CN103400187B - 智能捡球机器人球体自动计数系统 - Google Patents

Abstract

智能捡球机器人球体自动计数系统，由单片机（1）、红外传感器（2）、捡球机构（3）、LCD显示单元（4）、电源模块（5）、串口通信模块（6）、无线通信发送模块（7）、无线通信接收模块（8）和上位机显示界面（9）组成；储球盒（3‑3）一侧的红外传感器（2）探测到有球体（3‑4）经过，红外传感器（2）发生电平转换产生电信号，并将电信号发送给单片机，电信号经单片机处理后转换为球体数量信息，单片机将球体数量信息在LCD显示单元显示，同时单片机将球体数量信息经串口通信模块发送到无线通信发送模块，无线通信接收模块将球体数量信息传送至上位机显示界面实时显示。

Description

智能捡球机器人球体自动计数系统

技术领域

本发明涉及智能捡球机器人的专用装置。

背景技术

目前，已提出专利申请的双模智能捡球机器人控制系统（申请号：CN201310155091.1）利用两种工作模式相互结合的特点有效的解决了智能捡取乒乓球、网球的问题。但是，该发明并不具备对所捡取的球体数量信息进行本地显示和远程显示的功能，当机器人所捡取的球体数量达到所能存储的上限时，操控人员并不能及时的得知这一信息并收集所捡取的球体。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能捡球机器人球体自动计数系统。

本发明是智能捡球机器人球体自动计数系统，该系统由单片机1、红外传感器2、捡球机构3、LCD显示单元4、电源模块5、串口通信模块6、无线通信发送模块7、无线通信接收模块8和上位机显示界面9组成；捡球机构3中的捡球叶片3-2将球体3-4卷入储球盒3-3中，在球体3-4落入储球盒3-3中的瞬间，储球盒3-3一侧的红外传感器2探测到有球体3-4经过，红外传感器2发生电平转换产生电信号，并将电信号发送给单片机1，电信号经单片机1处理后转换为球体3-4数量信息，单片机1将球体3-4数量信息在LCD显示单元4显示，同时单片机1将球体3-4数量信息经串口通信模块6发送到无线通信发送模块7，无线通信接收模块8将球体数量信息传送至上位机显示界面9实时显示。

本发明的有益之处在于：采用光电开关技术，能够灵敏地探测到捡球机器人所捡到的球体，同时单片机1能快速并准确地对红外传感器2所采集的球体信息进行数据处理，得到球体数量；单片机1通过无线通信网络将球体数量实时发送到上位机以供工作人员监测，不仅节省了大量劳动力，也大大提高了工作效率，而且本装置机械结构简单，计数准确，实用性强。

附图说明

图1是自动计数系统的拓扑结构示意图，图2是自动计数系统的硬件结构链接框图，图3是红外模块电气连接图，图4是电源模块电气连接图，图5是无线通信模块电气连接图，图6是主程序流程图，图7是串口初始化子函数流程图，图8是串口发送子函数流程图，图9是延时子函数流程图，图10是LCD显示子函数流程图，图11是Zigbee中断节点流程图，图12是协调器中断节点流程图，附图标记及对应名称：1、单片机，2、红外传感器，3、捡球机构，4、LCD显示单元，5、电源模块，6、串口通信模块，7、无线通信发送模块，8、无线通信接收模块，9、上位机显示界面，10、7805降压芯片，11、外接电源，3-1叶片辅助板，3-2捡球叶片，3-3储球盒，3-4球体，3-5叶轮转轴，3-6挡板。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是智能捡球机器人球体自动计数系统，由单片机1、红外传感器2、捡球机构3、LCD显示单元4、电源模块5、串口通信模块6、无线通信发送模块7、无线通信接收模块8和上位机显示界面9组成。如图1、图2、图6、图11及图12所示，在自动计数装置工作过程中，捡球机构3中的捡球叶片3-2将球体3-4卷入储球盒3-3中，在球体3-4落入储球盒3-3中的瞬间，储球盒3-3一侧的红外传感器2探测到有球体3-4经过，红外传感器2发生电平转换产生电信号，电信号经单片机1处理后转换为球体3-4数量信息，单片机1将球体3-4数量信息在LCD显示单元4显示，同时单片机1将球体3-4数量信息经串口通信模块6发送到无线通信发送模块7，无线通信接收模块8将球体数量信息传送至上位机显示界面9将其实时显示。

