智基于光电导航的智能移动测量小车--论文

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1、基于光电导航的智能移动测量小车目录第1章弓I言4第2章总体方案52.1需求分析52.2总体分析52.3方案确定5第3章硬件方案73.1车体设计73.2主控制器模块73.3电源模块73.4电机驱动模块73.5电机模块83.6循迹模块83.7测量显示83.7最终方案8第4章硬件实现及单元电路设计94.1主控模块94.2电源设计94.3驱动电路94.2循迹设计104.2测量显示10第5章系统软件设计方案11第6章系统的安装及调试126.1安装步骤126.2电路的调试1214第7章心得与总结12经费预算15附录第一章引言随着汽车工业的

2、快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们幵展了基于超声波和红外线的智能小车的避障研究。针对一种基于红外传感器的循迹小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态，在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。红外传感器以其独冇的特征而被青睐。该智能小车系统涉及直流电机控制技术、路径识别、传感技术、电子设计、程序设计等多个学科，磨练我们的知识融合和实践动手能力

3、的培养。摘要：智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探用途。本设计屮智能小车采用STC89C52单片机作为检测和控制的核心，实现智能小车的智能控制。驱动电机采用直流减速电机。关键词智能小车；单片机；红外线；循迹电源模块厂STC89C52第二章总体方案本章主要简要地介绍系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节屮将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能车控制系统进行深入的介绍分析。2.1需求分析设计一种基于红外循迹的小车移动平台

4、，借助红外传感器的使用满足在一定的复杂的环境屮自主循迹任务，使小车可以按轨道行走。2.2总体设计通过学和研究相关技术资料了解到，红外模块是系统的关键模块之一，方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此确定模块的方法是决定系统总体方案的关键。循迹模块采用红外传感器的优点是价格相对便宜，在满足系统的要求下具有较高的精度，能很好的循迹。2.3方案确定系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制，小车车头正中间红外传感器检测前方障碍物，用于判断是否需要转弯。系统总体的设计方框图如图1所示。测速模块测树木模块循迹模

5、块主控模块/电机驱动模块根据系统方案设计，系统包括以下模块：STC89C52主控模块、L9110电机驱动模块、电源模块、循迹模块、显示模块、测速测树木模块等。各模块的作用如下：STC89C52主控模块，作为整个智能小车的“大脑”，将发送采集红外等传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动直流电机等等完成对智能车的控制。电源模块，为整个系统提供合适而又稳定的电源；电机驱动模块，驱动直流电机完成智能车的加减速控制和转向控制；红外循迹模块，则能够达到循迹功能。显示模块，将测量结果显示。测速测树木模块，准确测量树木数量，隧道长度。第

6、三章硬件方案根据总体方案设计，对硬件结构的要求是：简单而高效，在不断的尝试后确定了以下的设计方案：3.1.1车体设计买现成的车模。经过反复考虑论证，我们制定了买左右两轮分别驱动，后万向轮转向的车模方案。即左右轮分别用两个转速和力矩棊本完全相同的直流减速电机进行驱动，后装一个万向轮。这样，当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。3.1.2主控制器模块采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我

7、们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势一一控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。51单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K,对于木设计也绰绰有余，更可贵的是51单片机价格非常低廉。3.1.3电源模块采用7.2V锂电池做电源，后为单片机，传感器供电。经过实验验证小车工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的耍求，而且电池更换方便。3.1.4电机驱动模块采用功率三极管作为

8、功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，加速能力强，采用由达林顿管组成的H型桥式电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下，精确调整电动机转速。这种电路效率非常高，H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制，是一种广泛采用的PWM调速技