智能小车
摘要
本文基于Arduino、51duino设计了一种能够智能移动避障及智能抓取分拣货物的机械装置，由电源模块、超声波传感器模块、电机驱动模块、调试模块、MCU模块、压力传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块，WIFI模块、51duino机器人驱动板模块、Robot-Eyes高清摄像头等模块组成。本文主要从硬件与人机交互方面来解释如何利用红外传感器检测障碍物，并实现自动避障的功能；如何利用无线传输与相应的传感器使得抓取装置更好的抓取货物，从而突出该机械装置的优越性。
关键词：智能小车单片机避障摄像人机交互
目录
第1章绪论
1.1引言
智能，在科技高速发展的今天，已成为一个引领时尚前沿的代名词，智能手机，智能机器人等等已经在工业，军事中得到广泛的作用，在不为人们所熟知的领域，如深海探测，航空航天，地质勘探，智能也发挥着举足轻重的作用[1]。智能车是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。整个系统设计集中运用了自动化控制、传感技术、导航、电子、电气、PC机、机械、人工智能等多个学科的知识[2]，是典型的高新技术综合体。以后智能机器人的应用领域会愈发广泛，如在航天航空技术、海洋能源开发技术、微电子技术、制造与维修技术、农业自动化、生物医学等领域会有很大的突破和进展。
1.2课题研究目的及意义
自第一台工业机器人诞生[3]以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人工作的机器一直是人类的梦想，其中智能小车可以作为机器人的典型代表。其需要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，使用传感器感知路线并做出判断和相应的执行动作。智能小车设计与开发涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科。它可以分为三大部分：传感器检测部分，执行部分，CPU。现代智能小车发展很快，从智能玩具到各行业都有实质成果，其基本可实现循迹、避障功能等基本功能。
日本目前投入市场的不再是高性能的工业机器人，微型机器人汽车也正在逐步的进入市场。日前由日本科研人员研发的两款微型机器人汽车与大众见面，汽车内安装有最尖端的视觉识别系统，通过内部的摄像头与传感器能够使小车自动识别障碍物，从而避免碰撞，并判断小车与障碍物之间的距离。目前研究人员已经将小车的这种自动识别系统应用到汽车工业领域去，这将为陷入低靡的汽车行业注入新的活力[4]。
随着计算机、自动控制、微电子技术、人工智能、虚拟现实、微纳米技术、
仿生学、材料等相关学科领域的发展，避障循迹小车可以通过自动感知引导线以及躲避障碍物在工作中取代人力运输，节省人力以及成本。智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。此类机器人以后对我们的研究和生活定会发挥至关重要的作用，在以后对车辆的自动驾驶，飞船的自动航行模式及深海自动探测有很大的研究价值。
1.3课题研究现状及发展趋势
智能小车，也就是轮式机器人，主要有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[4-7]。现在智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几年的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展，比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。随着人工智能的不断发展，尤其是那场AlphaGo与李世石的世纪之战给人们留下了深刻的印象，智能机器人的研究取得了新进展。美国的Alphabet公司研制出的机器马可用于救灾物资上的运输，英国设计出吃苍蝇老鼠的机器人家具，法国研发出“儿童机器人”，欧洲研发出超级机器人，能预知人类意图等。这些都与我们的生活息息相关，给我们的生活带来了极大地方便。我国一直比较重视智能机器人的研究，国家“863”智能机器人专家组将智能机器人的研究作为今后发展的重点。许多大专院校和科研机构都在着手智能机器人的研究和开发工作，相继几所高校进行了这方面的研究并取得了一定的成果，如沈阳自动化所的AGV小车，上海大学的导购机器人和哈工大研究所的导游机器人，清华大学智能技术与系统国家重点实验室研制的THMR系列微型移动车，整个系统包括摄像机，磁罗盘，差分GPS，电子地图等车载设备，保证了移动车控制系统能够实现自主驾驶与辅助驾驶。除此之外，以哈尔滨工业大学为首的众多高校也先后在“机器人足球赛”“机器人起重大赛”这些具有国际水平的人工智能竞赛中取得优异的成绩[8]。
