智能车制作全过程
(本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.)
下面我们来立即开始我们的智能车之旅:
首先,一个系统中,传感器至关重要.
"不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式.
传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别)
接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息:
大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题:
其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波
频率50HZ。
仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈.
现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886.
其实,这个芯片就是一个功率放大的模块.我们知道,单片机输出的PWM信号还是TTL信号,是不能直接用来驱动电机的.非要通过功率模块的放大不可.这个道理其实很简单,就像上次
我给大家画的哪个电子琴电路的放大电路一样:
看上面的那个三极管,就是将TTL电路的电流放大,才能够来驱动蜂鸣器.其实这里的这
个MC33886就是这样的一个作用.而且我们自己也完全可以用三极管自己搭建一个这样的功
率放大电路,当然,驱动能力肯定不如这里的这个MC33886(如我们用三极管就搭建了超过
MC33886的电路,摩托罗拉就不会卖几十块钱一个了.呵呵.)知道了这个MC33886的工作原理,就好说了,一句话,通过PWM来调节电机的速度.当方波中高电平占的比例大,电机的平均电压肯定高,转速肯定快.也就是说,PWM的占空比越大,电机转速越高.
看,就这么简单,这个智能车就做好了.接下来,我们就把我们知道的PID知识放到舵机
和直流驱动电机的控制中去.就可以达到一个比较好的控制效果.
如果要达到更高的水平,肯定机械方面的改造也少不了.当然,这不属于本文的讨论范围.呵呵.
基于视觉的高速寻线机器人设计与实现
在最近一些机器人竞赛中，对于机器人的寻线行走，除了要求精确之外，对机器人寻线速度也提出了很高的要求，速度往往成为某些比赛制胜的关键。在最近教育部推出的全国大学生智能汽车大赛中，更是将寻线速度定为比赛的主题。本文在总结参加此类赛事的基础上，提出了一种将单片机作为核心控制器，利用低分辨率摄像头代替通用光电传感器的机器人高速寻线行走机构设计方法。
1 车体机械设计
为了体现速度要求，采用仿真赛车模型作为车体机械平台。采用后轮驱动，前轮转向的工作方式，实现高速转向运动;而如果采用两轮式结构，通过双电机差速方式实现的转向运动，在高速转向情况下，对电机同步控制要求很高，难以实现。前轮转向采用舵机驱动，后轮驱动通过直流电机传动到后轮轴，利用机械差速机构避免转向打滑。其各主要部件安装位置如图1所示。
图1 车体实物及结构示意图
机器人采用摄像头作为寻线传感器，为了使摄像头获得很好的前方视野，将摄像头安装在车体前部高处，从而捕获车体前方足够丰富的路线信息，实现线路预判，这是视觉方案在寻线速度上大大优于光电传感器方案的关键。
2 硬件电路设计
这里主要介绍作为核心控制器的单片机性能以及视频采集模块电路结构，简要介绍其他模块硬件实现。系统整体结构如图2所示：
图2 系统硬件结构设计图
2.1 核心控制器设计
为了实现视频采集，考虑综合性价比、设备安装等因素，核心控制器选用Freescale公司的16位高性能单片机——MC9S12DG128（以下简称S12）。它的指令处理时钟可以达到38MHz，其A/D转换器的工作时钟可以达到16MHz，用于采集视频。同时它拥有8路PWM通道，控制舵机和直流电机完成转向和速度控制;8路捕捉/比较通道获取作为速度传感器的编码器脉冲信号;串行通信接口用于无线调试;多达64个IO（通过IO复用方式）足够用于状态显示及参数设置。另外，其拥有128k的flash存储空间，无需进行存储器扩展，在片内就可以实现视频数据存储和调用。如图2所示，整个系统采用一块单片机，无需添加其他控制器、存储器，成为真正的“单片”系统。
2.2视频采集模块
由于单片机A/D速度限制，需要选用低分辨率的黑白摄像头。因为低分辨率意味着视频单行扫描时间的增加，而黑白摄像头意味着只需要单路A/D就可以完成视频采集工作。选择了Omvision生产的ov5116芯片为内核的CMOS黑白摄像头，分辨率为320×240，图像刷新频率50Hz。同时选用LM1881视频同步信号分离芯片提取视频信号中的行同步和场同步信号，连入s12的脉冲捕捉通道。通过捕捉信号触发AD模块工作，采集存储视频数据。
图3 视频采集电路原理图
2.3电机控制及电源
选用Mabuchi公司生产的RS-380SH直流电机作为主驱动电机，通过PWM信号控制。选用Freescale公司的MC33886全桥驱动芯片，通过两路半桥实现电机正反转。这里的电机反转并不为实现倒车，而主要用于车体减速。在进行电机正反转切换时，电机驱动电流会随着负载增大而瞬间放大，因此需要增大稳压能力，保证系统正常工作电压，避免单片机自动重启。在整个系统中，有多种电压需求，单片机和舵机为5V供电;CMOS摄像头为6～9V。因此，为了方便开发，这里选用最常用的7.2V充电电池组。只需在系统内加入5V稳压芯片，提供5V 电压。
3 视频采集与处理
这里重点介绍用s12片内A/D实现视频采集和视频处理工作。
3.1视频采集
S12上AD标准工作时钟为2MHz，而AD采样至少需要14个时钟周期。由此可得，每采集一次需要7us=14/2M。根据视频传输原理和CMOS摄像头参数，视频单行扫描时间为。因此，在默认时钟工作情况下，A/D模块单行只可以采集9个视频点，采集效果如图5。
图4 2MHz A/D时钟下视频采集效果
这种采集效果显然无法满足寻线控制要求，因此需要加快AD工作时钟，将速度提高8倍，达到16MHz，采样所需时间也同比视频加快8倍，理论上，单行可以采集77个点。实际采集效果如图5，精度达到40×76象素。这样的视频效果足已达到寻线精度要求。（由于采集精度很高，其中每行视频中多个采样点位于视频行消隐区，即图像两侧黑色区域）
