双智能小车
双智能小车
目录
摘要 (1)
1 引言 (2)
2 方案设计与论证 (2)
2.1主控系统选择 (2)
2.2电源模块选择............................................................................................................... ..2 2.3电机选择.. (2)
2.4驱动模块选择 (2)
2.5循迹模块选择 (2)
2.6声控模块选择 (3)
2.7交通灯模块选择 (3)
2.8显示模块选择 (3)
2.9最终方案确定
3硬件电路设计
4 软件程序设计 6
5 设计实现 (6)
6 测试 (7)
7 结论与体会 (7)
参考文献 (7)
附录 (8)
摘要:本系统采用单片机作为主控制器,利用红外对管对黑白线进行检测经LM324比较后将高低电平反馈给单片机,同时，调用预定函数来控制直流电机的正反转及转速。两辆小车均声控开关控制小车按声音指令同时从起点出发，用L298N驱动直流电机，在赛道上下两个菱形的汇合点前用光敏电阻对红绿灯进行判断并执行相应的动作，并在彩屏中显示A、B两车在道路位置。实现了两智能小车声控出发、双车道并行、红灯停车、绿灯通行，模拟显示两车位置，安全距离20厘米功能。
1 引言
在本智能小车系统中，跑道由双菱形部分和两个半圆组成，由声控开关触发两辆小车按声音指令从起点同时出发，用光敏电阻检测红绿灯，超声波模块检测安全距离大于20厘米。所用器材简单易得廉价，且能很好满足题目要求，用时较短。
2 方案论证与比较
1.1 主控系统选择
（1）方案一：采用Atmel公司的51系列芯片，红外对管检测并处理后的高低电平反馈给单片机并执行相应动作。
2.1 电源模块选择
(1）方案一：用一节普通7.2伏蓄电池供电。
2.2 电机选择
(1) 方案一：采用直流电机，调速特性优良，调整范围广，方便，过载能力强，但是稳定性能不高，且发挥部分需要模拟两车位置，需辅助编码盘使用。
2.3 驱动模块选择：
（1）方案一：采用L298N驱动，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机专用驱动器，即内含两个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，驱动标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V,2A以下电机。
2.4 循迹模块选择
（1）方案一：采用红外对管检测，它利用红外线在不同的物理表面具有不同反射这一性质，白色物体反射光线经比较器后输出低电平，黑色物体吸收光线则输出高电平，将采集后的高低电平反馈给单片机即可控制小车。
2.5 声控模块选择
（1）方案一：采用声控开关控制，它是利用感应外界声音来自动启动开关，内部有声音传感器，识别一定频率，例如设置在1KHz的声音识别，你们只有1KHz 频率的声音才能触发，其他频率的声音均会被过滤掉。
2.6 交通灯检测模块
（1）方案一：采用光敏电阻外层包裹着透明颜色物体进行检测，例如当包裹红色透明物体时则只有接收红光，利用半导体的光电效应使电阻值随入射光的强弱而改变；入射光强电阻减小。入射光弱电阻增大。
于画出跑道形状，故选用方案二。
2.9 最终方案确定
以ATmega16为主控制器，普通7.2V蓄电池供电，声控开关控制起跑，红外对管检测黑线，L298N驱动直流电机，光敏电阻检测红绿灯。
3硬件电路设计
3.1 总体框架
本方案的总体框架，如图2-1所示。
图2-1 本方案的总体框架
3.2 电源模块
LM2596系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器（150KHZ），和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路：电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。固定值为+5V或+3.3V输出，电源模块如图2-2所示。
图2-2 电源模块
3.3 循迹模块
电路由一组红外对管、电位器、运算放大器和电阻组成的，R1起到限流的作用，用来控制反光管发出红外信号的强弱。接收管实际上是一个光敏三极管基极的光电流经过放大后流经电阻R2产生电压与电位器调节后得到的电压进行比较。A1与电阻组成一个比较器。在有红外信号返回时OUT端输出高电平，反之输出低电平，如图2-3所示。
图2-3 红外对管检测黑线电路
3.4 驱动模块
两路电源分别为逻辑电源和动力电源，上图中6V为逻辑电源，2V为动力电源。J4接入逻辑电源，J6接入动力电源，J1与J2分别为单片机控制两个电机的输入端，J3与J5分别与两个电极的正负极相连。ENA与ENB直接接入6V逻辑电源也就是说两个电机时刻都工作在使能状态，控制电机的运行状态只有通过
J1与J2两个接口。由于我们使用的电机是线圈式的，在从运行状态突然转换到停止状态和从顺时针状态突然转换到逆时针状态时会形成很大的反向电流，在电路中加入二极管的作用就是在产生反向电流的时候进行泄流，保护芯片的安全，如图2-4所示。
图2-4 LM298驱动电机转动电路
3.5 声控模块
麦克风将声音讯号放大传送到MCU做讯号处理后控制智能小车的移动，控制方式可以採采直接控制，也可以透过无线电传输采用无线方式控制。声音经由放大电路出来后呈现出一段脉波，首先由麦克风取得人体声带震动的微弱信号，经Q1和Q2两极电晶体放大，再以R9和C3加以滤波，经比较器之后成为数位信号，信号频率就和声带振动频率相同。单晶片的功能主要是判断信号频率的高低(例如DO-RE-MI-FA-SO-… )，然后再发出不同的控制信号到编码器，由无线电发射器送出信号做无线控制，或者直接由单晶片输出做有线控制亦可，如图2-5所示.
