目前多种类的服务机器人已经遍及各行各业,极大地方便了人们的生活,提高了工作效率和生活的质量。这些服务机器人虽然具有初步行走,简单动作的功能,但是存在功能单一、智能化程度低等问题,不能很好地服务于人类日常生活。本文以NAO机器人为研究对象,针对NAO机器人服务于人类智能化水平低等问题,对NAO机器人进行功能拓展,研究面向家居服务的智能机器人系统。本文主要研究内容如下:(1)NAO机器人服务功能开发。为了实现人与NAO机器人自然的人机交互,本文对NAO机器人的人脸识别、语音识别以及触觉感知等功能模块进行开发。机器人自带的语音识别模块具有对中文的识别率不高、识别速度慢等缺点,不能很好的用于日常语音交流。针对此问题,本文提出调用第三方服务的解决方案,综合运用讯飞云和图灵机器人等开放平台为语音交互提供支持,以改善语音识别的准确率以及识别速度,提高智能问答方面的能力。(2)无线传感子系统的设计与实现。由于NAO机器人自身没有温湿度、煤气等传感器,无法感知周围的环境信息,本文研究无线传感系统增强NAO机器人的感知能力。首先对无线传感系统的组成进行总体设计,系统由单片机、煤气传感器、烟雾传感器、粉尘传感器、甲醛传感器、温湿度传感器、WIFI模块以及GSM通信模块等组成,采用WIFI通信技术赋予传感系统无线数据传输的能力,摆脱线缆的束缚;系统采用模拟串口的方法使得仅有一个串口的AT89S51单片机可以同时与多个串口设备同时通信,解决串口短缺的问题。然后,分别对各个组成模块进行硬件电路设计和软件设计,其中上位机控制软件基于B/S模式设计开发,前端使用JSP和CSS实现清晰整齐的界面布局,后端采用Spring Boot框架。最后,实现系统对室内环境信息进行实时监测等功能,当室内发生煤气泄漏、起火和陌生人闯入等情况时,及时启动GSM模块发送短信报警。(3)智能家电控制子系统的设计与实现。首先,对系统整体方案进行规划设计,提出三种家电控制方式,第一种是家人通过上位机软件手动控制家电开启与关闭;第二种是家人通过语音命令对家电进行控制;第三种是系统根据室内环境信息自动控制家电。然后,分别对各功能模块进行硬件电路设计和软件设计,其硬件主要包括:电源转换、单片机控制、WIFI和继电器等模块,采用变压、整流、滤波和稳压等技术将220V交流电转换为低纹波的5V直流电压供单片机等模块使用,采用继电器控制技术实现家电电源的通断控制。最后,综合考虑当前室内环境信息,实现家电智能控制的功能。通过对研发系统综合测试与验证,结果表明:系统不仅可以与家庭成员之间进行自然的人机交互,响应家人的需求;在无线传感系统方面,对室内的环境信息可以准确无误的监测,当室内出现异常情况也可以准确发出报警信息;在家电控制方面,三种控制方式均可有效地对家电进行控制,其中手动设置模式的准确率高达99%,语音命令模式的准确率为96%,完全满足家居服务的需要。综上,本文实现的系统工作稳定,完成了预设的功能,达到了预期的目标。