图5 16MHz A/D时钟情况下视频采集和视频处理效果
3.2视频处理
通过视频处理，提取视频中的黑线位置。由于视频图像简单，视频处理算法采用边缘检测算法，即每行相邻两点数据做差，根据差值大小及正负，获取视频图像中的“白变黑”和“黑变白”的黑线边缘位置。同时，通过计算两个边缘位置的距离，判断“黑线”宽度，过滤其他干扰。视频处理效果见图5。
为了节省系统资源，系统并没有将320行视频全部采集，而选取视频中的40行进行采集，仍然可以达到寻线控制要求。同时，利用非采集视频行的系统空闲时间进行视频处理和运动控制工作，实现边采集边处理边控制。另外，这种方法并不需要保存全部视频数据，而仅存储视频处理后的黑线位置数组，减少系统存储空间占用和程序执行时间。
4 运动控制策略
该行走机器人主要设计目的是提高寻线行走速度。摄像头的使用，正是为了增加前方线路探测距离，给运动控制提供充足的决策时间。因此，其运动控制策略也基于此方案。本系统采用预瞄与PID相结合的方法实现速度和转向控制。
基于单片机采集的视频，判断车体前方道路情况，可以明显区分弯道直道以及弯道曲率大小。而在不同道路情况下，车体受自身机械结构和电机特性等因素影响，有不同的行驶表现。在弯道行驶中存在最佳入弯速度，弯道行驶速度以及弯道行驶路线。而在直道行驶中，虽然车体速度越快越好，但是为了安全地完成直道入弯道，必须进行入弯提前减速。这点是摄像头方案在速度上优于红外光电传感器方案的关键：足够充分的预判距离，保证了足够充分的减速时间和距离，取得最快入弯效果
控制算法说明如下：首先求取黑线位置数据方差，根据方差大小，判断黑线弯曲程度，将赛道简单分成3种：直道、小弯道和大弯道。通过大量试验，获取三种赛道的最佳车速，采用闭环PID控制实现车速控制。对于转向控制，由于追求寻线速度并不追求精确横向控制，采用PD控制算法结合预瞄算法。根据线路情况，动态调整转向控制距离。按照模糊控制模型，根据人驾驶车辆习惯，在直道运行时，利用较远视频行进行横向控制，当进入弯道，采用近端视频行。转向公式如下：
根据此速度和转向控制策略，经过大量实际的试验，最终获得良好的车体寻线运动效果,平均寻线速度可以达到2.5m/s，明显高于普通行走机器人设计方案。由于本文重点阐述系统构建方案，而对于采用的控制算法部分，各个车体机械和电机差异很大，试验数据不具备参考性价值，因此在此仅对算法策略进行说明。
5总结与展望
本文设计了一个基于视觉的以高速寻线为目的的行走机器人系统。系统采用一块高性能单片机，完成了从视频采集到视频处理，最终实现速度和转向控制的一套寻线行走功能。系统轻便灵巧，无需存储器扩展和其他可编程器件配合，搭建费用低。该方案在参加第一届全国大学生智能车大赛中，系统运行平稳，取得了非常优异的成绩。
创新点：系统没有采用通用的红外光电对管，而采用低分辨率摄像头作为寻线传感器。同时打破传统观念，仅利用一块单片机完成视频采集处理，由于视频获取的路线信息比红外光电传感器方案要丰富的多，因此这种低成本的视频寻线解决方案，使运动控制算法开发提供很高的灵活性。系统由于单片机速度限制，尚不能实现彩色视频采集工作，因此无法实现复杂视频图像的寻线工作。
本系统方案，除了应用在某些机器人大赛中，还可以用于智能车辆的导航算法研究上。系统实现简单和成本低正好解决了智能车辆研究中存在的相应问题。同时，本系统也可以作为良好的教学平台，供控制理论和视频处理教学使用。
作者：关军杨明
江阴职业技术学院项目设计报告 项目：超声波避障小车的设计与制作 专业应用电子技术专业 学生姓名 班级10应用电子()班 学号 指导教师 完成日期
智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作（以下简称智能小车），论文对智能小车的方案选择，设计思路，以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。
Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.
智能车制作全过程(飞思卡尔) 前言：仅为有飞思卡尔智能车竞赛或其他车类竞赛参赛需求的朋友提供参考。对于文中的电路设计和参数，本版主不保证完全正确性。版权原作者所有。 (本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.) 下面我们来立即开始我们的智能车之旅: 首先,一个系统中,传感器至关重要. "不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是
的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式. 传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别) 接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息: 大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题: 其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵
机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波频率50HZ.怎么改变占空比?这个不就是PWM模块的功能嘛.PWM模块可以输出任意占空比的方波.只要你控制其中的占空比寄存器,就可以直接控制舵机的转角.你只要将传感器的状态和这个占空比对应上,不就OK了?就这么简单,做到这里,你就可以让你的车在跑道上跑了! 接下来,我们的工作是让智能车更加完善:速度要稳定. 在当前的系统结构中,要使一个系统更稳定更可靠,闭环系统是一个选择.(如果你不知道什么是闭环系统,可以参照我的文章里面的一篇"基于单片机的PID电机调速"),既然是一个闭环系统,速度传感器是必不可少的,用什么样的传感器做为速度反馈呢: 仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈. 现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886.
