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3 系统硬件设计 13
3.1 单片机最小系统设计 13
3.2 电源转换电路设计 13
3.2.1 DC+5V电源转换电路设计 14
3.2.2 DC+12V电源转换电路设计 14
3.4 电机驱动模块设计 15
3.5 超声波避障模块设计 16
3.5.1 超声波发射电路设计 16
3.5.2 超声波接收电路设计 16
3.6 LCD液晶显示模块设计 17
4 系统软件设计 18
4.1 软件主要实现功能 18
4.2 清扫机器人时钟系统设计 19
4.3 键盘操作系统程序设计 20
4.4 电机的转速控制程序设计 20
4.5 清扫机器人行走路径规划算法设计 21
4.5.1 无障碍环境下的路径规划 22
4.5.2 简单障碍物环境下的路径规划 23
4.5.3 复杂障碍物环境下的路径规划 24
5 结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录 31
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
这些年来，伴随着科学技术的不断进步，各种新技术、新能源的出现让人们应接不暇。与此同时，在研究领域中也出现了一个新话题，即智能机器人技术。而服务型机器人无疑是智能机器人研究中的一项重要研究方向。与工业型机器人相区别的地方是，服务型机器人的主要工作场所是家庭、办公室等封闭式的中小型场所。值得一提的是，服务型机器人通常会在固定的场所从事某一方面具体工作。比如，家庭服务机器人主要负责协助主妇们处理家务，或者提供休闲娱乐的功能；办公室服务机器人则相当于秘书一般的存在，能够提供有关整理资料、打印、会议记录等相关服务；清扫机器人能够将扫地、拖地、吸尘等清洁工作集为一体，为家庭提供地面环境的清扫服务等。
服务型机器人的出现和发展除了科学技术的推动，也必然受到社会因素的影响：一方面，随着生活水平的提高，普通劳动力的成本必然上升，而服务型机器人的出现正好缓解了雇佣劳动力所带来的高成本；另一方面，机器人工作效率高是被公认的。由此，服务型机器人就能代替人工进行高强度、高效率、高精度的工作，从而将人们从枯燥乏的体力劳动中解放出来，从事其它有意义的事情，提高生活质量。另外，随着社会老龄化人口基数的增大，相应的各项社会福利制度也在逐步走向完善，服务型机器人的出现正好缓解了人口压力，保障了人们的基本利益。
本课题所研究的室内清扫机器人属于服务型机器人研究的范畴，充分地将计算机技术、传感器技术、测控技术等各种先进技术进行有机的融合，应用在为人们的生活服务方面。近年来，如何实现对室内地面环境自动清扫，取代传统人工清扫过程的研究方向引起了各国研究人员的关注。从技术方面讲，室内清扫机器人是多种科学技术相结合的产物，代表了先进的科学生产力，是一个具有跨越性质的里程碑。从市场角度讲，室内清扫机器人所具备的高效率、高强度劳动模式，不但减轻了人们来自繁重的日常卫生打扫上的压力，而且有效地提高了社会生产力，将会受到很多人的欢迎，具有广阔的市场前景。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内发展现状
虽1.3 研究目标与要求
本课题所设计的室内清扫机器人能够清扫室内地面，具有如下几个特点：
（1) 室内清扫机器人体积小巧、适应能力强、容易上手。能够自主完成室内地面打扫，及时地智能充电；由于其外形设计（扁平）的优势，能够在沙发、茶几、衣柜等家具的底部位置轻松移动，完成地面清扫工作。
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