此次设计的智能车可以作为机器人的典型代表，主要实现以摄像头实现无线数据传输，通过温度湿度传感器感应外界环境选择最佳路线和避障等多个功能。智能车可以分为四大组成部分：传感器检测部分、小车执行部分、抓取部分、CPU。机器人要实现选择最佳路线和避障功能，感知外界路面的路面情况和障碍物，可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线并平稳的行驶。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般需要要准确到到指定地点，要求精密感知与直流电机相互配合完成，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可
以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第一种方案。CPU使用Arduino单片机，配合软件编程实现。抓取部分功能的实现需要更多的传感器与51duino控制器的配合，如压力传感器对货物的压力的检测将数据传到移动终端，通过移动终端来控制抓取装置舵机的移动角度来改变抓取货物时所受的力。
1.4人机交互结合运用
人机交互是一种人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定的任务的人与计算机之间信息交换过程。这次我们所做的小车就是通过移动终端设备对小车进行监控，从而实现一种准确分拣并运输的功能。监控小车的实现以摄像头对路面情况的勘测通过无线传输到我们的移动终端设备上，再通过温度湿度传感器感应外界环境或我们自设定而选择最佳路线和避障。待小车到达指定的物流分拣区域时，利用抓取装置的摄像头对物品进行一个二维码的扫取再通过操作系统对货物进行一个分拣，这一系列动作人们只需要通过移动设备进行监控或操作即可，使人的劳动力得到极大地解放。
随着计算机领域的不断发展，人机交互技术亦日趋成熟，操作命令也越来越多，功能也越来越强。随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似自然语言或受限制的自然语言这一级别进行交互成为可能。此外通过图形进行人工交互也吸引着人们去研究。这些人机交互可称为智能化人工交互。根据未来社会的发展趋势，我们选择一种人工交互式的方法结合分拣装置运用于日常生活的运用。
第2章小车的总体硬件设计
2.1小车车体设计与移动避障的原理
本文所述小车采用RP5大功率坦克车体，它采用带电机的大扭力280马达，组合斜齿+金属齿，形成大扭力、低噪音底盘系统，具有动力性能强、底盘稳定性高、可原地转圈、转弯灵活等特点。负载能力至少3KG以上。可以越障碍物，比一般的轮式小车更具有稳定性和灵活性，从而适合比较高要求的场合如模拟物流分拣。
小车原理结构框图如图2-1所示，系统以Arduino单片机为核心，配合外围电路共同完成信号采集、路线检测、障碍检测、按键输入、信号显示和小车姿态控制等功能。系统采用高性能的单片机，要求工作稳定、处理速度快、通用性强，
保证小车移动避障的稳定性及可靠性，而且成本低。
小车移动避障部分是能够采集周围环境障碍物的信息，并返回至单片机进行处理，其组成部分包括：环境信息采集电路、放大电路、单片机控制电路。
路线采集电路一般有脉冲调制的反射式红外发射接收器和信号放大器组成，脉冲调制的反射式红外发射接收器根据不同颜色对光的反射程度不同，将路线信息送至放大器，放大器可作为比较器可作简单的滤波，放大器将从脉冲调制的反射式红外发射接收器返回的信号转化为单片机可识别的电平信号后送入单片机。Arduino单片机可根据接收的信息判断路线的信息，实现对左右两侧直流电机工作状态的控制，以实现左右转向，最终实现选择最佳路线的功能。
避障部分则有超声波模块和两路脉冲调制的反射式红外发射接收器。超声波可实现测距，利用超声波返回的信号变化使单片机产生中断，实现障碍的判断，当距离大与某个值时可继续前进，当距离小于某个值时则单片机进行处理，实现避障。
2.2小车微处理器硬件设计
微处理器是小车的核心部分，主要完成对外围各个模块的管理，实现对外围模块的信号发送，以及对传感器模块的信号采集，并根据软件算法对所采集的信号进行处理，发送信号给执行模块进行任务执行，还对各种突发事件进行监控和处理，保证整个系统的正常运作。这里采用Arduino单片机，其工作条件与端口的介绍：
1. 微控制器核心：AVRmega168-20PU/ mega328P-PU（处理速度可达 20MIPS）
2. 工作电压：+5V
3. 外部输入电压：＋7V～＋12V（建议）
4. 外部输入电压（极值）：+6V≤Vin≤＋20V