图2-5 声音控制电路
3.6 交通灯部分
半导体的光电效应使光敏电阻值随入射光的强弱而改变，当入射光强，光敏电阻阻值减小，比较器负端电压大于正端电压输出低电压0，当入射光弱，电阻增大，比较器负端电压小于正端电压输出高电压1，如图2-6所示。
图2-6 光敏电阻检测红绿灯电路
4 软件程序设计
总体程序设计，如图4-1所示。
图4-1总体程序设计
各模块程序设计，见附录。
5 设计实现
在实现此次双智能小车系统各项功能中，基础部分的主要难点在于红绿灯检测模块，首先小组队员想到的是利用颜色传感器辨别红色和绿色，但通过多次试验发现颜色传感器检测的有效范围很有限且不稳定，后来有调试了火焰传感器检测红色效果也不是很明显，最后小组采用光敏电阻外面包裹着有颜色的透明物体只让某一种特定颜色的光透进，检测发现效果良好，故采用光敏电阻方案。发挥部分的难点主要在于路外的交通指挥中心模块的实现，组员采用的是TFT彩屏显示，先在彩屏上绘出跑道模型，利用公式理论行驶路程=车轮半径×驱动步数×步进度数即可计算小车实际行驶过程中的路程再将结果反馈给彩屏显示位置。
7 结论及体会
经过多次试验，此双智能小车均性能稳定，能够较好的完成基础部分及发挥部分的声控起跑、红灯停、绿灯行、在菱形道路分岔处双赛道通过、实时模拟两车位置、同赛道安全距离达20厘米等功能，在这短短的几天内我们尝试了很多检测手段，包括光敏电阻，红外对管，超声波传感器，无线收发模块等等。我们感觉自己锻炼了很多，收获了很多，有专业方面的，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件等，真是受益匪浅。
附录
各模块程序
（1）红绿灯检测函数
//检测到红灯时，先跑两秒钟，再停止三秒，同时红灯亮，三秒后，红灯灭
****************************************/
void traffic_light(void)
{ if(((PINA&0X20)==0)||((PINA&0X10)==0))
{ while(((PINA&0X20)==0)||((PINA&0X10)==0))
{
hongwaijiance();
}
go_straight(30);go_straight(30);go_straight(30);go_straight(30);go_st raight(30);
PB0L;
delayms(3000);
PB0H;
（2）红外检测模块
void hongwaijiance(void)
{ uchar number,left_led_flag;
number=PINC;
// left_led_flag=number&0x
if(number==0xf5||number==0xf6||number==0xf7||number==0xf9||number==0x fa||number==0xfb||number==0xfd||number==0xfe||number==0xff)
turn_right1(20); //斜道时转弯判断
switch(number)
{
case 0XF0:go_straight(30); break;//一个都没接受到
case 0XF1: turn_left1(30); break;//左边第一个
case 0XF3:turn_left(50); break;//左边两个同时检测到黑线
case 0XF2:turn_left(40);turn_left(40);
turn_right(40);break;//左边第二个
case0XF4: turn_right(40);turn_right(40);
turn_lef t(40);break;//第三个
case 0XFc: turn_right(50); break;//右边两个同时检测到黑线
case 0XF8: turn_right1(30); break;//第四个
default:break;
}
}
（3）无线数据收发模拟小车位置模块
发送：
TX_BUF[1]=num/256;
TX_BUF[2]=num%256;
nRF24L01_TxPacket(TX_BUF); SPI_RW_Reg(write_reg+stau,0XFF);
接收：
SetRX_Mode();
nRF24L01_RxPacket(RX_BUF);
GUI_Circle(70-num,245-num,2,0x001f); //刷去绿色圆环上端左端斜线
GUI_Circle(70+number,245-number,2,0x001f); //刷去黄色圆环上端左端斜线
GUI_sprintf_string(2,10,"NUM0:",0xf800,0x001f);
if( (RX_BUF[0]==0x00)&&(RX_BUF[3]==0x01)) //甲车的步进值显示 {GUI_sprintf_charu16(2,20,num,0xf800,0x001f);
num=RX_BUF[1]*256+RX_BUF[2];
} if( (RX_BUF[0]==0xff)&&(RX_BUF[3]==0xfe))//乙车的步进值显示//GUI_sprintf_string(2,40,"NUM1:",0xf800,0x001f);
{GUI_sprintf_charu16(2,55,number,0xf800,0x001f);
number=RX_BUF[1]*256+RX_BUF[2];
ZK-4WD智能小车简介
智能小车简介 一、智能小车效果图 二、智能小车各模块功能介绍 1、小车底盘 小车底盘是机器人最重要的载体，相当于人体的躯干，ZK—4WD小车平台采用差速转弯，非常灵活，可以实现原地打转。小车平台大小刚好，可以承载一些如驱动器，控制器，电池，传感器等。