（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车 基本设计思路： 1.基本车架（两个电机一体轮子+一 个万向轮） 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块（内置5V电源输出） 4.黑白线循迹模块 0.准备所需基本元器件 1）.基本二驱车体一台。（本课以穿山乙推出的基本车体为 例讲解） 2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红 色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40 个。 3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一 个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110 驱动芯片2个。 4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三 对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。 一、组装车体
（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了） 二、制作单片机控制模块 材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。我实物图中就没焊复位）
三、制作电机驱动模块 材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
智能小车制作入门篇 最近接触了很多机器人爱好者，很多人都对机器人技术展示出了浓厚的兴趣，也在计划如何动手制作自己的第一个机器人。但是似乎很多的人都摸不到门路，只能是站在大门外满怀兴趣的向内观望，观望了一阵兴趣渐失只好叹口气走开…… 很多初学者可能都是看了一些视频或是现场的比赛，勾起了儿时的美好回忆，兴起了自己动手制作机器人的念头，很多人可能并不是嵌入式开发的业内人士，甚至没有听说过单片机、步进电机这些名词，看着别人满地乱跑的各种机器人，颇有无处下手的感觉。有的人一上来就准备做一个可以双足行走的人形机器人，可以平稳行走，可以靠摄像头来读取环境信息，可以语音识别，最好还可以变形…… ：—（
我的意见是：新手最好还是老老实实的从小车开始吧。人形机器人可以说是一个系统的大工程，不是一个人玩的起来的，而且资金上的投入也是不可计量的。一个人形机器人的成型产品最少要卖到几千块——要知道，你在开发过程中是不可能没有错误投入的。机器人小车技术上门槛较低，资金投入也少，市场上的各种产品和零配件的支持也较多，虽然简单，但可以实现的功能可一点也不少。 我在这里凭自己的经验介绍一些自己动手制作机器人小车的基础知识，如果你是曾经自己动手做过的高手，那么你可以绕行，我这里介绍的都是为未入门者准备的最基本的理论知识和一些动手经验。 那么现在我们开始，首先是理论部分——小车的控制结构。 [一]小车的整体控制系统 小车是怎么来控制的？为什么小车判断出障碍物后可以自动的绕开？ 理论：控制工程——处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。包括对自动控制系统提出要求（即规定指标）、进行设计、构造、运行、分析、检验等过程。它是在电气工程和机械工程的基础上发展起来的。 闭环控制：闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统。 开环控制：开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 一般稍微复杂一点的机器人小车都是闭环控制，也就是说它有一个反馈机制，会根据自己配备的各种传感器来读取环境信息，并且根据这些环境信息来决定自己下一步的行动，决定好后将行动指令发给执行系统，使机器人做出合适的动作。当然也有的机器人小车是开环控制，我就见过一个机器人小车配了一支笔，将机器人放在纸上，机器人一转，刷的一下在纸上画出一个圈来，当然由于摩擦力和机械误差等原因，画出来的圆圈可能不闭合，也可能不圆。不过人家阿Ｑ都说了：“孙子才画的圆呢……” 有点迷糊？没关系，其实简单一点说就是这样：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。
智能车制作历程 任何时候做任何事情都需要清醒的头脑和恰当的时间，正因为今天校赛刚刚结束现在头脑很清醒，感触是最多的时候，我想现在写下这篇文章应该是最好的。 回首刚去年十月之前，我还是一个一无所知的莽撞的刚步入大三对未来迷茫的小子。因为我所读的专业开了单片机这门专业课，而恰好我班上有几个同学又进入了蓝博芯科实验室，在课余我也买了一块51单片机开发板看着视频自学着，刚开始学习单片机的时候感觉好吃力，因为什么东西都是从零开始，但是由于视频上是手把手教学，所以勉强还是懂的一些。接触起来发现电子挺不可思议的，高科技，很绚丽也很实用。毕竟是自学，而且还是在寝室没有什么计划，所以学一阵子忘一阵子。 后来到了大三上学期也就是十月份的时候，志鹏告诉我实验室要招新成员了。那个时候我对自己不是很自信，认为自己学到的东西不多没有实力，可能通不过面试，但是眼看着志鹏他们这么的有激情在实验室不停歇的动手做一些很有意思的事情。考虑到我对电子还是很感兴趣的，也希望能跟着高手们学习一点技术。就这样我去面试了，做好了充足的准备，端正我自己的态度后，我到实验室来，第一次看到了传说中的何松。当时就很震惊，和我想象的何松差别好大。感觉他很平易近人，第一次就可以从他的身上看到了一个青年应有的热情和自信，还有对学习的渴望。还记得面试的时候我一个劲的跟几个面试的学长诉说了我对实验室的向往，对电子的热情，以及我个人的态度。 感谢松哥对我的信任，将我招入实验室。没有想到就进入实验室成为了我大学的一个转折点，我清楚的记得十月份刚进入实验室的时候，我整个人就像发了疯似得。入魔般的一头就扎进了单片机里面，全身心的就投入了实验室，就好像我在这个实验室呆了很久似得，每天都会过来实验室，早起晚归学习单片机，学习制作PCB板，而且这个习惯就维持到了现在。有的时候晚上做梦都会梦到自己程序上的问题，这些个时候就是我最最充实的时候，因为我感觉我每天都会学到很多东西都会有突破，而且每天还会遇到很多问题，一个阶段一个阶段这样循环下去发现自己有了很大的进步。 进入十一月份的时候，也就是我转变最大的时候了。那是一次上课杨大勇老师邀请松哥到我们教室演讲，像我们介绍他自己制作的激光光电智能车，那是他参加华南赛区获得三等奖的作品。看着他津津有味地向我们介绍小车的时候，我就在想，要是我能做出自己的小车那该多好啊。 