STM32畢業(yè)設(shè)計(jì)——基于STM32+JAVA+Android的六足機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（畢業(yè)論文+程序源碼）——六足機(jī)器人控制系統(tǒng)

大家好，今天給大家介紹基于STM32+JAVA+Android的六足機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，文章末尾附有本畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文和源碼的獲取方式，也可現(xiàn)在直接進(jìn)群免費(fèi)領(lǐng)取。

點(diǎn)擊這里找小助理0元領(lǐng)?。?a class="pgc-link" data-content="mp" data-source="outerLink" rel="noopener noreferrer noopener noreferrer" target="_blank" style="box-sizing:border-box;background-color:transparent;cursor:pointer;text-decoration-line:none;color:#406599;margin:0px;padding:0px;border:0px;">掃碼進(jìn)群領(lǐng)資料

1、項(xiàng)目簡介

1. 本設(shè)計(jì)主要是基于單片機(jī)的六足機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，綜合分析六足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、步態(tài)和控制算法，結(jié)合云端服務(wù)器、WIFI技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)和手勢識(shí)別技術(shù)進(jìn)行多種控制模式的設(shè)計(jì)，并提出不同應(yīng)用場景的不同構(gòu)建方案。
2. 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)分為主控板和舵機(jī)控制板兩部分。主控板主要負(fù)責(zé)各種控制模式的數(shù)據(jù)處理和顯示，舵機(jī)控制板主要負(fù)責(zé)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的控制，兩板通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。主控制板采用STM32F103VET6芯片，舵機(jī)控制板采用STM32F103R8T6芯片，兩者都基于ARM的Cortex M3內(nèi)核進(jìn)行設(shè)計(jì)的。主控制板的硬件電路設(shè)計(jì)主要有啟動(dòng)電路、晶振電路、下載電路、復(fù)位電路、穩(wěn)壓電路以及各個(gè)模塊接口電路。在Altium Designer16軟件中進(jìn)行原理圖的繪制和PCB的繪制，打樣后進(jìn)行焊接并完成整體的測試。
3. 本系統(tǒng)的上位機(jī)主要是手機(jī)APP，其開發(fā)環(huán)境是Android Studio，采用C#作為云端開放平臺(tái)語言，JAVA語言作為移動(dòng)客戶端設(shè)計(jì)語言，通過JAVA語言的編寫實(shí)現(xiàn)手機(jī)客戶端的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，最終實(shí)現(xiàn)基于云端和藍(lán)牙的控制系統(tǒng)上位機(jī)板塊的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)是在Keil5編程環(huán)境下進(jìn)行的，參考STM32F1的手冊和各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)手冊進(jìn)行程序的編寫，最終實(shí)現(xiàn)云端控制、藍(lán)牙控制、語音控制和手勢控制這四種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1.1 遠(yuǎn)程控制方案設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程控制方案是基于云端的控制方案，是結(jié)合最新的云端技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的方案。本系統(tǒng)的舵機(jī)控制系統(tǒng)與控制模式選擇的控制系統(tǒng)是分開來設(shè)計(jì)的，因此在對遠(yuǎn)程控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們只需要關(guān)注WIFI模塊如何與云端服務(wù)器連接，手機(jī)APP如何與云端服務(wù)器連接，手機(jī)APP如何與主控制板的WIFI模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

該六足機(jī)器人結(jié)構(gòu)上搭載的WIFI模塊與主控板的主控芯片是用串口接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的，然后根據(jù)查閱相關(guān)AT指令，發(fā)送或接收相關(guān)AT指令可以配置WIFI模塊，配置完成后便可使用無線透傳模式來傳輸數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)的流動(dòng)過程是先從手機(jī)APP開始的，手機(jī)APP通過WIFI將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器，然后云端服務(wù)器做轉(zhuǎn)發(fā)的作用，將數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到六足機(jī)器人所在的局域網(wǎng)的路由器，然后路由器再一次進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)將數(shù)據(jù)發(fā)送到六足機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的WIFI模塊上，WIFI模塊通過串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匦酒?主控芯片對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析完成后發(fā)送相關(guān)的動(dòng)作組指令到舵機(jī)控制板，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人相關(guān)動(dòng)作組動(dòng)作。