如图3所示，本装置的红外传感器2有三个引脚，其中一端接地，一端接电源正，另一端接单片机1的某一I/O口，并接上10K上拉电阻以避免红外探测器被烧坏；如图2、图3及图6所示，红外传感器2位于储球盒3-3的一侧，在其探测到有球体3-4经过时，将发生电平转换产生电信号，并将电信号发送给单片机1进行处理；在捡球机器人捡球过程中，如果没有球体经过红外传感器2，则红外传感器2一直向单片机1输出高电平，当有球体3-4到达红外传感器2的探测范围时，红外传感器2发生电平转换，将高电平转换为低电平，当球体3-4离开红外传感器2的探测范围时，红外传感器2再次发生电平转换，将低电平恢复至高电平；在此过程中，只有当电平发生转换且为上升沿时，单片机1才对球体3-4数量进行一次加一处理，然后得到新的球体3-4数量信息。

如图4所示，其中K1为电源开关，外接电源电压范围为9V到15V；当按下电源开关K1后，外接电源11经过降压芯片降压后将电压稳定为+5V，此电压值为单片机正常工作所需要的电压。

如图5所示为本装置的无线通信发送模块电气连接图，单片机1通过两个I/O口与串口通信模块6进行连接，用于单片机1和串口通信模块6之间的通信，其中一个为输入，一个为输出；如图5、图11及图12所示，串口通信模块6通过串口芯片的输入输出引脚与无线通信发送模块7相连接，用于串口通信模块6和无线通信发送模块7之间的信息传送。

位于储球盒3-3另一侧的挡板3-6以及储球盒3-3内壁全部要用反光效果弱的深色材料覆盖，以减少光线对传感器的干扰，提高红外传感器2的探测准确度。

本发明采用Zigbee实现无线通信，无线通信发送模块7通过串口通信模块6和单片机1相连接；无线通信接收模块8和上位机显示界面9相连接。

所述的单片机1采用AT89S52微处理器，用于球体3-4信息的处理、接收和传送；所述的红外传感器2采用漫反射式光电开关；所述的LCD显示单元4采用12864液晶，用于机器人自身显示球体3-4数量信息；所述的上位机显示界面采用MFC编写，用于远程上位机界面球体3-4数量信息的实时显示；所述的串口通信模块6采用MAX232芯片，用于单片机1和无线通信发送模块7的信息传送。

Claims (1)

1.智能捡球机器人球体自动计数系统，其特征在于该系统由单片机(1)、红外传感器(2)、捡球机构(3)、LCD显示单元(4)、电源模块(5)、串口通信模块(6)、无线通信发送模块(7)、无线通信接收模块(8)和上位机显示界面(9)组成；捡球机构(3)中的捡球叶片(3-2)将球体(3-4)卷入储球盒(3-3)中，所述捡球叶片的每个叶片的形状均为长方形，在球体(3-4)落入储球盒(3-3)中的瞬间，储球盒(3-3)一侧的红外传感器(2)探测到有球体(3-4)经过，红外传感器(2)发生电平转换产生电信号，并将电信号发送给单片机(1)，电信号经单片机(1)处理后转换为球体(3-4)数量信息，单片机(1)将球体(3-4)数量信息在LCD显示单元(4)显示，同时单片机(1)将球体(3-4)数量信息经串口通信模块(6)发送到无线通信发送模块(7)，无线通信接收模块(8)将球体数量信息传送至上位机显示界面(9)实时显示；所述的单片机(1)采用AT89S52微处理器，用于球体(3-4)信息的处理、接收和传送；所述的红外传感器(2)采用漫反射式光电开关；所述的LCD显示单元(4)采用12864液晶，用于机器人自身显示球体(3-4)数量信息；所述的上位机显示界面采用MFC编写，用于远程上位机界面球体(3-4)数量信息的实时显示；所述的串口通信模块(6)采用MAX232芯片，用于单片机(1)和无线通信发送模块(7)的信息传送；

红外传感器(2)位于储球盒(3-3)的一侧，在其探测到有球体(3-4)经过时，将发生电平转换产生电信号，并将电信号发送给单片机(1)进行处理；在捡球机器人捡球过程中，如果没有球体(3-4)经过红外传感器(2)的识别区域，则红外传感器(2)一直向单片机(1)输出高电平，当有球体(3-4)到达红外传感器(2)的识别区域时，红外传感器(2)发生电平转换，将高电平转换为低电平，当球体(3-4)离开红外传感器(2)的探测范围时，红外传感器(2)再次发生电平转换，将低电平恢复至高电平，在此过程中，只有当电平发生转换且为上升沿时，单片机(1)才对球体(3-4)数量进行一次加一处理，然后得到新的球体(3-4)数量信息；

位于储球盒(3-3)另一侧的挡板(3-6)以及储球盒(3-3)内壁全部要用反光效果弱的深色材料覆盖；

采用Zigbee实现无线通信，无线通信发送模块(7)通过串口通信模块(6)和单片机(1)相连接；无线通信接收模块(8)和上位机显示界面(9)相连接。