课程设计（论文）任务书
机械工程院（部）测控教研室
年月日
课程设计（论文）成绩评定表
前言
目前人们已经意识到以工业控制机为核心的PLC控制系统的重要性，纷纷将或准备将组态控制技术类如自己的发展方向。
本设计将在充分了解配料车控制系统研究的基础上，结合实际操作要求，充分利用PLC 功能强大、操作简单、界面人性化的特点采用模块的形式，并立足现实制作出自动的动态控制。通过PLC直接控制配料车的运行，故该设计具有一定的理论研究和工程实用价值。
目录
第一章引言
1.1 设计目的及意义-------------------------------------------------3
1.2 设计背景-------------------------------------------------------3
1.3 设计要求 ------------------------------------------------------4 第二章 PLC简介
2.1 介绍PLC-------------------------------------------------------5
2.2 PLC特点-------------------------------------------------------5
2.3 PLC基础知识---------------------------------------------------6
2.4 PLC应用领域---------------------------------------------------7
2.5 PLC的国内外状况-----------------------------------------------8
2.6 PLC构成-------------------------------------------------------10
2.7 PLC系统的其他设备---------------------------------------------11
2.8 PLC未来展望---------------------------------------------------13 第三章系统硬件设计
3.1 PLC选型-------------------------------------------------------14
3.2 试验台介绍-----------------------------------------------------16
3.3 所用模块关系---------------------------------------------------16
3.4 实验板组成及使用方法-------------------------------------------17 第四章系统软件设计
4.1 设计软件-------------------------------------------------------21
4.2 编程操作-------------------------------------------------------22
4.3 器件与PLC内部等继电器地址编号的对照表-------------------------22
4.4 针对本次设计的程序---------------------------------------------23
4.5 指令表附录-----------------------------------------------------24 第五章系统实验调试
5.1 PLC的调试-----------------------------------------------------26
5.2 调试步骤-------------------------------------------------------27 第六章心得体会------------------------------------------------------29 致谢--------------------------------------------------------------------30 参考文献---------------------------------------------------------------31
第一章引言
1.1 设计目的及意义
1. 了解常用电气控制装置的设计方法、步骤及设计原则；
2. 学以致用，巩固书本知识。通过课程设计使学生初步具有设计电气控制装置的能力，从而培养和提高学生的独立工作能力；
3. 进行一次工程技术设计的基本训练，培养学生查阅书籍、参考资料、上网查询信息的能力，运用计算机进行工程绘图的能力，编制技术文件的能力等，从而提高学生解决实际工程技术问题的能力；
4.加深对PLC原理与应用、机电传动控制等课程的理解；
5.考察几年来所学的知识综合应用水平；
6.提高学生的实际操作和解决实际问题的能力。
从理论到实践，在整整半个月的日子里，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的内容。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，重新温故了以前所学过的知识。
1.2 设计背景
可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要
的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C(Computer、Control、Communication)技术相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
由以上介绍可以看出PLC的应用不尽为生产节约了人力物力，更重要的是，PLC使从事配料生产线的工厂和部门大大的提高了生产效率！
1.3 设计要求
1. 认真阅读本课程设设计任务书，分析本课题的控制要求。
2. 确定控制方案，设计电气控制装置的主电路。
3. 应用PLC设计电气控制装置的控制程序。
（1）选择PLC 的机型及I/O模块型号，进行系统配置；
（2）根据工艺流程图，绘制顺序功能图；
（3）列写PLC 的I/O分配表，画出PLC的I/O 接线图；
（4）设计梯形图，并进行必要的注释。
第二章 PLC简介
2.1 PLC含义
PLC即可编程控制器（Programmable Logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中做了如下定义：
PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。
国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为：可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
2.2 PLC的特点
2.2.1 可靠性高
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大
降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2.2 适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。
2.2.3 易学易用
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.2.4 维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.2.5 能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2.3 PLC基础知识
PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，
这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
2.4 PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
2.4.1 开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2.4.2 模拟量控制
在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
2.4.3 运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
2.4.4 过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
2.4.5 数据处理
现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
2.4.6 通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
2.5 PLC的国内外状况
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC。
限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控
制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30～40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
2.6 PLC的构成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
2.6.1 CPU
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，I/O数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
2.6.2 I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输
出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4mA～20mA,0mA～20mA）、电压型（0V～10V,0V～5V,-10V～10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