后来我找到松哥向他了解了下制作智能车需要具备什么条件，他告诉我说一切从零开始，仅仅需要些单片机基本功。于是我就下定了决心，决心要去参加比赛了。那个时候王志鹏他们已经组了一个队。我没有队友，就想着实验室其他的人是否想做小车，刚好唐丽君也想做车子，但是还是缺一个人。没办法了，先就两个人组成一个队伍先。我把51单片机各部分都用了一遍之后，就制作了几个小模块。算是我的处女作吧，还记得那是一个温度报警器，现在想想真是太简单了，不觉自己都会傻傻的笑话那个时候的我。 到那个时候我开始有些许的迷茫，做小车不知道先从哪里下手。松哥跟我说是时候开始可以买一个更高级的单片机了。正好那个时候我的第三个队友出现了，他是肖甲。于是我信心希望有大增。我们一起出钱买了一个16位的飞思卡尔单片机—MC9S12XS128，还有一大包的元器件，电阻电容都一大堆。由于我的进度是我们三个人里面最快的，在我学完51单片机后，我开始学习Altium Designer09 PCB画板，但是当我学会画板的时候其他的两个队友还在学习51单片机。但是时间也就不等人。那个时候到了期末，也就是12月份了，我们都开始了复习，他们在实验室的时间明显少了，唐丽君有点时候一个星期都不来一次，只有我和肖甲还在为小车奋斗着。在临近期末的时候，我还做了一块主板出来，寒假还带回家了。
智能小车设计报告 专业：电子信息工程技术 学生姓名：史响林周博超朱雄王昌指导教师：张力 完成日期：2014 年5 月24 日
目录 1 绪论 (3) 2 设计任务 (2) 2.1设计任务 (2) 3 设计方案 (3) 3.1任务分析 (3) 3.2方案框架 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1核心芯片模块AT89S52 (4) 4.2电机驱动电路设计 (4) 4.3超声波测距设计 (6) 4.4传感器测速的设计 (8) 4.5LCD1602显示模块 (9) 5 系统软件设计 (8) 5.1程序设计流程图 (8) 5.2关键程序设计 (8)
6 心得体会 (13) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 ........................................................... 错误!未定义书签。附录 3 程序清单 (17) 1 论绪 智能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。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。超声波作为智能车避障的一种重要手段，
以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了，当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时，汽车就会发出警报，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景，在科学考察中，有很多危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。 设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。采用AT89S52单片机模块作为小车的检测和控制核心；通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。本次试验利用单片机模块上的按键来控制小车的速度，方向，及在车体上面装有超声波测距模块利用LCD1602显示屏来显示测出来具体距离。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 通过调试检测各模块，得到正确的信号输出，实现其应有的功能。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模
哈理工版本电子实习报告智能循迹小车制作 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
电子实习报告学院：计算机科学与技术 专业班级：计算机11-5 学生姓名：陈秀秀 学号: 指导教师：沈永滨 完成时间： 成绩： 一. （1 （2 （3 二. 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。 1）行驶直线的控制：利用红外传感器的左右最外端俩个探头检测黑线，全白说明在道中间，没有偏离轨道，走直线；一旦右侧探管检测到黑线，说明小车外侧探
头已跑出轨道，让车左拐；同理一旦左侧检测到黑线，说明左测探头已经出线，执行右拐命令。 2）拐直角弯的控制：当车前探头检测到黑线，执行直走，让车中心探头去检测，一旦车中心探头检测到黑线开始左拐，直到车位探头检测到跳出左拐命令，继续开始执行循迹，通过设置车中间探头与车尾探头的间距，便可以实现拐弯的角度，进而顺利入弯。 注意事项： 焊接顺序，先贴片后插件。 芯片及其它元件正方向： 芯片：有小圆点的一端为正方向标志； 电解电容：引脚较长的一端为正，带白色阴影的一端为负，在PCB上表现为有阴影的一端为负，空白的一端为正； LED：有绿线或绿点的一端为反向端，在PCB板上表现为有尖的一端； 二极管：有黑线的一端为反向端； 三.实习的具体实现 1．系统概述 小车的硬件主要包括51单片机最小系统以及3大模块：即电源模块、电机驱动模块、红外循迹模块。 系统工作框图如下： 2．单元电路设计与分析（原理图及器件安装图附后） 1）电源模块 供电系统的原理图如下
作为动力电源。7805与7806要公地。 2）电机驱动模块 驱动芯片比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。 L298内部的原理图如下： OUT1与OUT2与小车的一个电机的正负极相连，OUT3与OUT4与小车的另一个电机的正负极相连，单片机通过控制IN1与IN2,IN3与IN4分别控制电机的正反转。ENA与ENB分别控制两个电机的使能。 L298控制表 注意：X表示状态不定L298有两路电源分别为逻辑电源和动力电源， 6V为逻辑电源， 12V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分别与两个电机的正负极相连。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