5. 数字信号 I/O 接口 0～13：共 14 个，其中 6 个 PWM 输出接口（Pin11、
Pin10、
Pin9、Pin6、Pin5、Pin3）
6. 模拟信号输入接口 0～5：共 6 个
7. DC I/O 接口电流：40 mA
8. Flash 容量：16 KB/32KB (其他 2K 用于 bootloader)
9. SRAM 静态存储容量：1KB
10.EEPROM 存储容量：512 bytes
11.时钟频率：16MHz、支持 USB 接口协议
12.支持 USB 供电与外部供电
13.支持 ISP 下载功能
14.支持插针
2.3小车电机驱动部分设计思路
小车车体为RP5-CH02玩具坦克车底盘，为差动式履带车,由于其为大功率，采用带电感的大扭力260型马达，形成大扭力、低噪音底盘系统，具有动力性能强，因此也需要大电流大功率驱动模块。左右两侧的电机分别由电机驱动芯片
L298N来驱动。L298N是一种内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机，可分别独立驱动两个直流电机。L298N的信号输入端和使能端接收到来自单片机的信号，控制电机的通断以及正、反转，还可以通过向使能端输入不同占空比的方波信号来调整电机转速(PWM方式)。如图所示，小车采用直流电机提供动力，L1、L2两个大电感对电机其保护作用。由有L298驱动模块驱动电机，L298N是一种内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器[13], 接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机，可分别独立驱动两个直流电机，本设计即用了这样的连接方式驱动左右两个电机，E1、E2接控制使能端，控制电机的停转；In1~In4接单片机的输出端，用于控制电动机转向。
2.4避障模块电路
避障模块有两部分组成，包括探测左前右前的红外摄像头（如图2.4A）和超声波（如图2.4B）。
图 2.1.4A左前右前避障模块
图2.1.4B 超声波模块
其中如图2.4A示，左前右前避障传感器为脉冲调制的反射式红外发射接收器，但其较容易受光线影响，而图2.4B示的超声波模块测距对所探测物体斜度有要求，两者结合既可不受被测物体斜度的影响，而且可以对高度不同的障碍物
进行探测，增加了探测的准确性和全面性，增加了避障的准确度。
2.5温度传感模块
我们选择的温度传感器2010 年最新推出的 Analogue Temperature Sensor 采用 NS 公司（美国国家半导体公司）生产的温度传感器 LM35，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例，每升高 1℃，输出电压增加 10mV。从使用角度来说，热电偶常用于高温测量，铂电阻用于中温测量（摄氏 800 度左右），而热敏电阻和半导体温度传感器适合于 200 度以下的温度测量。
LM35 就是一款半导体温度传感器与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35 无需外部校准或微调，可以提供±1/4℃的常用的室温精度。LM35输出数据通过Arduino板传到我们的移动终端，通过移动终端更好调控小车的路线从而避免小车在极寒或极热的工作状态下工作，从而增强其使用性能与寿命。
第3章抓取装置的总体硬件设计
3.1抓取装置设计及工作原理
抓取装置是该分拣结构一重要环节，其工作原理就是利用成像摄像头对二维码的扫取，将数据传输到51duino板中，51duino进行数据分析后控制电机的转角与速度从而达到对货物进行分拣的功能。
抓取装置关键部位为电机，我们抓取装置所用的电机为伺服电机。其内部有一个基准电路，产生周期为 20ms，宽度为 1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。经由电路板上的 IC 判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为 0，电机停止转动。
3.2抓取装置微处理器设计
抓取装置的微处理器采用的是52duino控制器。51duino使用了增强型的51内核单片机STC11F32XE，驱动板硬件资源特性:
1. MCU 处理器--STC11F32XE,32K Flash,1280字节SRAM,板载晶振
22.1184MHz,与传统51单片机相比,具有以下特点:
1) 低功耗,强抗干扰,超强加密;
2) 支持 1T 模式,22.1184MHz主频约相当于传统单片机主频 265MHz;
3) 支持 IAP 技术,29K EEPROM 空间可用于保存用户数据;
4) 具有独立的波特率发生器.
