迎賓機器人設計方案比較

李彥萍 郭思豫 李嘉望 宋奎

摘 要：本次課程設計要求掌握相關的模電、數電知識及各種常用芯片和器件，設計迎賓機器人電路。用于實時顯示店內人數和總訪問人數。該課程設計包含五個模塊。電源模塊：為電路部分提供+5V直流穩壓電源。加減人數模塊：顯示進出人數。紅外檢測模塊：接收信號將脈沖信號給判斷單元。判斷單元模塊：使JK觸發器觸發，控制電平信號變化。清零模塊：按下開關后數字置零。最終實現實時監控人數的功能。

關鍵詞：紅外檢測;加減法計數;判斷;Protues。

1前言

近些年來，機器人行業發展迅速，機器人被廣泛應用于各個領域尤其是工業領域，不難看出其巨大潛力?，F在機器人逐漸的走進了人們的生活，可以在很多領域代替人們從事工作，有的可以打掃衛生、陪伴孩子和家人、有的送餐迎賓等等多種多樣的，而我們本次課程設計設計的是迎賓機器人。競爭日益激烈，各行各業為提高競爭力，紛紛推出了各種新奇的事物來吸引消費者。機器人與智能裝備產業是高度集成微電子、通信、計算機、人工智能、控制和圖像處理等學科最新科研和產業成果的前沿高新技術產業，機器人技術是一種是以自動化技術和計算機技術為主體、有機融合各種現代信息技術的系統集成和應用。經過半個多世紀的發展，機器人技術在工業生產領域得到了廣泛的應用，極大地提升了生產品質并成功解放了勞動力資源。作為高技術領域中重要的前沿技術之一，機器技術具有前瞻性、先導性的特點，對經濟社會的發展有著十分重要的作用。目前，相關領域的技術突破，從根本上為提升機器人技術的學術研究提供了必要的支持，為機器人的應用范圍拓寬了道路，已涵蓋國防、航空航天、工業生產、服務、老人康復、教育甚至普通家庭生活，一一場新的機器人技術研究高潮和發展契機業已到來。

像婚禮，禮堂等場所其門口都站有一排或兩排迎賓小姐，這種迎賓方式不但耗費了大量的物力資源，而且由于現在人力成本的不斷增加這樣就大大增加了企業的生產成本，此外還會由于服務人員長時間的從事單調重復的工作，造成對工作的熱情銳減，反而影響服務質量，而我們小組設計一套自動迎賓機器人裝置就是在這一現象下的創造。

目前，國外生產的電子自動報警器和迎賓器大多數采用的是新日本無線電公司生產的集成紅外接收器，國內采用的紅外線接收解調專用集成電路，這種電路接收比較準確可靠，是未來發展研究的方向。紅外線控制電子禮儀語音器代替迎賓小姐是將來賓館、飯店、商 場等門口非常受歡迎的一種裝置。迎賓機器人是集語音識別技術和智能運動技術于一身的高科技展品，該機器人為仿人型，身高、體形、表情等都力爭逼真，親切、可愛、美麗、大方、栩栩如生，給人以真切之感，體現人性化。

首先小組對迎賓機器人系統的初步框架進行設計，并對一些仿真軟件和硬件系統進行了選擇。在此基礎上，又進一步詳細介紹了該控制系統的硬件組成、軟件仿真結果、控制方法。在軟件仿真部分中，本文講述了使用Protues對數字電路進行仿真及仿真結果在硬件設計中，電路設計的主電路為加減法計數、判斷電路和紅外檢測電路。最后，本文就基于迎賓機器人系統的特點，進行了歸納與總結。

2總體方案設計

根據設計要求，先設計好各個模塊的電路，然后將各個模塊連接起來構成設計的總電路。

2.1方案比較

實現同一種目的，有不同的可行方案，下面介紹兩種方案，并比較兩種方案的優劣。方案一主要通過程序編程結合單片機實現設計，方案二主要以通過數字電路實現設計。

2.1.1方案一

紅外檢測電路采用紅外產生發射電路和紅外接收電路A和紅外接收電路B實現，通過單片機來控制處理電平變化的先后順序，來實現判斷單元的作用，數據顯示用加減計數器，譯碼器和七段數碼管來實現。

2.1.2方案二

紅外檢測電路采用紅外發射接收芯片來實現，判斷電路利用JK觸發器來實現，數據顯示采用加減計數器，譯碼器和七段數碼管來實現。

2.2方案論證

通過分析問題和初步的整體思考，由于本次設計要基于數字電路、模電基礎，故采用方案二。方案一中的紅外產生發射和紅外接收無法仿真，方案二采用的紅外發射接收芯片能到到仿真效果，并通過JK觸發器來控制出路電平的變化，基本符合本次課程設計任務。采用方案二來實現該電路需要以下幾個模塊來實現：紅外檢測電路，判斷電路模塊，加法計數及加減計數模塊，數據顯示以及語音模塊。紅外檢測電路模塊用兩個紅外發射接收芯片IRLINK來實現，判斷電路模塊用兩個JK觸發器來實現，其中通過脈沖開關給出脈沖信號，以使JK觸發器觸發。計數模塊用加減可逆計數器74LS192來實現，并通過7448和七段數碼管顯示數字。其中設計思路如圖2-1所示：

參考文獻：

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[2]肖強暉 實驗指導書株洲工學院電氣工程系 2016

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