（穿山乙工作室） 三天三十元做出智能车 0.准备所需基本元器件 1）.基本二驱车体一台。（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解） 2）.5x7cm 洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED 、1K 电阻、10K 排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 3）.5x7cm 洞洞板、7805稳压芯片、红色LED 、1K 电阻各一个；双孔接线柱三个、10u 电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 4）.5x7cm 洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K 电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED 三个。 一、组装车体 基本设计思路： 1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮） 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块（内置5V 电源输出） 4.黑白线循迹模块
（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了） 二、制作单片机控制模块 材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。我实物图中就没焊复位）
三、制作电机驱动模块 材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。 +9V
智能车制作全过程(飞思卡尔) 如果我写得好,请顶我一下,我将再接再厉! (本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.) 下面我们来立即开始我们的智能车之旅: 首先,一个系统中,传感器至关重要. "不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有
一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式. 传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别) 接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息: 大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题: 其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波频率50HZ.怎么改变占空比?这个不就是PWM模块的功能嘛.PWM模块可以输出任意占空比的方波.只要你控制其中的占空比寄存器,就可
以直接控制舵机的转角.你只要将传感器的状态和这个占空比对应上,不就OK了?就这么简单,做到这里,你就可以让你的车在跑道上跑了! 接下来,我们的工作是让智能车更加完善:速度要稳定. 在当前的系统结构中,要使一个系统更稳定更可靠,闭环系统是一个选择. (如果你不知道什么是闭环系统,可以参照我的文章里面的一篇"基于单片机的PI D电机调速"),既然是一个闭环系统,速度传感器是必不可少的,用什么样的传感器做为速度反馈呢: 仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出 一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度. 显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈. 现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886.
青少年无人驾驶智能车制作竞赛活动方案 ----------青少年科学教育方案一、方案背景： 无人驾驶智能车也可称之为轮式移动机器人，其主要依靠车内的以机器人系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。无人驾驶智能车是通过摄像头、激光雷达、超声传感器等感知路况、识别交通标志并让电脑控制节流阀、刹车、驾驶、转向等，完全是按照人的驾驶习惯按规矩自动驾驶。无人驾驶车辆主要有三大系统支撑：环境感知系统，定位导航系统，控制系统。环境感知系统先用车上安装的感应器去感觉周围环境，紧接着，感知系统将信息传回“大脑”，用定位导航系统作出相应判断，是否要拐弯、刹车、加速、移动方向盘，随即对控制系统发出指令，车辆则自行完成上述“动作”。目前，无人驾驶智能车被广泛应用于科研、救灾、军事等领域。 我国的无人驾驶汽车仍处于初步研究阶段，整体研究工作和水平不高，与美国欧洲相比偏低，其重要原因是缺少大批的科技创新型高级人才。如何在中小学开展相关科技创新竞赛活动，提高学生兴趣，发 现、培养未来科技人 才至关重要。 青少年无人驾 驶智能车主要由控 制器、马达、指南针、 超声波测距、红外线 检测、灰度测距等电 子模块及机械零部 件组成。无人驾驶智 能车能按照事先编 写好的程序在特定 的场地行驶，具有避障、标志识别、区域识别、定位等功能。控制器、马达、传感器等电子部件均为模块化结构，易于中小学生制作，并具有较大的自主设计、创新空间；无人驾驶智能车可适用于机器人教学、竞赛、科普等活动。 无人驾驶智能车竞赛活动旨在激发青少年从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导青少年理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的精神，为青少年创新性实验计划项目优秀成果展示提供一个良好的平台。是以迅猛发展的机器人技术为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技