2、驱动模块 我采用ST公司原装全新的L298N芯片及高质量铝电解电容，使电路稳定工作。小车直流电机工作电流一般是200—400mA，有些更大。如果一个小车是两个轮子，那么总的电流在400--800 mA左右，这些电机轮子都是要接受单片机指令执行相应动作，而市面有的单片机IO口一般只能提供5--10 mA的电流，直接驱动不了单片机，所以就需要一个驱动模块，就好像人的心脏功能。 3、控制模块 我采用的控制器主控芯片是STC89C52属于标准的51核的单片机，STC12C5A60S2内带PWM，AD,1T运行速度（主流），集成USB转串可以直接用USB下载程序。集成数码管，舵机，红外蔽障，12864,1602，无线模块等接口，板载输入按钮
4、小车所需的能源 可以用普通的AA5号电池，我采用低内阻的充电电磁套装，这是小车的动力之源，对外供电为7.2V。 这四部分都是必备的，有这四样东西，就可以让小车走起来，至于要怎么走，这个时候传感器就开始大发神威了！ 5、小车需要的各种传感器 循迹传感器：一般用来识别黑白线，小车沿着这条黑白线行走，就需要循迹传感器 原理：循迹传感器通常采用红外的方式，红外管发射出来的红外光通过地面（白色）反射回来，在接收管理收到信号，一旦碰到黑线，那么红外光都被吸收，接收管没有接收到信号，从而得知传感器是否压线：从而调整小车运行方向。四路红外循迹模块：（可以通过换探头方式，改为蔽障方式） 超声波蔽障测距传感器：通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了，这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中遇到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。通过程序代码的修改，可以调节小车蔽障的距离。
智能小车控制程序1
/*实现前进与后退功能*/ /*控制智能车向前行驶10秒，然后停3秒，再向后行驶6秒，停止*/ /********************************************************/ #include { go(); //前进 delay(10000); //前进10秒 stop(); //停止 delay(3000); //停3秒 back(); //后退 delay(6000); //后退6秒 stop(); //停止 } 目录 1. 绪论 (5) 2. 方案设计与论证 (6) 2.1 主控系统 (6) 2.2寻迹模块 (7) 2.3 避障模块 (8) 2.4 机械系统 (10) 2.5 电源模块 (10) 3. 硬件设计 (12) 3.1总体设计 (12) 3.2驱动电路 (12) 3.3 PWM控制技术分析 (13) 3.4检测模块 (13) 4. 软件设计 (15) 4.1系统软件设计说明 (15) 4.2程序框图 (15) 结束语 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18) 附录程序清单 (19) 摘要 随着机器人技术的发展, 自主移动机器人以其活性和智能性等特点, 在人们的生产、生活中的应用来越广泛。自主移动机器人通过各种传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的已知或者未知环境中自主移动并完成相应的任务。而在多种探测手段中, 超声波传感器与光电寻迹系统由于具有成本低, 安装方便, 不容易受电磁、光线、被测对象颜色、烟雾等影响, 时间信息直观等特点, 对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力, 因此在移动机器人领域有着广泛的应用。 关键词：智能小车；STC89C52单片机；超声波检测模块；光电寻迹 Abstract With the development of robotics, autonomous mobile robots play an important role in our manufacture and society for its characteristics: flexible and intelligent. Autonomous mobile robots sense the outside environment and their states with a variety of sensor systems’help. They walk in the complex and known or unknown environment to complete tasks. Moreover, among the methods of detection, ultrasonic wave sensors and photoelectric components are low cost, easy to installation, not susceptible to electromagnetic, light, objects’ color s and smoke, and easy to see time information. Therefore, they can be used in the darkness, dust, smoke, electromagnetic interference, toxic and other harsh environment. In other words, the components have a wide range of applications in the area of mobile robots. Keyword: Intelligent Car, STC89C52 Microcontroller, Ultrasonic Wave Component, Photoelectric Component 语音识别智能小车 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。 