2. 电机驱动芯片
--L298,内置双路全桥驱动电路,可驱动 2 路直流电机,也可以驱动两相步进电机，标配 2A 驱动电流,全新进口 SMT 封装,性能大大优于国产插件封装L298,价格也贵得多.
3. 电源稳压
--2 片 LM2596,分别支持 3A 电流驱动输出,全新进口芯片,发热小,性能和价格远高于国产芯片
4. 接口资源和特点
1) 1个电机输出接口,标配驱动2路直流电机(也可用并联方式驱动4路小电流电机),可选驱动步进电机;
2) 1 个电机扩展逻辑控制接口,用于控制外接大功率电机底盘(如大脚电机);
3) 5 路舵机驱动接口(可以扩展至 8 路);
4) 1 个舵机扩展逻辑控制接口组, 用于控制外接超大功率舵机;
5) 3 路红外避障接口;
6) 1 个 TTL 排针串口;
7) 1 个红外一体化接收头;
8) 4 路预留接口,可接温度传感器.超声波模块.I2C 接口的 FM 模块等;
9) 1 个 USB 接口,完美适配 703 等无线路由,集 5V 供电和 TTL 串口于一体,也可以外接串口模块,如指纹模块等;
10) 1 个最大输出 500mA 电流驱动接口,可以接红外发射头.蜂鸣器.强光二极管,继电器等;
11) 1 个电源开关,8A 工作电流,超强可靠性;
12) 1 个直流电源输入接口,7-15V 范围输入;
13) 1 个 5V 电压输出接口,标配 1A 电流;
14) 电机驱动电压选择跳线开关,可选 6V/9V/12V 输出.
15) 6 组高亮 LED 运行指示灯.
16) 关键逻辑部分均使用光耦进行隔离，极大地提高了稳定性.
17) 自带 MAX232 隔离，可使用 STC-ISP 下载程序在线编程.