遠(yuǎn)程控制方案是結(jié)合當(dāng)前最新的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的，只要六足機(jī)器人所在區(qū)域有網(wǎng)絡(luò)，用戶的手機(jī)在世界任何地方通過手機(jī)流量即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。再加上六足機(jī)器人搭載視頻模塊可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，因此可以實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)程控制，這為后面的運(yùn)用在不同場景下的方案設(shè)計(jì)起到很大的作用。當(dāng)然，這也是本設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)方面重點(diǎn)要設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

2.1.2 藍(lán)牙控制方案設(shè)計(jì)

2.1.3 人機(jī)交互方案設(shè)計(jì)

2.2 應(yīng)用場景方案設(shè)計(jì)
2.2.1 系統(tǒng)運(yùn)用方案說明

本系統(tǒng)硬件部分預(yù)留出模塊或傳感器的通信接口，采用模塊化配置的方式來設(shè)計(jì)檢測部分，用戶可以根據(jù)不同的任務(wù)，不同的場景進(jìn)行不同的模塊搭配，通過不同的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，可以實(shí)現(xiàn)溫濕度、有毒氣體、可燃?xì)怏w、生命圖像、坐標(biāo)位置等等數(shù)據(jù)的采集，從而達(dá)到不同場景不同功能。

2.2.2 崎嶇地形探測方案

本系統(tǒng)在不添加其他模塊配置的情況下即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形的探測功能，因?yàn)樵摿銠C(jī)器人因?yàn)楸旧淼牧憬Y(jié)構(gòu)可以非常靈活在崎嶇地形運(yùn)動(dòng)，然后其本身還帶有遠(yuǎn)程視頻模塊，因此可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)顯示并可以通過云端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制。所以，只要是在一些有網(wǎng)絡(luò)但道路崎嶇的地形，都可以讓該六足機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場的探測，用戶可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行現(xiàn)場的觀察。

2.2.3 震后救災(zāi)搜尋方案

該六足機(jī)器人如果需要運(yùn)用于地震后的救災(zāi)搜尋工作中則需要進(jìn)行個(gè)別傳感器和模塊的搭配配置。比如生命探測模塊、GPS模塊和聲音探測器等等。通過生命探測器可以對地震后的地面進(jìn)行生命的搜尋，由于它可以靈活行走在一些工作人員無法進(jìn)入的地方，所以很大程度上提高了搜尋的效率及面積。一旦檢測到有生命，馬上通過GPS模塊進(jìn)行定位，然后通過云端把坐標(biāo)發(fā)送到工作人員的手機(jī)客戶端，從而實(shí)現(xiàn)精確的災(zāi)后生命搜尋定位功能。除此之外，還可以通過聲波的檢測來判斷是否有生命。當(dāng)然，還可以通過它來進(jìn)行食物的運(yùn)輸或者儀器的運(yùn)輸。

2.2.4 科研探險(xiǎn)勘測方案

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4.4.2 下位機(jī)的程序編寫

遠(yuǎn)程控制模式是基于云端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的，六足機(jī)器人身上搭載ESP8266WIFI模塊，通過WIFI連上云端服務(wù)器，然后手機(jī)也聯(lián)網(wǎng)，通過這樣的方式來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這一塊的程序是實(shí)現(xiàn)STM32F103VET6芯片與WIFI模塊的數(shù)據(jù)交互，并配置相關(guān)的AT指令來設(shè)置STA模式中的TCP-CLIENT模式。
整個(gè)工程里面有兩個(gè)文件是與WIFI相關(guān)的，一個(gè)是common.C文件,另一個(gè)是WIFISTA.C文件。下面是WIFI配置的流程圖。
在common.C文件里面首先是需要寫好路由器的名稱和密碼。具體設(shè)置如下：

const char* WIFISTA_ssid="AAAA"; //連接路由器 const char* WIFISTA_encryption="wpawpa2_aes"; //連接加密方式 const char* WIFISTA_password="88888888"; //連接密碼 然后進(jìn)行WIFI模塊的連接，程序如下： while(ATK_8266_SEND_CMD("AT","OK",20)) //檢查WIFI模塊是否在線 {
	ATK_8266_quit_trans();//退出透傳 ATK_8266_SEND_CMD("AT+CIPMODE=0","OK",200); //關(guān)閉透傳模式  Show_Str(40,55,200,16,"未檢測到模塊!!!",16,1);
	delay_ms(800);
	LCD_Fill(40,55,200,55+16,BLACK);
	Show_Str(40,55,200,16,"嘗試連接模塊...",16,1);
} while(ATK_8266_SEND_CMD("ATE0","OK",20)); 

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