本毕业论文（设计）成果归兰州商学院所有。 特此声明 毕业论文（设计）作者签名： 年月日 语音识别智能小车 摘要 本文介绍一款语音识别智能小车的设计。该小车以SPCE061A为控制核心，可通过语音识别对其行驶状态和控制模式进行控制和切换。本设计主要完成了各部分硬件模块的设计，同时实现了智能小车的语音识别、语音播放、模式切换、行驶状态控制、无线遥控等功能的软件设计，从而使小车和控制者具有一定的交互功能。测试表明，小车可以根据控制者的操作做出相应的动作。 [关键词] SPCE061A语音识别无线遥控交互功能 ABSTRACT This paper introduces speech recognition of intelligent car design. The car to SPCE061A as control core, what but through the speech recognition on the operation and control model control and switch. This design main completed each part of the design of the hardware modules, and realize the intelligence of the car speech recognition, speech broadcast, mode switch, driving state control, wireless remote control functions of software design, so as to make the car and the controllers have certain interactive function. Tests show that, according to the operation of the car can controller make corresponding action. [Key Words] SPCE061A, Voice control, Wireless module, Interactive function 第一章产品背景 1.1社会背景 近年来，我国国民经济在新常态下保持平稳运行，呈现出增长平稳、结构优化、质量提升、民生改善的良好态势。统计局数据显示，初步核算，2014年国内生产总值636463亿元，人均GDP约为7485美元。 随着社会的快速发展，人均GDP的稳步增长，居民对于汽车刚性需求日益强劲。自2012年以来汽车流通规模不断扩大，新车销量连续四年全球排名第一。截止2014年我国汽车保有量为1.3亿辆，平均10人拥有1辆汽车。而随着我国城镇化推进和人口大城市化趋向凸显，以及新农村建设，城乡汽车需求量仍将继续增长。 2.2市场背景 2013年，中国汽车市场年销量超过2000万辆，有近百个汽车品牌，500多个汽车产品，分别是美国的2.1倍和1.8倍。毫无疑问，中国不但是全球最大的汽车市场，也是全球竞争最为激烈的汽车市场。 然而，随着互联网在中国的发展，中国消费者对汽车智能互联的需求，电商发展对传统汽车营销模式的冲击以及能源危机、环境危机对汽车传统动力形式的挑战，汽车业将迎来一次行业性的变革——智能化、互联网技术发展正在改变汽车产品以及汽车行业的格局，继“iPhone”、“iPad”之后，“iCar”也会成为现实。这种变革，对所有的汽车企业来说，既是挑战，也是机遇。 智能汽车是在传统汽车基础之上，通过计算机技术、互联网技术、现代传感、信息融合、通信、人工智能、以及传感器等技术，在汽车上实现娱乐功能、互联功能、物联功能，集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。智能车的研究起始于二十世纪七十年代，到八十年代主要从事智能汽车研究通信、控制等科学技术的飞速发展，对智能车的研究也加速至一个新的阶段，而我国对智能汽车的研究起步较晚，技术相对落后。 根据公众对汽车智能化的意见调查，结果显示，仅有7.24%的受访者表示，汽车智能化只是增强车辆以及品牌在市场的竞争力和附加值，会更多地在高端车型上出现。而超过90%的受访者表示，智能化在未来汽车发展中将占据重要的地位。其中，51.02%的受访者认为，智能化会成为汽车在继节能、安全、环保之后新的发展趋势。另外，还有23.73%受访者表示，所有档次车辆均会配置相应的智能化设备，并成为必需的配置。 目前对智能汽车的研究已成为汽车行业的一大热点，智能汽车以其无可匹敌的安全性、舒适性、环保性等诸多优势必将成为未来汽车市场的霸主，谁能在智能车研究应用领域掌握 智能小车成果摘要与应用前景 本成果的科学性在于：本设计是一个利用光、电、机、无线通信等技术为一体的综合性设计。在设计中运用了检测技术、自动控制技术、无线通信技术和电子技术。 成果的先进性在于：系统运用多重传感器与控制器良好的结合，系统可分为传感器检测部分，智能控制部分和电源模块。传感器部分包括红外循迹模块、超声波测距模块。智能控制部分包括四个主要单元模块：单片机控制模块、电机驱动模块、显示模块、信号传输模块。该系统的独特之处在于没有人的操作与干预下可以智能的完成多项任务，比如小车的直线行驶，探测转弯标志，探测超车标志，显示时间,交替超车等各项任务。 本系统中，以单片机为核心，各模块相互配合，形成了一个包括人机界面的半闭环系统，从而使小车能完成各项任务。我们对整个系统进行了研究，选用履带小车为车体，以c8051f020单片机为控制核心，用12v锂电池供电，并利用7805将电压稳至5v以满足单片机及驱动等其它模块对电压的需求。用L298N驱动双直流电机，通过传感器检测、控制电动机的方向、快慢、启停。循迹模块运用保证了小车安全在赛道上行驶。小车上还装有无线接收模块，在两车之间实现信息传输。