一种多功能家居机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能家居机器人，包括机器人主体以及穿戴设备，所述机器人主体内部设置有主控芯片、语音识别模块、语音播放芯片以及温湿度传感器，所述穿戴设备上设置有姿态传感器，所述主控芯片通过无线模块接受所述姿态传感器上的数据，所述温湿度传感器与室内空调以及加湿器通过红外感应连接，另外与主控芯片连接的还设置有一烟雾传感器以及一能够向手机发送信息的SIM9088模块，机器人主体内还设置有心电监测芯片，环境监控与调节,安全防护和健康管理功能,可以成为用户的生活管家,利用科学技术提高生活品质。
【专利说明】
一种多功能家居机器人
技术领域
[0001]本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种多功能家居机器人。【背景技术】
[0002]在娱乐性上，传统机器人需要遥控或者按键操作，传统机器人功能单一，只具有娱乐性，传统的机器人主控芯片一般为8位单片机，如STM8系列，主频低，运算速率低，对数据的处理能力弱，传统机器人机械臂的控制信号输入依赖单一的按键或者遥控，导致机器人动作单一，传统机器人功能单一，只具有娱乐性，因为设备中没有加入多种传感器进行多种外界数据的采集和分析。
【发明内容】
[0003](一)要解决的技术问题
[0004]为了克服现有技术不足，现提出一种多功能家居机器人，环境监控与调节，安全防护和健康管理功能，可以成为用户的生活管家，利用科学技术提高生活品质。
[0005](二)技术方案
[0006]本发明通过如下技术方案实现:本发明提出了一种多功能家居机器人，包括机器人主体以及穿戴设备，所述机器人主体内部设置有主控芯片、语音识别模块、语音播放芯片以及温湿度传感器，所述穿戴设备上设置有姿态传感器，所述主控芯片通过无线模块接受所述姿态传感器上的数据，所述温湿度传感器与室内空调以及加湿器通过红外感应连接， 另外与主控芯片连接的还设置有一烟雾传感器以及一能够向手机发送信息的SIM9088模块，机器人主体内还设置有心电监测芯片。
[0007]进一步的，所述主控芯片采用以ARM Cortex-M3为内核的STM32F107VCT6芯片。 [〇〇〇8] 进一步的，所述姿态传感器型号为MPU6050。[〇〇〇9](三)有益效果
[0010]本发明相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0011]本发明提到的一种多功能家居机器人，主控芯片采用以ARM Cortex-M3为内核的 STM32F107VCT6芯片，主频最大可达72MHz，对数据分析运算速度快，大大提升了本设计的实时响应速度，制信号输入为MPU6050姿态传感器数据，单片机通过分析穿戴设备上的传感器的数据，从而可以得到当前人体手臂的动作，进而实现机器人机械臂动作实时模仿人体动作，另外，本发明含语音识别模块LD3320,可以实现智能识别用户语音信息，再配合以PM66 语音播放芯片，则达到了人机语言交流的效果，另外采用多种传感器结合的方式，配合自动调控的功能，成为用户的生活管家，其中使用SHT10温湿度传感器采集室内温湿度数据，进而通过红外智能控制空调，加湿器等家电，始终自动维持室内环境于舒适条件，另外配有烟雾传感器，当用户不在家时，可以检测火灾隐患，如果异常情况，通过S頂9088模块向手机发送提示短信，还配备了 BMD101心电监测芯片，用于用户在家方便检测自身的健康状态。【附图说明】
[0012]图1是本发明模块化连接示意图。【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图以及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。