3.1舵机部分 为了使转弯更加灵活，对舵机相关部分作了部分改动。首先，我们将舵机力臂加长85mm。这样，对于同样的转弯角度值，只需更小的舵机转角，减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。其次，我们将舵机反装，使舵机连杆水平，因为此时舵机提供的力全部用在转弯上。 3.2前轮部分 为了增加前轮转弯时的稳定性，对前轮相关部分进行了部分改动。首先，更改前后垫片的数量，使前轮主销后倾，这样，车轮具有更好的自动回正功能。其次，更改连杆的长度，使车轮外倾，车轮转弯时，前半部分重心上移，促使赛车转弯更加稳定。再次，我们通过更改舵机连杆的长度，增加前轮前束，同样增加了前轮的稳定性。 3.3底盘部分 为了提高赛车运行时的稳定性，对地盘相关部分作了部分改动。首先，前轮相关位置加垫片，降低了前轮重心。其次，更改后轮车轴处的调节块，使后轮重心升高，这样，车身前倾，一定程度上，增加了车的稳定性。 3.4后轮部分 首先，更换后轮轮距调节块，使后轮两轮之间间距加大。这样，车在转弯时不容易产生侧滑。其次，调节后轮差速，使赛车转弯更加灵活。 4.1电源部分 为了能使智能车系统能正常工作，就需要对电池电压调节。其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V电压，路径识别的光电传感器和接收器电路电压工作为5V、伺服电机工作电压范围4.8V到6V(或直接由电池提供)，直流电机可
以使用7.2V 2000mAh Ni-cd 蓄电池直接供电。考虑到由于驱动电机引起的电压瞬间下降的现象，因此采用低压降的三端稳压器成为必然。我们在采用lm7805，和lm7806作为稳牙芯片。经试验电压纹波小，完全可以满足要求。 图4.2 7805电路图 电池（7.2v ） 2000mAh Ni-cd 稳压电路 电机 图4.1系统电压调节图 5V 对管 单片机 舵机 测速板 6V 7.2V
本科毕业论文(设计) 题目：智能小车跟随系统的设计与制作 学院：物理与电子科学学院 班级： 姓名： 指导教师：职称： 完成日期：年月日
智能小车跟随系统的设计与制作 摘要: 现在，小车跟随系统正处于研发与试用阶段，它有着多方面的优势：一方面,充分利用现有的道路资源，有效缓解交通阻塞；另一方面，可以大幅提高驾驶的安全性，减少交通事故的发生。因而推广和应用小车跟随系统已经成为解决交通问题的一个重要途径。 本文的主要研究工作是设计和制作智能小车跟随系统，整个系统包括硬件及软件两个部分。硬件部分包括控制电路，蓝牙通信电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。软件部分主要包括通过编程使得小车按设定路径实现前进，左拐，右拐，加速，减速，并在小车前进的过程中不断调整小车所在位置等功能。 本文是以电动小车为基础，增加红外传感器，蓝牙等。利用传感器来有效地确定小车前进路径、小车所在位置等信息。单片机接收并处理传感器所产生的信号并加以一定的算法来判断两个小车的状态及其相互间距。最后通过蓝牙来进行小车间的通信，从而控制两个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。该智能小车跟随系统能够实现的功能有：自动循迹；保持车距；紧急停车等。 关键词：智能小车跟随系统；蓝牙通信；单片机；软件设计
目录 1引言 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 智能车辆研究现状 (1) 1.3 研究内容 (1) 2 功能分析 (2) 2.1 主控模块 (2) 2.2 循迹模块 (3) 2.3 电机驱动模块 (3) 2.4 电源模块 (3) 2.5 通信模块 (3) 3 硬件设计 (3) 3.1 主控硬件设计 (4) 3.2 循迹硬件的设计 (4) 3.3 驱动硬件设计 (5) 3.4 电源硬件设计 (5) 3.5 蓝牙通信串口硬件设计 (6) 3.6 本章总结 (6) 4 软件的设计与实现 (6) 4.1 概述 (6) 4.2 软件的结构设计 (7) 4.3 主要模块的实现 (8) 4.3.1循迹流程图 (8) 4.3.2 电机驱动流程图 (9) 4.3.3 位置判断流程图 (10) 4.3.4 蓝牙通信流程图 (11) 4.4 本章小结 (11) 5 系统功能测试 (11) 5.1 系统功能测试 (12)
《嵌入式系统设计》项目设计报告 题目：基于蓝牙技术的智能遥控小车的设计 专业：自动化 班级： 姓名：学号： 指导老师： 成绩： ( 2015.12）
摘要 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。遥控小车起源于美国，由于政府对无线遥控小车研发的资助以及相关资助的推动作用，日本、美国、德国等工业大国在遥控小车技术上占据着明显优势。我国的无线 遥控小车研究工作始于20世纪中后期，在国家的863、973等技术发展计划的 重点支持下，国内已大范围地进行无线遥控小车的研究。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，但是与国际先进还存在一定的差距。可见其研究意义很大。本设计就 是在这样的背景下提出的。设计的智能电动小车能够实现无线遥控，串口通讯，实时检测速度，避障碍等功能。无线遥控实现方法包括蓝牙、红外、射频几种，其中蓝牙技术具有一定优势，目前在信息家电方面应用正在铺设。各种家电共 用遥控，并可组网与公众互联网相接，共享有用信息。目前蓝牙技术实现无线 遥控的短板在于传输距离短和芯片价格高方面。但随着科技发展，这些问题正 在逐步得以解决。无线遥控机器人有着广阔的应用前景。 无线遥控的小车，可以在危险的环境作业，人员搜索，可以在各类领域中发 挥着它特殊的作用，本次设计是选择基于蓝牙遥控的多功能智能小车为对象。 控制系统以C51单片机为主控芯片，采用L298N为电机驱动芯片、HC-06蓝牙 无线模块、12864液晶显示模块、四路循迹模块等构成外围扩展电路。将自制 的控制电路、控制程序和四轮小车机械相结合，制作多功能智能小车。实验调 试实现了智能小车的蓝牙无线遥控、自动避障、自动测距及各种灯光的功能。 关键词：51单片机；蓝牙遥控；智能小车
智能车制作全过程 (本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.) 下面我们来立即开始我们的智能车之旅: 首先,一个系统中,传感器至关重要. "不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式.
传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别) 接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息: 大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题:
其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波 频率50HZ。 仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈. 现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886.
