[毕业设计] 图书馆书籍自动存取机器人的设计和实现—硬件架构和平台搭建 [复制链接]

资料简介：

毕业设计-图书馆书籍自动存取机器人的设计和实现—硬件架构和平台搭建，共27页，9932字，附开题报告等

中文提要

鉴于图书归还主要依赖于人工管理，一些得以运用的归还机器也只是把书籍收集到管理员手上，没有做到自动化管理，本文基于RFID技术和智能机器人技术实现了智能图书归还平台系统。

本文研究了RFID(Radio Frequency Identification)技术在智能归还图书平台系统中的应用。RFID是一种无线射频识别技术，它是自动识别技术的一种。最显著的优点就是非接触式的识别，而且识别速度极快，通过射频信号自动识别目标对象并获取书籍详细信息，使平台能够到达正确位置。

本文研究了智能归还图书平台系统的控制设计、驱动设计、传感器设计、代码设计等模块。控制模块通过协调各个模块使平台自行寻找书籍间的空隙，在没有人为帮助的前提下通过机械臂将书籍准确地放入书架空隙中。

主要介绍了驱动模块、传感器模块以及控制模块的原理及应用方法。驱动模块主要是直流电机开发板和直流减速电机。传感器模块通过RFID以及mini红外两种传感器以达到正确识别书籍以及准确定位平台位置的目的。控制模块则通过Arduino开发板发出和接受信号，由此达到控制整个平台的作用。

在人力资源越来越昂贵的今天，综合RFID技术和机器人技术设计了本平台，能够节省人力成本，提高图书馆工作效率。

关键词：人工智能；机器人；RFID；智能图书归还

目录

1 绪论 6

1.1 课题研究的背景和意义 6

1.2 自动图书存取系统的关键技术 7

1.2.1 RFID射频识别技术 7

1.2.2 红外传感技术 8

2 书籍自动存取机器人总览 9

3 开发板及传感器简介 10

3.1 核心开发板 10

3.2 传感器扩展板 10

3.3 直流电机驱动板 11

3.4 Mini红外传感器 14

3.4.1 红外基础原理 14

3.4.2 Mini红外传感器介绍 15

3.5 RFID 射频识别 16

3.5.1 MF-RC522 非接触式读卡模块 16

3.5.2 Mifare 非接触式智能卡 17

4 整体框架搭建 18

4.1 整体设计思路 18

4.2 旋转书槽 18

4.3 书籍纵向运输装置 21

4.4 平台横向运输装置 24

5 总结与展望 25

5.1 项目总结 25

5.2 后续工作展望 25

参考文献 26

致  谢 27

主要内容

硬件部分：

在整体硬件方面主要分为控制、传动、识别三个部分。

控制方面：计划选择Arduino开发板。Arduino是一块基于开放源代码的

USB接口Simple I/O 接口板，它有很强的拓展性，语言简单，同时他还有十分丰

富的外设支持。

传动方面：我们提出过多种设计模式，包括轮式驱动，履带驱动等等，但

是经过分析和筛选后，我们采用了丝杠驱动，它的优点的移动稳定，定位精确

，动力充足。而其他两种驱动方式，轮式驱动的最大的弊端在于它的不可控性

，而履带驱动实现起来比较困难而且固定起来非常麻烦。

识别方面：我们在识别方面首要需要解决的问题是对空隙以及距离的检测

。在这一方面通常来说有三个比较普遍的方法。

第一个方法是激光测距，它的特点是具有直线性好，发散角小、能量集中

等。从测量原理通常分为三种：脉冲法、相位法、三角法。不同的测量方法具

有不同的适用领域。脉冲法（包括飞行时间法）由激光发生源发射一个激光脉

冲，当激光脉冲遇到物体时反射到发生源。测量激光发射时刻到接收时刻之间

的时间间隔，再除以光束，即可以计算出起点到目标距离；脉冲法通常用于远

距离大量程测量，测量距离从几百米到几公里，测量精度通常在厘米-分米，测

量时间短。相位法由发射源发射连续脉冲波，通过计算发射波和接收波间相位

差，从而计算距离；相位法通常用于近距离测量，测量距离从几十厘米到几十

米，测量精度通常可达毫米，测量时间比较长。三角法由发射源发射一束激光

，激光遇到目标物后反射到接收端。发射点，目标物，接收点构成一个三角形

，通过测量三角形角度，可以测量出仪器到目标距离。三角法通常用于非常近

距离测量，测量距离通常在几十毫米，测量精度可以达到微米级，测量时间非

常短。根据原理只有三角法的测距仪能够满足要求，但是激光测距仪有很昂贵......

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• 1091000158_成绩单.pdf  [2.48KB]
• 1091000158_答辩记录单.pdf  [2.40KB]
• 1091000158_进度报告.pdf  [10.10KB]