寻轨式语音播报送餐机器人系统的软硬件设计

下几个语句：“您好，服务员正在送餐中。请让一下路”，“您好，您的点餐已到，请慢慢享用”，“拜拜”，“您好，送餐已经回来，请准备下一次送餐”。硬件电路如图8所示。

2. 7 3×3按键矩阵

按键矩阵采用3x 3矩阵方式，通过两个三输入的与非门单片机中断口连接，电路原理图如图9所示。

3 软件设计

启动后，选择送餐或收盘模式，系统进入按键扫描状态，当服务员放好点餐端盘后，按下目的地餐桌号，系统若检测到奇数餐桌号，则启动奇数餐桌号计数器并禁止偶数餐桌号计数器;若检测到偶数餐桌号，则启动偶数餐桌号计数器并禁止偶餐桌号计数器，并把目的地餐桌号赋值给变量count，机器人开始寻轨行走。当探头1或2检测到分支路口时，计数器加1，直至计数器加至变量count的值，机器人才向相应的方向转弯行走。当探头3或4同时检测到信号时，机器人停止行走，若是“送餐”模式，则客人取走端盘，系统等待10 s后原路返回。若是收盘模式，则按返回键，机器人原路返回。软件流程图如图10所示。

3.1 红外寻轨

3、4、6、7为红外寻轨探头，探头5、8用来修正轨道。红外反射外传感器端口定义与寻轨程序设计如下：

3.2 步进电机驱动

步进电机作为机器人的动力，主要通过单片机产生的PWM脉冲来调速。LMD18200逻辑真值表如表1所列。

因为使用4个驱动步进电机，需要两个LMD18200模块，步进电机使能端位定义、左转、右转、前进、停止子程序设计略——编者注。

3.3 按键扫描程序设计

按键使用3×3矩阵中断扫描，S1～S8分别对应1号～8号餐桌的路径，S9为备用返回键。单片机的P1口用于键盘的连接，键盘中的行、列线分别连接到按键开关的两端，通过键盘处理程序确定有无按键按下，判断哪一个按键按下，还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个使按键逐行动态接地，另一个并行口输入按键状态，以此确定闭合键的位置。程序设计如下：

3.4 奇偶餐桌号计数

使用STC12C5A60S2单片机里的两个计数器：T0、T1。其中，T0用来计奇号数餐桌号，T1用来计偶号数餐桌号。当按下奇号数餐桌号时，T0开始工作，T1禁止计数。当送餐机器人走到1号餐桌分支路口时，TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线，并被黑线轨迹吸收，发射出的红外线没有被反射回来，这时计数器自动加1，直至加到与工作人员按下的按键号count值一致时，送餐机器人才向奇数餐桌侧转弯，并前行到该号餐桌。

当红外探头3、4检测到有信号时，小车停止。同样，当按下偶数餐桌号时，T1开始工作，T0禁止计数。程序设计如下：

结语

根据程序测试，选择模式后，按下按键，寻轨式语音播报送餐机器人能够沿着黑线行走，遇到前方有人时，机器人停止行走并语音提示前方行人让路;遇到奇偶餐桌号时，可自动识别并计数，直至行走到按键按下的餐桌号;达到目的地后，机器人停止，语音提示客人点餐已到，待客人拿走端盘，托盘压力传感器压力为0，触发主控器10 s倒计时，倒计时结束后机器人原路返回，若是“收盘模式”，则按返回键机器人原路返回。通过测试，寻轨式语音播报送餐机器人的设计实现了预期的功能。