毕业论文（设计）任务书

学    院：    计算机与人工智能学院   专    业：     物联网工程

学    号：  学生姓名：      班    级：   （1）班

题    目： 基于单片机的智能扫地吸尘小车设计

题目类型：    技术开发（J）    指导教师：

一、题目简介

随着电子技术和互联网技术的突破，智能家居已经进入到大众的日常生活中。以单片机（Microcontroller Unit, MCU）为核心技术的小型化、智能化、多功能化芯片的快速发展，为智能家居的应用提供了坚实的基础。MCU 以面向产品、可编程控制为主要特点，其控制器的性能和运算能力逐渐增强，可减少开发资金、降低产品面积，促进了电子产品的集约化和智能化。当前，以单片机、AＲM 等MCU为开发平台的电子产品取得了快速的发展，生产出的智能家居、玩具、家用电器、智能仪器、汽车电子等设备极大了方便了消费者的生活。智能扫地机器人可实现自动清扫，较之传统的人工清扫清洁效率高。同时，智能扫地机器可以轻松解决人工清扫的疲劳等问题，可替代人类完成清洁工作节省时间，从而提高总体生活质量。

二、设计内容及要求

利用单片机，控制红外避障传感器、按键电路、电机电路、风扇控制电路，实现一款智能化避障吸尘小车设计。通过红外避障传感器检测障碍物方向和距离，当一个方向检测到障碍物时，吸尘车则向反方向转动，从而实现自动避障。在小车的下面安装风扇和储尘盒，实现小车吸尘的功能。经过实际实验，验证了系统具有很好的实用性和稳定性，为自动避障吸尘小车控制系统的开发提供了良好的思路。

（一）软件部分：

利用单片机，实现智能化避障的吸尘机器人。

1. 拟定该小车的功能部分分为四大模块，包括小车转动模块、红外避障模块、吸尘模块和按键指示模块。

2. 小车转动模块的功能是实现小车能够正常前进、后退，主要由电机控制电路和驱动电路组成。

3. 红外避障模块的功能是实现探测小车与左前方、右前方等不同方向障碍物的距离，当距离小于设定阈值时，启动继电器实现小车转弯来避开障碍物。该模块主要由红外探测电路、继电器比较器组成。

4. 吸尘模块的功能是通过电机控制风扇进行吸尘，该模块主要由直流电机控制组成。按键指示模块主要由按键、LED 组成，其目的是实现小车开关、状态指示等功能。

5. 在分析和设计的基础上编码完成一个可演示的版本并测试其正确性。

（二）设计说明书（不少于15000字，源代码工作量：1500行以上。）：

毕业论文（设计）说明书是毕业设计整个过程总结性资料，书写的质量直接影响到毕业设计的成败。毕业论文（设计）说明书主要包括以下内容：

1.毕业论文（设计）的目的和任务；

2.毕业论文（设计）课题（设计题目的来源、选题依据、技术要求、可行性分析、需求分析）；

3.对课题的系统分析（技术考虑、平台选择、工具选择及其比较）；

4.设计方案（包括软、硬件方案）；

5.系统框图和各功能模块图（算法分析）；

6.关键技术的实现和介绍；

7.系统功能、使用手册、使用范围、使用实例以及系统必要的说明；

8.设计过程中疑难问题的解决方法，系统需要改进和不完善之处；

9.其他收获和小结；

10参考文献目录；

11.主要源程序清单（附录）。

注：毕业论文（设计）说明书的格式及要求参阅《毕业论文（设计）指导书》、《兰州信息科技学院毕业论文（设计）撰写规范》。

（三）英文资料翻译

与课题相关的英文资料，原稿用A4纸打印，不少于5张，翻译稿打印。

（四）毕业论文（设计）的基本要求：

通过毕业论文（设计），学生应树立正确的设计思想，培养严肃认真的科学态度和严谨的工作作风，达到积累软件设计知识和提高设计的能力、创新意识的目的；同时掌握查阅有关文献和收集资料的方法，获得软件设计和开发工作的基本技能训练，提高分析和解决软件设计和开发技术问题的能力，并为今后进行各类软件系统的设计开发打下良好的基础。

在完成毕业论文（设计）任务的同时，学生还应树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点和全局观点。

1.学生本人应对毕业设计的工作质量负责，有高度的责任心，发挥团队精神，按时独立完成全部设计任务。

2.学生在接到毕业论文（设计）任务书及指导书一周内，向指导老师提交毕业论文（设计）工作计划。

3.学生应充分发挥主动性及创造性，树立实事求是的科学态度，自觉接受指导老师检查，按工作计划的进度逐步完成每项设计任务。

4.学生必须做好设计过程记录，记录设计原始资料、设计过程及参阅的文献资料，设计过程记录作为考核平时成绩的依据之一。

5.遵守作息时间，在设计教室不得进行与设计无关或有碍他人的活动。

三、各阶段时间安排

注：外文资料翻译在设计过程中自行安排时间完成。

四、 主要参考资料（列出近5年的资料，至少10篇）

[1] 黄胜林.基于超声波与航迹推算的扫地机器人室内定位方案[D].华中科技大学，2019.

[2] 任云天.扫地机器人避障全覆盖路径规划算法的研究与设计[D].华中科技大学，2019.

[3] 李镇.基于视觉的扫地机器人同步定位和地图构建系统设计[D].扬州大学，2020.

[4] 黄永涛，王功，刘春瑞.基于单片机的智能小车避障系统的设计与实现[J].科学技术创新，2021(01):75-76.

[5] 彭登峰.具有避障及循迹功能的智能小车系统设计[J].数字技术与应用，2020,38(11):7-9.

[6] 郑晓斌，张琼.基于STM32的智能扫地机器人设计[J].南方农机，2020,51(10):144-145.

[7] 李蔚东，谢再晋，李敏.基于多传感器融合的扫地机器人算法研究[J].电子设计工程，2021,29(02):118-122+128.

[8] 张微，杨博云，王韵琪.基于STM32的车辆智能避障控制系统设计[J].科技视界，2019(32):24-25.

[9] 蔡静怡，王才峄. 基于STM32移动智能小车室内避障模块设计[J].无线互联科技，2019,16(04):76-77+90.

[10] 李洪涛.基于ARM的机器人舵机组控制与实现[J].机电产品开发与创新，2020,33(03):73-74.