通过各模块的配合，在程序的控制下，最后检测证明小车能够快速稳定的实现在赛道上行驶、超车等任务。由于本系统需要两车的配合完成任务，因此要在两车之间建立通讯方式。在运动中的小车间建立联系，无线通讯无疑是简便可行的方法。在两车上各装有一块 NRF无线模块，NRF具有接收模式和发送模式，因此可以实现两车之间进行信息交换。 智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气技术、电气控制技术、智能控制等学科，智能控制技术是一门跨科学的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运行，可运用于科学勘探等用途，无需人为的管理，便可以完成预期所要达到的或更高的目标。智能机器人正在代替人们完成这些任务，凡不宜有人直接承担的任务，均可由智能机器人代替，可以适应不同环境，不受温度、湿度等条件的影响，完成危险地段，人类无法介入等特殊情况下的任务，智能小车就是其中的一个体现。智能车辆又称为轮式移动机器人，是移动机器人的一种，是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合体统。如果将以上技术引用到现实生活中，可以使我们的未来生活变得更加智能。除了潜在的军用价值外，还可以应用于科学研究、地质勘探、危险搜索、智能救援等，其在交通运输中的应用前景也受到西方国家的普遍关注。 //T0产生双路PWM信号，L298N为直流电机调速，接L298N时相应的管脚上最好接上10K 的上拉电阻。 /* 晶振采用12M,产生的PWM的频率约为100Hz */ #include J I A N G S U U N I V E R S I T Y 蓝牙智能小车 专业：测控技术与仪器 班级：测控1301 小组成员：何凯旋 学号：11 23 10 15 2016年 4月 目录 摘要 (1) 第一章蓝牙智能小车简介 (2) 第二章蓝牙智能小车机械结构 (3) 第三章蓝牙智能小车电路 (6) 3.1系统原理框图 (6) 3.2 电机驱动模块 (6) 3.3 信号检测模块 (7) 3.3 主控电路模块 (8) 第四章蓝牙智能小车软件结构 (9) 4.1 主程序程序图 (10) 4.2循迹流程图 (11) 4.3 红外避障流程图 (13) 4.4遇到的困难和解决办法 (15) 第五章心得体会 (17) 致谢 (17) 摘要 智能车辆作为现代社会的新产物，以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备，智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。这次创新课程，我们小组主要对蓝牙智能小车进行设计，利用了循迹传感器实现了循迹功能，利用红外传感器实现了避障功能，并将循迹和避障功能结合起来，完成了小车循迹跑一周并避障。 关键词：蓝牙智能小车循迹传感器红外传感器循迹避障功能 第一章蓝牙智能小车简介 机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。 控制器部分：接收传感器部分传递过来的信号，并根据事前写入的决策系统（软件程序），来决定机器人对外部信号的反应，将控制信号发给执行器部分。好比人的大脑。执行器部分：驱动机器人做出各种行为，包括发出各种信号（点亮发光二极管、发出声音）的部分，并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。对机器人小车来说，最基本的就是轮子。这部分就好比人的四肢一样。传感器部分：机器人用来读取各种外部信号的传感器，以及控制机器人行动的各种开关。好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。无线部分：用蓝牙从机的TTL接口接收信号反馈给单片机，还可以通过电脑的无线局域网网卡来控制路由器的TTL 串口来控制单片机的状态。由于蓝牙模块容易得到且接口方便，电压可以用+5V 控制，携带方便，便于在小车上安装。电机驱动：电机驱动需要大电流，较高的电压，考虑到单片机的负载能力，用L298N驱动模块来驱动电机，单片机输出逻辑信号控制L298N模块输出正反向电压，由此控制电机的正反转。 研究智能小车的背景和 意义 Revised by Petrel at 2021 随着计算机，微电子技术的快速发展，智能化技术的开发越来越快，智能程度也越来越高，应用的范围也得到了极大的扩展。智能小车系统以迅猛发展的汽车电子技术为背景，涵盖了电子，计算机，机械，传感技术等多个学科。同时，当今机器人技术的发展日新月异，其应用于考古，探测，国防等众多领域。无人飞船，外星探测，智能化生产等等无不得益于机器人技术的发展。一些发达国家已经把机器人设计制作竞赛作为创新教育的战略手段。从某种意义上来说，机器人技术反映的是一个国家综合技术实力的高低，而智能小车是机器人的雏形，它的控制系统的研究与制作将有助于推动智能机器人控制系统的发展[1]。随着智能化技术的发展，对于智能化技术的研究也越来越受关注。全国电子竞赛与各省电子竞赛几乎每次都有智能小车方面的题目，全国各大高校也都重视该项目的研究，可见智能小车具有较大的研究意义。 小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人等领域。在危险环境下，机器人非常适合使用。在这些险恶的环境下工作，人类必需采取严密的保护措施。而机器人可以进入或穿过这些危险区域进行维护和探测工作，且不需要得到像对人一样的保护。例如美国的“勇气”号和“机遇”号，在火星探测过程中分别在其着陆区域附近找到火星上过去曾有过水的证据，为人类对火星的探测做出了巨大的贡献[1]。 机器人的应用正逐步渗入到工业和社会的各个层面，如采用带有专用新型传感器的移动式机器人，连续监视采矿状态，以便及早发现事故突发的先兆，采取相应的预防措施；智能轮椅运用口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能，运用了现代高新技术来改善残障人们的生活质量和生活自由度。