智能小车运动控制系统的设计.doc
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湖南科技大学
毕业设计（论文）
题目
智能小车运动控制系统的设计
作者
唐伟东
学院
物理学院
专业
应用电子技术教育
学号
0808030103
指导教师
李志坚
二〇一二年六月一日
湖南科技大学
毕业设计（论文）任务书
物理学院电子系（教研室）
系（教研室）主任:
（签名）年月日
学生姓名:
唐伟东学号:
0808030103专业:
应用电子技术教育
1设计（论文）题目及专题：
智能小车运动控制系统的设计
2学生设计（论文）时间：
自2012年3月1日开始至2012年6月1日止
3设计（论文）所用资源和参考资料：
资源：
计算机及相关软件、因特网、图书馆藏书及期刊、中国知网等。
[1]徐国华,谭民.移动机器人的发展现状及其趋势[J].机器人技术与应用,2001.
[2]张铁,谢存禧.机器人学[M].广东:
华南理工大学出版社,2001.
[3]胡海峰,史忠科,徐德文.智能汽车发展研究[J].计算机应用研究,2004.
[4]朱茵,唐祯敏,朱钧.提高交通安全—实现智能汽车的研究[J].等。
4设计（论文）应完成的主要内容：
（1）分析智能小车的国内外现状和存在的不足并确立总体设计方案。
（2）利用电路设计软件设计出原理图和PCB图。
（3）完成硬件平台的装配并测试各模块的性能。
（4）编写初步的运行程序对小车的基本功能进行实现。
5提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
提交设计形式：
设计图纸和论文。
（1）要求认真、独立、按时地完成毕业设计的工作。
（2）论文结构合理、层次分明、论据充分、逻辑严密、力求创新。
（3）按照学校规定的论文（设计）要求和撰写规范进行论文的撰写。
6发题时间：
2011年12月25日
指导教师：
（签名）
学生：
（签名）
湖南科技大学
毕业设计（论文）指导人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]
指导人：
（签名）
年月日
指导人评定成绩：
湖南科技大学
毕业设计（论文）评阅人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]
评阅人：
（签名）
年月日
评阅人评定成绩：
湖南科技大学
毕业设计（论文）答辩记录
日期：
学生：
学号：
班级：
题目：
提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1设计（论文）说明书 共 页
2设计（论文）图纸 共 页
3指导人、评阅人评语 共 页
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]
答辩委员会主任：
（签名）
委员：
（签名）
（签名）
（签名）
（签名）
答辩成绩：
总评成绩：
摘要
随着传感技术、信息处理、人工智能和自动控制等科学技术的迅猛发展，智能小车作为一种轮式移动机器人在航空航天、智能探测、无人驾驶以及灾后救援等领域发挥着不可替代的作用，因此，对智能小车运动控制系统的设计与实现具有相当大的理论和现实意义。
本设计采用意法半导体公司基于Cortex-M3内核的32位嵌入式微控制器STM32F103RBT6作为智能车的核心处理器，该处理器具有高速的数据处理能力，并且在片内集成了丰富的外设资源。
探测部分采用红外光电传感器来进行环境的感知和识别，车体驱动采用直流电机的两轮差速驱动模式，能够进行灵活转向与快速行驶。
采用光电编码盘对智能小车进行实时测速并利用PID运算对小车的速度进行精确控制。
为了实现对智能小车的远程遥控及视频传输，论文的拓展部分研究了利用WI-FI无线局域网作为传输通道的智能车实时控制系统。
本设计中软硬件的开发采用了模块化的设计方法，所设计的智能小车具有集成度高、体积小、功耗及成本低、速度快等优点，可实现路径识别、避障碍、走迷宫以及远程遥控等功能，可用于各种智能车竞赛。
关键词：
智能小车；STM32；路径识别；PID控制；无线局域网
ABSTRACT
Alongwiththesensingtechnology,informationprocessing,artificialintelligenceandautomaticcontroloftherapiddevelopmentofscienceandtechnology,Intelligentvehicleasarobotplaysanirreplaceableroleinaerospace,intelligentdetection,unmannedandaidafterdisastersetc,therefore,designandimplementationtheintelligencecarmovementcontrolsystemhasthequitebigtheoreticalandrealisticsignificance.Thisdesignusethestmicroelectronics'embeddedmicrocontrollercontrollerof32bitsSTM32F103RBT6whichbasedonCortex-M3kernelasthecoreoftheintelligentcar'sprocessor.Theprocessorwithhigh-speeddataprocessingabilityandintegratedrichperipherals'resources.DetectionpartuseinfraredsensorstoperceptionandrecognitiontheenvironmentusethetworoundsofdifferentialdrivemodeofDCmotorforbodyworkdrive,whichcanbeflexiblesteeringanddrivingfast.Adoptingphotoelectriccodeddisktotheintelligencecar'sreal-timespeedmeasurementandbyusingPIDoperationtocontrolthespeedofthecarprecisely.Inordertorealizetheremotecontrolandvideotransmissionoftheintelligentcar,theprolongationofthethesisresearchthatusingWI-FIastransmissionchannelsoftheintelligentcar'sreal-timecontrolsystem.Inthedesignpractice,softwareandhardware'sdevelopmentusingmodulardesignmethod,theintelligentcarhasahighlevelofintegration,smallvolume,lowpowerconsumptionandlowcost,fastspeed,etc,canrealizepathidentification,avoidobstacles,gothroughamazeandremotecontroletc,canbeusedtoallkindsofintelligentcar'srace.
Keywords:
Intelligentvehicle;STM32;Pathidentification;PIDcontrol;WLAN
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
目录
第一章绪论 1
1.1选题背景 1
1.2课题的研究目的和意义 1
1.3论文内容概要与组织结构 2
第二章智能小车的总体设计方案 3
2.1硬件平台的整体结构设计 3
2.1.1硬件设计平台介绍 3
2.1.2整体结构设计 3
2.1.3传感器的布局 5
2.2软件部分的模块设计 6
2.2.1软件开发平台介绍 6
2.2.2功能模块的软件设计概述 7
第三章硬件设计 8
3.1电源系统的设计 8
3.2微控制器模块 9
3.2.1STM32微控制器简介 9
3.2.2微控制器最小系统 9
3.3传感器模块 11
3.3.1红外光电传感器的工作原理 11
3.3.2传感器的电路设计 12
3.4电机驱动模块 13
3.4.1直流电机的选取 13
3.4.2电机驱动芯片的介绍 14
3.4.3电机驱动电路的设计 15
3.5速度检测模块 15
3.5
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