其实,这个芯片就是一个功率放大的模块.我们知道,单片机输出的PWM信号还是TTL信号,是不能直接用来驱动电机的.非要通过功率模块的放大不可.这个道理其实很简单,就像上次 我给大家画的哪个电子琴电路的放大电路一样: 看上面的那个三极管,就是将TTL电路的电流放大,才能够来驱动蜂鸣器.其实这里的这 个MC33886就是这样的一个作用.而且我们自己也完全可以用三极管自己搭建一个这样的功 率放大电路,当然,驱动能力肯定不如这里的这个MC33886(如我们用三极管就搭建了超过 MC33886的电路,摩托罗拉就不会卖几十块钱一个了.呵呵.)知道了这个MC33886的工作原理,就好说了,一句话,通过PWM来调节电机的速度.当方波中高电平占的比例大,电机的平均电压肯定高,转速肯定快.也就是说,PWM的占空比越大,电机转速越高.
智能车制作到底需要准备哪些方面---智能车是怎样炼成的 年复一年，届复一届！昔日里还在论坛询三问四的菜鸟经过一届比赛，就基本上成长起来了。学习了，进步了，成就了，他们也从论坛隐退了。 看到论坛里注入一批新生力量，每个关注论坛的人，关注飞思卡尔的人的，都为之高兴；但同时我们也在呼吁，成长起来的高手们，愿你们不要离去，奉献出自己的知识，为新一批车友们传道授业解惑！这也是智能车论坛的精髓，愿一届传一届，竞赛才会办得越来越有质量，论坛才会越办越好！ DEMOK不才，今天愿意结合自己的经验帮新手分析下，做智能车到底需要准备哪些方面，希望能够抛砖引玉。 首先感谢卓老师、邵老师等所有为智能车做出贡献的老师们！飞思卡尔智能车竞赛真的是融合了各科知识且极其考验学生的一门赛事，它能出现在我们中间，而且能够参加到飞思卡尔智能车竞赛的同学们，你们真的是荣幸了。渐渐地你们会体会到我说这句话的含义的，总之一句话，做好智能车竞赛，你将受益无穷！ 做智能车需要准备几个方面，DEMOK总结了三个方面----软件、硬件和机械： 先说硬件方面：用人体做个比方，硬件好像就是身体上你实实在在看的到的部件，比如你的脚、手、眼睛，头等。直接的说，做车你至少需要核心板、电机驱动板、传感器板已经包含电源处理已经各个接口的模板。其中，核心板是必不可少的，官方也指定了能用的核心板的型号（在这里不得不赞下老外生产的MCU功能很好很强大）；是核心板不是开发板，自己设计的时候要注意体积和接口，可以自己设计，网上有现成的模块，都比较稳定。另外，电机驱动板也是不可或缺的，在经历了几届比赛后，对于电机驱动的选择，有多种方案，就其中一种来说我个人认为33886已经被淘汰了，光看内阻120mΩ，就大得吓人；有人选择并联多块，但是由于片子本身参数不一致，经常出现一个问题是有一片很烫，其他的片子没什么反映，这是因为不能均流造成的结果；其实撇去33886还是有很多驱动模块的，选择内阻小功耗小的，否则电池的能量都去驱动上发热去了，没多少输出。然后，传感器板子是需要精心打造的，光电电磁摄像头的传感器选择什么，怎么排列布局，是要在前期经过测试实验的，针对不同的车模不同的环境，不一定沿用老一套就实用，实践才是检验整理的唯一标准，我个人认为硬件部分，这里才是最关键的地方，硬件设计人员要和软件处理人员时刻做好沟通。最好，是一个母板的设计，说完所有，你发现还没有电源处理部分，对于电源管理，我想大家还是根据自己学习的知识去做处理，一定要保证电源的稳定性，不会对传感器和MCU的工作造成影响；还要留下必要的接口，比如人机交互接口，传感器，驱动接口，单片机接口等等方便调试。为了追求体积和重量的轻便化，有的人会把单片机、驱动以及电源管理部分做在一块板子上，这样未必不是一种好方法，但是我要建议大家，一定要把隔离做好，防止各个模块的干扰，否则到后来会出现一些莫名其妙的问题。 再说机械方面：一个组里面有一个机械能手，你们组离成功不远了。有的组在做到后面，软件和硬件都做得不错，可是速度就是提不上去，问题不在其他方面，就是机械问题。每年在车模上都会有些不尽如人意的毛病，在规则允许的前提下，是可以修改结构的。比如说改变舵机位置，增大扭矩提高响应速度；传感器的高度及稳定性的设计，还有一些连接结构的设计，都会影响到车身的速度。对于机械，我不是专业，也不多说，但是这个问题是必须要面对的，当速度起不来的时候，不要一味去调软件参数了，或许给车模动动手术，就是一种不同的效果了。 最后说软件方面：软件就好比一个人的大脑，是车的灵魂所在。在做车的过程中，也许软件是最花时间的。一个软件高手，所有的实验必须做一次，从最底层的单片机模块处理，
自动循迹智能小车制作 目录 摘要 ............................ 错误！未定义书签。 1 设计要求 (3) 2 方案的选择与比较 (3) 2.1 主控芯片选择 (3) 2.2 电源的选择 (3) 2.3 寻迹方案 (4) 2.3 电机驱动方案 (4) 3 最终方案 (5) 4各功能模块的实现 (6) 4.1 微控制器模块的设计 (6) 4.2电源模块原理图 (6) 4.3 TCRT5000红外检测模块 (6) 4.4 系统PCB图 (7) 4.5 系统程序流程图 (8) 5 性能测试 (9) 6 性能评价及总结 (10) 7 附录 (11) 附录1：元件清单 (11) 附录2 系统原理图 (12) 附录3系统程序 (13)
8参考文献 (19)