其原理电路图：
3.4摄像传感模块
摄像传感器支持多物体，多色彩识别，其也支持多种通信方式，如SPI，I2C 等，可以直接插在Arduino控制板上面。把它安装在机器人上，想到与给机器人加上了一副眼睛。它搭载的图像传感器配合强大的硬件，可以配合PC追踪、分析多色的数据。其强大的处理器上搭载一个图像传感器，它会选择性处理有用的消息，因为它采用颜色为中心的办法—使该产品只是将特定的物体的视觉数据发给相互配合的微型控制器，而不是输出所有的视觉数据进行图像处理，所以Arduino很容易和它微控制器很容易交流。
摄像传感模块利用摄像头的成像原理，其输入方式：利用摄像头对货物单上的二维码进行扫码，将数据传给51duino，然后再进行下一步的抓取动作。当然小车上的摄像头可对抓取装置的动作进行监控，将数据与动作传给移动终端设备，人为亦可以进行强行干预，中断小车的抓取等一系列动作。
3.4压力传感模块
FSR402压力传感器是Interlink Electronics公司生产的一款重量轻、体积小、感测精度高、超薄型电阻式压力传感器。这款压力传感器是将施加在传感器薄膜区域的压力转换成电阻值的变化，从而获得压力信息，压力越大，电阻越低。我们将抓取装置的抓取位置上安装该压力传感器，当有压力输入时，将电阻值的变化通过放大器传给51duino，51duino根据内部的编程来对伺服电机进行输出，控制伺服电机的的转速与角度来更好更稳定的抓取货物。
总结
该智能分拣装置采用人工交互式与多种传感器相互结合的特色，使得人们只需从移动终端监控该分拣装置的动作，不需人为对货物进行分拣，减轻了人力的劳动。多种传感器的相互结合使用，增强了该智能分拣装置的操作稳定性与准确性。人工交互式的运用，使得分拣装置更加智能，方便操作，达到人与机器的一种交流。
参考书籍：
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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 } 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 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 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 } 基于语音识别的智能小车 摘要 随着计算机技术、模式识别和信号处理技术及声学技术等的发展，使得能满足各种需要的语音识别系统的实现成为可能。近二三十年来，语音识别在计算机、信息处理、通信与电子系统、自动控制等领域中有着越来越广泛的应用。本设计是语音识别在控制领域的一个很好实现，它将原本需要手工操作的工作用语音来方便地完成。 语音识别按说话人的讲话方式可分为孤立词(Isolated Word)识别、连接词(Connected Word)识别和连续语音(Continuous Speech)识别。从识别对象的类型来看，语音识别可以分为特定人(Speaker Dependent)语音识别和非特定人(Speaker Independent)语音识别。本设计采用的识别类型是特定人孤立词语音识别。 本系统分上位机和下位机两大方面。上位机利用PC上MATLAB强大的数学计算能力，进行语音输入、端点监测、特征参数提取、匹配、串口控制等工作，根据识别到的不同语音通过PC串口向下位机发送不同的指令。下位机是单片机控制的一个小车，单片机收到上位机传来的指令后，根据不同的指令控制小车完成不同的动作。 该设计对语音识别的现有算法进行了验证和实现，并对端点检测和匹配算法进行了些许改进。本设计达到了预期目标,实现了所期望的功能效果。 关键词：MATLAB，语音识别，端点检测，LPC，单片机，电机控制 SMART CAR GASED SPEECH RECOGNITION ABSTRACT With the development of computer technology,pattern recognition,signal processing technology and acoustic technology etc, the speech recognition system that can meet the various needs of people is more possible to achieve.The past three decades, the voice recognition in the field of computer, information processing, communications and electronic systems, automatic control has increasingly wide range of applications. Speech recognition by the speaker's speech can be divided into isolated word (Isolated Word) identification, conjunctions (Connected Word) and continuous speech recognition (Continuous Speech) identification. Identifying the type of object from the point of view, the voice recognition can be divided into a specific person (Speaker Dependent) speech recognition and non-specific (Speaker Independent) speech recognition. This design uses the identification type is a specific person isolated word speech recognition. This design is of a good implementation of speech recognition in the control field, it does the work that would otherwise require manual operation by the voice of people easily.This system includes two major aspects:the host system and the slave system. The host system use the MATLAB on the computer which has powerful mathematical computing ability to do the work of voice input, endpoint monitoring, feature extraction, matching, identification and serial control,then it send different commands through the PC serial port to slave system according different recognised voice. The slave system is a car controlled by a single-chip micro-controller.It controls the car do different actions according different instructions received. 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 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。语音识别智能小车资料
智能避障小车
智能汽车简介
智能小车成果摘要与应用前景
PWM调速+循迹__智能小车程序
智能小车报告
研究智能小车的背景和意义
智能循迹小车程序
智能搬运,小车讲解
研究智能小车的背景和意义
Arduino智能避障小车避障程序
基于语音识别的智能小车设计-毕设论文
智能搬运小车
智能小车研究目的和意义
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