在智能车辆领域，智能小车自动行驶功能的研究将有助于智能车辆的研究。智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了新的解决途径。 “工欲善其事，必先利其器”。人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 本文所研究的内容涉及寻迹、避障、人工操控等多种功能，初步实现智能化，可做为各类科研的基础模型，具有较大的研究空间，适合于多种领域的智能化研究与开发。 智能小车是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的一种智能移动机器人。移动机器人作为现代高科技的集成体，是21世纪的科技制高点之一。移动机器人技术的发展，应该说它是科学技术发展的一个综合性的结果。同 智能循迹小车程序 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //D0-D7:f,b,a,e,d,h,c,g 共阴依次编码 //74LS04反相器驱动数码管 uchar code table[10] = {0x5F,0x42,0x9E,0xD6,0xC3,0xD5,0xDD,0x46,0xDF,0xD7}; uchar i = 0; //用于0-3数码管轮流显示uint j = 0; //计时的次数 uint time=0; //计时 uint pwm=16; //占空比 uint speed; //调制ＰＷＭ波的当前的值 sbit R=P3^2; //右边传感器 P3^2 sbit L=P3^3; //左边传感器 P3^3 //电机驱动口定义 sbit ENB=P1^0; //前轮电机停止控制使能 sbit ENA=P1^1; //后轮控制调速控制端口 sbit IN1=P1^2; //前轮 sbit IN2=P1^3; //前轮 sbit IN3=P1^4; //后轮 sbit IN4=P1^5; //后轮 void Init() { TMOD = 0x12; //定时器0用方式2,定时器1用方式1 TH0=(256-200)/256; //pwm TL0=(256-200)/256; TH1 = 0x0F8; //定时2ms TL1 = 0x30; EA = 1; ET0 = 1; ET1 = 1; TR0 = 1; TR1 = 1; } void tim0(void) interrupt 1 //产生PWM { speed ++; if(speed <= pwm) //pwm 就相当于占100的比例{ ENA = 1; } 智能搬运小车 摘要： 关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车 1.引言 1.1智能搬运小车研究的背景和目的： 运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。 1.2智能搬运小车的功能介绍： 智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。 2.总体方案及论证 2.1系统结构框图： 图1.系统结构框图 2.2具体设计： 整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手 模块、模拟电源模块、小车车体。将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端；车架结构选择铝板。 2.2.1系统机械部分 采用铝板安装设计图纸自行加工。即根据图纸首先用剪床剪得合适大小的铝板，再用钳工和折床将铝板做成合适的形状，再用钻床钻孔，用车床加工轴，用铣床加工轴套，最后安装即可得到所需的机械部分。 图2.小车底盘 图3.轴承座 研究智能小车的背景和 意义 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-SANYHUASANYUA8Q8- 随着计算机，微电子技术的快速发展，智能化技术的开发越来越快，智能程度也越来越高，应用的范围也得到了极大的扩展。智能小车系统以迅猛发展的汽车电子技术为背景，涵盖了电子，计算机，机械，传感技术等多个学科。同时，当今机器人技术的发展日新月异，其应用于考古，探测，国防等众多领域。无人飞船，外星探测，智能化生产等等无不得益于机器人技术的发展。一些发达国家已经把机器人设计制作竞赛作为创新教育的战略手段。从某种意义上来说，机器人技术反映的是一个国家综合技术实力的高低，而智能小车是机器人的雏形，它的控制系统的研究与制作将有助于推动智能机器人控制系统的发展[1]。随着智能化技术的发展，对于智能化技术的研究也越来越受关注。全国电子竞赛与各省电子竞赛几乎每次都有智能小车方面的题目，全国各大高校也都重视该项目的研究，可见智能小车具有较大的研究意义。 小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人等领域。在危险环境下，机器人非常适合使用。在这些险恶的环境下工作，人类必需采取严密的保护措施。而机器人可以进入或穿过这些危险区域进行维护和探测工作，且不需要得到像对人一样的保护。例如美国的“勇气”号和“机遇”号，在火星探测过程中分别在其着陆区域附近找到火星上过去曾有过水的证据，为人类对火星的探测做出了巨大的贡献[1]。? 机器人的应用正逐步渗入到工业和社会的各个层面，如采用带有专用新型传感器的移动式机器人，连续监视采矿状态，以便及早发现事故突发的先兆，采取相应的预防措施；智能轮椅运用口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能，运用了现代高新技术来改善残障人们的生活质量和生活自由度。