基于富芮坤FR3068自动巡逻小机器人设计

原创

已于 2025-02-16 18:19:13 修改 · 981 阅读

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#机器人

于 2025-02-16 18:15:44 首次发布

摘要：
   随着智能科技的不断发展，智能自动巡逻平衡车在众多领域展现出巨大的应用潜力。
   本文基于富芮坤 FR3068x-C 芯片设计了一款智能自动巡逻平衡车，采用 FreeRTOS 系统实现多线程任务管理，搭载语音对话功能，可实现唱歌、讲笑话、唤醒控制灯、控制行走、转弯、巡逻模式等丰富功能。通过超声波模块实时检测前方障碍物，实现自动避障；利用 I2C 接口实时采集温湿度数据，结合 ADC 接口采集可燃气体信息，将环境监测与安全防护紧密结合。通过 UART1 和 UART2 分别与语音模块及驱动控制芯片通讯，实时获取车况信息并精准控制车辆行动。借助 LVGL 图形库独立线程设计仪表盘，直观显示车况与环境数据。利用蓝牙上网功能，结合 lwip 网络协议栈与 TCP 协议，对接巴法云实时上传车况及控制信息，实现远程监控。本设计旨在打造一款功能强大、性能稳定、易于扩展的智能自动巡逻平衡车，为智能化设备在安防、物流、服务等领域的应用提供有力支持。

视频演示：

巡逻-云端查看数据：https://www.bilibili.com/video/BV1KpAVejEWR/

语音控制行走-巡逻-唱歌：https://www.bilibili.com/video/BV1NpAVejEbT/

巡逻模式自动调整姿势：https://www.bilibili.com/video/BV1xpAVejERa/

语音唤醒后开关灯控制：https://www.bilibili.com/video/BV1KpAVejEAM/

1 引言

1.1 研究背景

在当今快速发展的智能时代，人们对智能化设备的需求日益增长。另外无论实验室、厂房、无人办公室等家里环境下都存在一定的安全问题，在没人的时候安全问题已显得尤为重要。
而自动巡逻平衡车作为一种兼具移动性和智能性的设备，可广泛应用于安防监控、物流配送、服务行业等领域。其不仅能够减轻工作人员的负担，还可以提高工作效率和准确性。
此外，通过云平台接入，可从手机端或者办公室电脑实时监控到未知信息

1.2 研究目的

本文旨在设计一款基于富芮坤 FR3068x-C 芯片的智能自动巡逻平衡车，实现多种功能，包括语音交互、自动避障、环境监测、车况信息显示以及远程监控等。通过系统化的设计和优化，使其具备高性能、高可靠性、易用性以及良好的扩展性，满足不同场景下的应用需求。

1.3 研究方法与内容

本研究采用模块化设计方法，将系统划分为硬件和软件两大部分。硬件部分主要涉及主控芯片、语音模块、避障模块、传感器、驱动芯片、显示屏、蓝牙模块以及电源管理模块等。软件部分则基于 FreeRTOS 系统，通过创建独立线程实现多任务并发运行，包括语音对话、车况采集与控制、环境数据采集、仪表盘显示和蓝牙通信与云对接等功能。通过合理的设计和反复的测试，确保系统的性能和稳定性。