智能循迹避障小车设计方案与制作.docx
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智能循迹避障小车设计方案与制作
选题
智能避障小车的设计与制作
院系
电子系
专业
电子信息科学与技术
学生姓名
指导教师
张贺东
本选题的意义：
避障寻迹小车可以通过自动感知引导线以及躲避障碍物在工作当中取代人力运输，
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
及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。
它
在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途
径。
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。
电子设计涉及到
多个学科，机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术
等等，是众多领域的高科技。
电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，
可见其研究意义很大。
工作原理：
避障寻迹小车是通过红外探头以及寻迹模块感知外围状况，将所感知到的数据以1、0的信号形式返回给单片机，然后再通过单片机针对不同的情况进行控制，从而实现避障寻迹的功能。
研究内容：
在现有电动车框架的基础上，加装红外探头以及寻迹模块，实现对电动车的运行状况，运行路线的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所
检测的各种数据实现对电动车的智能控制，即自动避障、自动寻迹等功能。
在有轨迹的地方小车能够沿轨道行驶，当遇到障碍的时候就自动转入避障模块。
这种方案能实现对
电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
2
研究方法、手段及步骤：
1、循迹控制模块
采用AT89C52R作为控制核心。
STC89C52RC单片机成本低、性能高，超强抗干
扰（电源、复位电路都经过特殊处理，每个I／O口接有二极管钳位保护），超低功耗，无法解密，低EMI（电磁干扰），而且与传统805l单片机程序兼容，硬件无需改动，支持
ISP（在系统编程）及IAP（在应用编程）技术。
2、避障模块
采用三个红外探头，分别置于车的前、左、右放向。
当检测到前方有障碍物的时候将信息反馈到单片机，单片机再通过返回信息进行控制。
3、电机模块
采用直流电机。
直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当
的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。
对于直流电机的速度调节，可
以采用调节电压的方法，也可采用PWM调速方法。
PWM调速就是使加在直流电机两端的
电压为方形波形，通过改变方形的占空比实现对电机转速的调节。
4、电机驱动模块
采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动，驱动能力大，操作方便，稳定性好，性能优良。
参考文献
[1]《新编MCS-51单片机应用设计（第3版）》张毅刚编著哈尔滨工业大学出版社
2008年04月
[2]
《C语言程序设计（第三版）》
谭浩强编著
清华大学出版社
2005年07月
[3]
学位论文：
佚名
《智能小车设计毕业论文》
[4]
《单片机C语言编程与实例》
赵亮、侯国锐编著
人民邮电出版社2003年9月
[5]YamatoI,etal1NewconversionsystemforUPSusinghighfre2quencylink[J]1IEEEPESC,1988:
210-320.
3
摘要
本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C52为控制核心，利用车前三个红外探头检测周围信息，以及循迹模块对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从
而使小车能够自动避障和沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动避障寻迹的目的。
关键词：
AT89C51；直流电机；红外探头；循迹模块
4
Abstract
Thedesignisbasedonsinglechipmicrocomputercontrolautomatictracingsystem,includingsystemhardwareandsoftwaredesignmethodofcar.ThecartakesAT89C52asthecontrolcore,
usingthefrontthreeinfraredprobedetectionofperipheralinformation,andtrackingmoduleonpavementblacklocusweredetected,andthepavementdetectionsignalfeedbacktothemicrocontroller.Singlechipsignalgivestheanalysisjudgment,tocontrolthedrivemotortoadjust
thecarsteering,sothatthecarcanautomaticallyavoidobstaclesandalongtheblackpathautomaticdriving,realizeautomaticobstacleavoidancetracingpurposes.
Keywords:
AT89C51;infraredsensor;trackingmodule
5
目
录
摘
要..................................................................................................................................................
4
第一章
前言......................................................................................................................................
1
1.1
本选题的意义...............................................................................................................................
1
1.2
智能小车的发展现状及未来趋势................................................................................................
2
1.3
智能小车的研究意义....................................................................................................................
2
第二章
寻迹避障小车工作原理..........................................................................................................
3
2.1
壁障寻迹小车工作原理...............................................................................................................
3
2.2
控制系统总体设计........................................................................................................................
3
2.2.1AT98C52单片机.....................................................................................................................
4
2.2.2
红外探头避障模块................................................................................................................
4
2.2.3
寻迹模块................................................................................................................................
6
2.2.4
电源模块................................................................................................................................
6
2.2.5
电机及驱动模块....................................................................................................................
6
第三章
硬件设计....................................................................................................................................
8
3.1
总体设计........................................................................................................................................
8
3.2
驱动电路........................................................................................................................................
9
3.3
信号检测模块..............................................................................................................................
10
3.
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