在智能车辆领域，智能小车自动行驶功能的研究将有助于智能车辆的研究。智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了新的解决途径。? “工欲善其事，必先利其器”。人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。? 本文所研究的内容涉及寻迹、避障、人工操控等多种功能，初步实现智能化，可做为各类科研的基础模型，具有较大的研究空间，适合于多种领域的智能化研究与开发。 智能小车是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的一种智能移动机器人。移动机器人作为现代高科技的集成体，是21世纪的科技制高点之一。移动机器人技术的发展，应该说它是科学技术发展的一个综合性的结果。同 Arduino智能避障小车避障程序 首先建立一个名为modulecar.ino的主程序。 // modulecar.ino，玩转智能小车主程序 #include pinMode(ENA, OUTPUT); //依次设定各I/O属性 pinMode(IN1, OUTPUT); pinMode(IN2, OUTPUT); pinMode(ENB, OUTPUT); pinMode(IN3, OUTPUT); pinMode(IN4, OUTPUT); pinMode(trigger, OUTPUT); pinMode(echo, INPUT); sensorStation.write(90); //舵机复位至90? delay(6000); //上电等待6s后进入主循环 } //主程序 void loop() { read_ahead = readDistance(); //调用readDistance()函数读出前方距离Serial.println("AHEAD:"); Serial.println(read_ahead); //串行监视器显示机器人前方距离 if (read_ahead < no_good) //如果前方距离小于警戒值 { fastStop(); //就令机器人紧急刹车 waTch(); //然后左右查看，分析得出最佳路线 goForward(); //*此处调用看似多余，但可以确保机器人高速运转下动作的连贯性 } 智能搬运小车 摘要： 设计一个轮式小型机器人，在比赛场地里移动，将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定分值的高低。它模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。 关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车 1.引言 1.1智能搬运小车研究的背景和目的： 运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。 1.2智能搬运小车的功能介绍： 智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。 2.总体方案及论证 2.1系统结构框图： 图1.系统结构框图 2.2具体设计： 整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手模块、模拟电源模块、小车车体。将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端. 2.2.1系统布局部分 智能搬运小车 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院080813班 摘要： 关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车 1.引言 1.1智能搬运小车研究的背景和目的： 运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。 1.2智能搬运小车的功能介绍： 智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。 2.总体方案及论证 2.1系统结构框图： 89C52单片机 PWM 波 直流稳压电 源 减速直流电 机光传感器自动循迹舵机 夹取货物 电压比较器 图1.系统结构框图 2.2具体设计： 整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手模块、模拟电源模块、小车车体。将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端；车架结构选择铝板。 2.2.1系统机械部分 采用铝板安装设计图纸自行加工。即根据图纸首先用剪床剪得合适大小的铝板，再用钳工和折床将铝板做成合适的形状，再用钻床钻孔，用车床加工轴，用铣床加工轴套，最后安装即可得到所需的机械部分。 目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。 该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、驱动部分、CPU。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。 通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。 随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。本设计就采用了比较先进的C51 为控制核心，C51 采用CHOMS 工艺，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。