[0014]如图1所示的一种多功能家居机器人，包括机器人主体1以及穿戴设备2,所述机器人主体1内部设置有主控芯片3、语音识别模块4、语音播放芯片5以及温湿度传感器6,所述穿戴设备上设置有姿态传感器7,所述主控芯片3通过无线模块8接受所述姿态传感器7上的数据，所述温湿度传感器6与室内空调以及加湿器通过红外感应连接，另外与主控芯片3连接的还设置有一烟雾传感器9以及一能够向手机发送信息的S頂9088模块10,机器人主体内还设置有心电监测芯片11。[〇〇15] 其中，所述主控芯片3采用以ARM Cortex-M3为内核的STM32F107VCT6芯片;所述姿态传感器7型号为MPU6050。
[0016]人体姿态识别:[〇〇17]我们使用MPU6050传感器，它将偏转角，俯仰角，航向角的数值通过串口来输出，每个胳膊上需要佩戴4个MPU6050传感器来确定姿态，传感器上有三个互相垂直的参考轴，分别是X，Y，Z轴，其中传感器水平放置时X，Y轴计算出的角度数据都为0，当传感器只绕X轴顺时针旋转时，轴角度数值增大，如果绕X轴逆时针旋转时，角度数值减小，同理，Y，Z轴也是如此，这样有了这三个角度数值，我们便可以在三维空间内定位这段胳膊的方向和姿态，从而进一步去调节机械臂的动作，使其与胳膊动作一致。
[0018]语音识别方案:
[0019]我们使用LD3320语音识别芯片来实现语音的识别，这是一款”语音识别”专用芯片，由TCRoute公司设计生产，集成度高，芯片上面集成了语音识别处理器和一些必要的外部电路，包括AD，DA，麦克风接口等，它的工作电压仅为3.3V，功耗很低。
[0020]LD3320芯片可以完成非特定人语音识别，不需要提前录音用于对比。每次识别可以最多设置50项候选识别句，每个识别句可以是单字，词组或短句，长度不超过10个汉字即可，在我们的这个应用中，每次识别只需要判断是上，下，左还是右这几个单字，那么它的功能完全可以满足我们的需求。它有多种操作方式，支持并口和串口(SPI)操作方式，为了简化连接，节约更多的10 口资源，我们选择了串口 SPI操作方式对其进行配置和数据的读取。
[0021]语音播放方案:
[0022]选用PM66语音存储芯片，容量大，可存储人声语音以及音乐等，通过低速的串行接口即可完成对它的配置和播放控制。[〇〇23] 心电监测方案:[〇〇24] BMD101是NeuroSky的第三代生物信号检测和处理的片上设备。它具有先进的模拟前端电路和灵活强大的数字信号处理结构。它可以采集从uV到mV的生物信号，然后经过 Neurosky的专利算法处理。
[0025]低噪音放大器和ADC模数转换器是BMD101模拟前端的主要组成部分。BMD101具有极低的系统噪声和可控增益，因此可以有效地检测到生物信号，并使用16位高精度ADC模拟数字转换器把它们转化成数字信号。模拟前端还包含一个检测感应器脱落的电路。[〇〇26] BMD101的核心是一个功能强大的系统管理单元。它负责整体系统配置、运行管理、 内外通讯、专有算法计算和电源管理。BMD101还配有固化DSP数字信号处理模块来加速对系统管理单元监控下的各种数字滤波的计算。
[0027]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容， 已经全部记载在权利要求书中。
【主权项】
1.一种多功能家居机器人，其特征在于:包括机器人主体以及穿戴设备，所述机器人主 体内部设置有主控芯片、语音识别模块、语音播放芯片以及温湿度传感器，所述穿戴设备上 设置有姿态传感器，所述主控芯片通过无线模块接受所述姿态传感器上的数据，所述温湿 度传感器与室内空调以及加湿器通过红外感应连接，另外与主控芯片连接的还设置有一烟 雾传感器以及一能够向手机发送信息的SM9088模块，机器人主体内还设置有心电监测芯 片。2.根据权利要求1所述的一种多功能家居机器人，其特征在于:所述主控芯片采用以 ARM Cortex-M3为内核的STM32F107VCT6芯片。3.根据权利要求1所述的一种多功能家居机器人，其特征在于:所述姿态传感器型号为 MPU6050。
【文档编号】G05B15/02GK106019954SQ201610351406
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】顾洪羽, 石鑫, 朱斐, 张镇鹏, 刘怡静
【申请人】顾洪羽