1. 项目介绍
目前，我国空气净化器普及率远不及发达国家，但随着我国空气质量的改善，近年来我国空气净化器市场规模不断下滑，未来产品有望向智能化和多功能化方向发展。 根据新思界产业研究中心发布的报告显示，中国空气净化消毒机产业发展起步相对欧美日等发达国家稍晚，发展初期主要是通过引进进口样机仿制生产。整体来看，中国空气净化消毒机生产企业数量较多，市场竞争激烈，其中主体市场被少数发展规模相对较大的企业占据，各企业之间也存在比较激烈的竞争关系，剩余的小部分市场由众多的小型企业争夺，竞争更加激烈。 随着中国空气净化消毒机市场需求空间的不断挖掘，以及政策、技术等多重利好因素的推动，国内空气净化消毒机市场中企业数量快速增长，其中主要以小型企业为主，南方地区甚至还存在较多的小作坊式的企业。
本次以FastBond2活动为契机，提出以下方案。
2. 方案框图
本项目的主要框图如下，得捷网站链接如下:https://www.digikey.cn/schemeit/project/空气净化灭菌装置设计-6879f1930f394832ae4cb9aab7b040c0
设计思路如下：以STM32F103作为主控，驱动整个机器人的空间移动。使用L298N作为电机驱动模块；然后在紫外线灯上安装舵机，实现在垂直方向进行扫描，在机器人上层，使用树莓派作为整个机器人的大脑，装有人体红外传感和激光雷达，作用是当有人靠近时，机器人会把紫外线灯关闭，防止对人造成影响。激光雷达用于房间的建图，系统是ROS.Pi相机是实时回传数据。
3. 主要元器件
- 主控芯片，STM32F103，意法半导体
- 树莓派4B
- 人体红外传感器
- 激光雷达
主控芯片，STM32F103
STM32F103是一款由意法半导体（ST）公司开发的32位ARM微控制器，其内核是基于Cortex-M3架构的。该芯片在市场上广泛应用于各种嵌入式系统设计主要特性如下：
- 低功耗设计：STM32F103采用了低功耗设计，通过多种低功耗模式，可以通过软件进行控制，以便以最佳方式管理功耗。
- 丰富的外设：STM32F103内置有多种通用定时器、USART、SPI、I2C等接口，方便开发者对各种外设进行控制和配置。
- 高速运算：STM32F103的主频可以达到72MHZ，使得其能够快速响应各种任务和请求。
- 可靠性高：STM32F103采用了基于ARM Cortex-M3内核的芯片设计，可提供可靠高效的处理能力，具有极低的干扰和噪声。
- 丰富的存储器：STM32F103内置了128KB到1MB的Flash存储器和20KB到64KB的RAM存储器，可适应不同应用的存储需求。
树莓派4B
树莓派4B是树莓派基金会于2019年6月25日发布的最新型号的树莓派。有如下特点：
- 处理器：树莓派4B采用了ARM Cortex-A72处理器，主频达到5GHz，相比之前的型号，性能得到了大幅提升。
- 内存：树莓派4B配备了1GB或2GB的LPDDR4内存，用户可以根据需要进行扩展。
- 存储：树莓派4B内置了16GB的eMMC存储器，同时支持MicroSD卡插槽，最大支持128GB的存储扩展。
- 网络：树莓派4B支持千兆以太网，并且内置了Wi-Fi和蓝牙连接功能。
- 接口：树莓派4B配备了2个USB 2.0接口和2个USB 3.0接口，可以连接更多的外部设备。此外，还有HDMI视频输出接口和40-pin GPIO接口，方便用户进行编程和扩展。
- 操作系统：树莓派4B可以运行各种Linux操作系统，如Raspbian、Ubuntu等，也可以运行Windows 10 IoT Core和Android等操作系统。
人体红外传感器
人体红外传感器是一种传感器，可以感知人体释放的红外线，从而实现人体感应。它通常被用于各种安全系统、智能家居、自动控制等领域，如防盗报警、来客告知、自动照明等。
人体红外传感器通常由红外线接收器和信号处理电路组成。当人体释放的红外线被接收器捕获后，信号处理电路会将其转化为电信号，再经过放大、滤波等处理后，最终输出控制信号或报警信号。
激光雷达
激光雷达是一种以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。
4. 心得体会
通过此次FastBond2阶段1，我想到了这样一款空气净化灭菌装置，在家庭中内自主运行，杀菌消毒，很实用，也是很有意义的一件事情。通过这个活动，给我提供一个平台，让我的能够通过实践增强我的能力，受益匪浅，希望接下来能够继续进步。