智能小车国内外研究现状: 世界各国在智能微型车领域进行了很多研究，己经应用于各个领域，在4探测和军事领域使用特别多。近年来，我国也开展了很多研究工作，以满足不同用途的需要。 世界各国开发、研制星球探测车系统己经有了多年的历史。美国和前苏联是从20 世纪60 年代末期开始进行月球表面探测任务的。美国曾在1966-1968 年间，向月球成功发射了两次无人巡游探测器。1997 年，由美国JPL全称JetPropulsion Laboratory，美国太空总署喷气推进实验室研制的Sojourner 号探测车登上了火星。它验证了小型火星车的性能，并完成了一系列技术试验。2004 年 1 月，美国的“勇气号”和“机遇号”火星探测车再度登陆火星。前苏联在1959-1976 年间，总共成功发射了两个月球探测车。 单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活，生产上，单片机无处不在。ATMEL 公司的STC89C52 单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。STC89C52 可以说是单片机领域的主流产品，其应用如此广泛，所以有必要去学习和应用该单片机，以满足实际产品开发的需要，也是适应社会智能化、自动化的趋势。 通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。 寻迹小车 在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。 总体方案 整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。系统方案方框图如图1所示。 图1 智能小车寻迹系统框图 传感检测单元 小车循迹原理 该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号。 传感器的选择 市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示： 图2 ST168检测电路 ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。 R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路的灵敏度。因为传感器输出端得到的是模拟电压信号，所以在输出端增加了比较器，先将ST168输出电压与2.5V进行比较，再送给单片机处理和控制。 传感器的安装 正确选择检测方法和传感器件是决定循迹效果的重要因素，而且正确的器件安装方法也是循迹电路好坏的一个重要因素。从简单、方便、可靠等角度出发，同时在底盘装设4个红外探测头，进行两级方向纠正控制，将大大提高其循迹的可靠性，具体位置分布如图3所示。 毕业设计(论文) 开题报告 设计（论文）题目：基于单片机的智能小车 学院名称：电子与信息工程学院 专业：电子与信息工程 班级：电信092班 姓名：介派学号09401180228 指导教师：胡劲松职称教授 定稿日期：2013 年 1 月26 日 基于单片机的智能小车 1.课题研究背景和意义 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能车辆是目前世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动向。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车辆已在许多工业部门获得了广泛的应用。无论是从科学发展、理论研究的角度，还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看，对智能车辆的研究都是必要的。而智能小车的研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此，研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。 2.国外研究现状及发展趋势 2.1 国外智能车辆的现状研究 国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代，它的发展历程大致可以分为三个阶段： 第一阶段：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic公司研究开发出了世界上第一台自主引导车系统，该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。 第二阶段：从80年代中后期，世界主要发达国家对智能车辆开展可卓有成就的研究，在欧洲，普罗米修斯项目于1986年开始了在这个领域的探索，在美洲，美国于1995年成立了国家自动高速公路系统联盟，其目标之一就是研究发展智能车辆的可行性，并促进智能车辆技术进入实用化。 第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的是，美国卡基-梅陇大学机器人研究所一共完成了Navlab系列的自主车的研究，取得了显著的成就。 2.2 国智能车辆的现状研究 国的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究，随着ITS研究的兴起，我国已形成了一支ITS技术研究开发的专业技术队伍。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力，我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得智能避障小车
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