1 设计要求 设计一自动寻迹小车，其实现功能如下： 1.使其能够检测到轨迹的路线，并按照预订轨迹运行； 2.要求在小车冲出预定路线后能够自动回到预定轨迹上； 3.小车能够按多种不同的轨迹运行。 2 方案的选择与比较 2.1 主控芯片选择 方案1：采用51系列单片机，该系列单片机结构简单，但是能实现很多功能。与其它单片机相比较价格便宜。端口电流较大，可以达到20mA，驱动能力强。 方案2：采用msp430系列单片机，该系列单片机片上资源丰富，功能强大，但是端口灌电流和拉电流较小，驱动能力不强。它主要运用在需要低功耗的地方。 本系统主要是进行寻迹运行的检测以及电机的控制，经过对比分析，我们选用AT89S52单片机作为主控芯片来驱动电机，进而控制电机转速。 2.2 电源的选择 方案1：采用9V蓄电池为直流电机供电，将9V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性
通过WiFi控制智能小车机器人制作过程详解 2011-05-22 00:40 之前发的作品都是基于蓝牙控制的智能小车机器人，由于蓝牙的传输范围比较小，所以控制距离的局限性比较大，并且通过蓝牙传输视频会明显出现卡屏的现象。 而通过WiFi方式控制智能小车机器人能达到100米左右的控制距离，并且在视频传输方面远远优于蓝牙传输方式，因此这次在原有的智能小车的基础上，将蓝牙控制方式改为WiFi控制。 这是WiFi小车的视频： 下面简单地介绍一下WiFi控制智能小车机器人的制作过程： 首先是智能小车不变，51单片机中的下位机程序也不改，（这些东西的制作可以参看我之前的日志）不过为了方便安装路由器，各位可以自己在小车上再加上一层，这样就有空间安放路由器了。 接下来是原理说明： 其实通过WiFi控制智能小车机器人没有想象中那么复杂，它的原理就是：找一台能刷Linux的无线路由器，将其操作系统刷成OpenWrt，这是一个在路由上运行的Linux操作系统，完成这一步后，这个路由就等于成了一个Linux 系统的小型电脑了。 然后将Linux下的摄像头驱动安装到路由器上，这样路由就能把视频通过无线功能发送到电脑控制端。
指令的发送则是通过一个PHP网页，这个PHP网页是运行在路由器上的，控制者通过访问路由器的地址，就能打开这个PHP网页，然后通过按键操作，这个PHP网页就能把相应的按键键值转换为指令发送到路由器的串口。 在路由器中，串口就是TTL线接口，所以只需要将路由器的TTL线接到单片机上对应的串口上，就可以向单片机发送指令了。 需要的材料如下： 1、可以刷OpenWrt的无线路由一台，一般选择大亚DB120系列的，这种路由猫内部有TTL线，可以作为串口发送指令。 2、摄像头采用芯片为301的摄像头，这种摄像头比较老，目前很难找到，建议到旧货市场看看。 3、上位机软件：我的WiFi上位机软件（其实就是运行在路由上的PhP网页和其他一些驱动）采用的是爱果联盟乔帮主写的一个wifirobot控制端程序，但是该程序是配套论坛中商业化量产的WiFi机器人的，所以需要对源代码进行一些修改，稍后将介绍。 制作步骤： 1、刷路由，具体怎么刷比较繁琐，这里就不一一介绍了，直接百度"无线路由/猫刷OpenWrt"即可，不过刷机有风险，希望大家在买路由的时候直接让店家刷好就行了。需要刷的OpenWrt版本号为2.6，网上有这个版本系统的固件下载，如果需要重装的时候直接用这个固件重刷就行了。 2、刷完路由之后，安装爱果论坛乔帮主的wifirobot控制端程序，安装过程
智能小车的设计与制作 《智能电动小车》 摘要：本课题组设计制作了一款具有智能判断功能的小车，功能强大。小车具有以下几个功能：自动避障功能；寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）；趋光功能（寻找前方的点光源并行驶到位）；检测路面所放置的铁片的个数的功能；计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。作品可以作为高级智能玩具，也可以作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例。 作品以两电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元AT89S52单片机，处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，四通道驱动集成芯片L293D。其中避障采用红外线收发来完成；铁片检测部分采用电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX检测；黑带检测采用红外线接收二极管完成；趋光部分通过3路光敏二极管对光源信号的采集，再经过ADC0809转化为数字信号送单片机处理判别方向。由控制单元处理数据后完成相应动作，实现了无人控制即可完成一系列动作， 相当于简易机器人。 关键字：智能控制蔽障红外线收发寻迹行驶趋光行驶 1．总体方案论证与比较 方案一：采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围避障信号，黑带检测信号，铁片检测信号，各路趋光信号进行处理。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号 处理比较困难。 方案二：采用ATM89S52单片机来作为整机的控制单元。红外线探头采用市面上通用的发射管与及接收头，经过单片机调制后发射。铁片检测采用电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX检测，黑带采用光敏二极管对光源信号采集，再经过ADC0809转化为数字信号送到单片机系统处理。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求。 比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方 案二来实现。方案二的基本原理如图1所示。