电方式k(t袖数/相数，“拍 数”是指步进电机旋转一圈，定子绕组的通电状态被切换的次 数。

“相数”是指步进电机每个通电状态下通电的相数),因此步 距角a与定子绕组相数m,转子齿数z,通电方式有以下关系：
m*z*k
门
4le a d s8 '■
RED BUJ
红 苴
图2步进电机接线图
所以通过公式（1)可以计算出该步距角为：1.8°。

同时采
用HST-8325B驱动器，对步进电机进行控制。

因此该步进电
机可以满足此设计的精确控制关节旋转度数的要求，通过单
片机输出不同频率的脉冲信号，控制相应的驱动器从而使步
进电机其旋转一定的角度，进而达到各个关节预期的运行轨 迹。

其接线图如图2所示：
3结语
基于目前智能服务类机器人领域市场来看，该机器人能够
实现最基本的迎宾效果，采用两个热释电红外线传感器检测人
员是进还是出，两个传感器在不同情况下工作，能够使检测更加
精准,而且成本不高。

因此该智能迎宾机器人的生产成本将大
大的降低，为一些小型的宾馆、饭店等企业降低企业成本，提供
了很好的参考价值，故而在现有的市场上具有很强的推广潜力。

参考文献：
[1]郭彤颖,安冬编.机器人学及其智能控制[M].人民邮电出版
社,2014,8.
[2]陈万米.机器人控制技术[M].机械工业出版社,2017,2.
[3]熊有伦.机器人技术基础[M].华中科技大学出版社,
2011,01.
基金项目：上海市大学生科技创新课题(编号:A l-5701-16-011-
03-15)。

作者简介:王卯卯（1996-),男，宁夏省石嘴山市，研究方向:新
能源科学与工程专业。

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