2.6.3 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
2.6.4 底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。2.7 PLC系统的其它设备
2.7.1 编程设备
编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。
2.7.2 人机界面
最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端
应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
2.7.3 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
PLC控制系统的设计基本原则：
1．最大限度的满足被控对象的控制要求。
2．在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
3．保证控制系统安全可靠。
4．考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
2.7.5 PLC软件系统及常用编程语言
PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。
标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点：
1．它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。
2．梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
3．梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。
4．内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。
5．PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
6．语句表语言，类似于汇编语言。
7．逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
2.8 PLC未来展望
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
第三章系统硬件设计
3.1 PLC选型
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：
(一) 合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。
(二) 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
(三) 相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A/D和D/A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
(四) 响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I/O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
(五) 系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
综上所述，结合本次设计要求需要大致4-5个输入，2-4个输出，根据实验室的条件我们选择PLC类型为：三菱 FX1N-60MR 如图所示
图3.1三菱 FX1N-60MR
FX1N系列是功能很强大的微PLC，可扩展到多达128 I/O点，并且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据链接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。定位和脉冲输出功，一个PLC单元能同时输出2点100KHz脉冲，PLC 配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对位置读出、绝对或相对驱动以及特殊脉冲输出控制.时钟功能和小时表功能。在所有的FX1NPLC中都有实时时钟标准。时间设置和
比较指令易于操作。小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息应用范围：停车场行业等参数说明：用在三菱电机上的附件电压：三相AC200～230V/50 频率：60HZ 控制方式：正弦波PWM控制、电流控制方式质量：0.8～2KG。
3.2 试验台介绍
目前我们实验室拥有的条件如图所示：
计算机主机箱实验挂板箱
图3.2 六挂箱实验台示意图
3.3 所用模块关系
电源给其他所有模块供电，可编程控制器SAC-PLC-TY9控制实验基础模块，与试验基础模块间相互作用达到实验目的。实验基础实验板SAC-PLC-TS1实现设计功能满足工作要
求。
图3.3 模块间的关系
3.4 实验板组成及使用方法
TS1和TS2实验板为225×300平方毫米的实验板, 表面采用PVC材料及制作工艺,并印制有形象直观的彩色工业现场模拟图。实验板正面装有接线用的台阶插座、按钮、开关以及声光显示和运动机构等器件。背面为单面印刷电路板,装有实验所需的电气元件。
TS1实验板有三个实验区。分别为交通灯实验区、旋转运动实验区、直线运动实验区。TS2实验板有两个实验区和两个辅助信号实验区，分别为输料线实验区、混料罐实验区；现场电气操作辅助信号实验区、常用辅助信号实验区。
实验时，该实验板必须需配合电源板和PLC元件板一同配合使用。首先将电源板接通电源,再通过4号插座和实验导线为可编程序控制器通电，根据实验内容,选择好所需的输入、输出元件，并将信号通过2号台阶插座和实验导线,引入到可编程序控制器的输入、输出端子区上。实验板上输入元件的公共端要接到24V电源的负极上（24G），PLC上输入信号的公共端（COM）要接到24V电源的负极上（-24V），这样可连接好输入电路，工作时可通过设备上的φ3发光管显示观察到输入元件的工作状态。实验板上输出元件的公共端要接到5V电源的负极上（5VG），PLC上输出信号的公共端要接到5V电源的正极上（+5V），
车载GPS导航仪使用方法 一、关于搜星所有GPS在室内都收不到卫星或者信号非常弱，只有在室外才能收到信号，这是常识正确搜信号的方法是： 1．固定着搜信号，不要走动，因为走动GPS不好定位。 2．打开机器到导航界面，点开导航界面右上角.信号标志，就可以看到接受卫星颗数图，正常3颗定位，5颗导航。<我们的星航通GPS正常可以收到7-12颗卫星导航信号稳定，足够您用了。 3．打开机器背面右上侧GPS接受卫星信号模块与机器成90度角接受信号效果最好。 4．接收信号的速度：涉及到两个概念 (1)冷启动含义：就是GPS第一次搜卫星叫冷启动，通常都慢。不同GPS搜星速度不同，有的GPS冷启动搜到卫星时间是1分内，有的是1分外，大概是1分到2分钟，有的是2分外。 (2)热启动含义：之后在2小时内再启动就是热启动，热启动最快，通常是1-2秒就搜到卫星。2小时-4小时是温启动二．关于电子狗目前所有GPS中电子狗功能都是导航地图里带这个功能，也就是机器里带电子狗地图。《反测速雷达是国家禁售商品，也是淘宝禁售的。》关于GPS中电子狗功
能如下： 1．就是GPS地图里有十字路口的测速信息点，GPS就会语音就会提醒您。 2．地图里没有测速度的信息点，它就不会提醒您。所以您不能单纯依靠GPS来反测速，有个好办法可以帮助您解决:您可以在GPS里自己设置速度的，超速了GPS就会语音提醒您限速行驶。 三．关于GPS保养要正确操作，否则会影响GPS使用寿命。正确操作方法是： 1、使用时要先关页面后关机器，不能不关页面就直接关机器，那是违规操作。 2、机器使用前三次要冲10小时左右让电池蓄电能力大大发挥出来。 3、先发动汽车，后插点烟器电源。导航结束拔掉点烟器，下次汽车发动后再插上，这样有利于保护机器电池。
（关键词：智能车 AT89S52 单片机金属感应器霍尔元件 1602LCD）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，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。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。
1 设计任务 (3) 1.1 要求 (3) 2 方案比较与选择 (4) 2.1路面检测模块 (4) 2.2 LCD显示模块 (5) 2.3测速模块 (5) 2.4控速模块 (6) 2.5模式选择模块 (7) 3 程序框图 (7) 4 系统的具体设计与实现 (9) 4.1路面检测模块 (9) 4.2 LCD显示模块 (9) 4.3测速模块 (9) 4.4控速模块 (9) 4.5复位电路模块 (9) 4.6模式选择模块 (9) 5 最小系统图 (10) 6 最终PCB板图 (12) 7 系统程序 (13) 8 致谢 (46) 9 参考文献 (47) 10 附录 (48)
1. 设计任务： 设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。 1.1 要求： 1.1.1 基本要求： （1）分区控制： 如（图1）所示： （图1） 车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s。 （2）小车能自动记录、显示行驶时间、行驶距离以及行驶速度，还能记录每段所走的时间，从而判断是否符合课程设计要求。（记录显示装置要求安装在车上）。 1.1.2 发挥部分： S型控制：如（图2）所示： （图2）
毕业设计说明书 基于单片机的智能小车系统 设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
。。国噬擅鹜滋醚型竺燮幽塑 进行处理，实时跟踪小车的行进路线，并由此画出小车的行进示意图。 ２关键技术和模块电路 ２．１电机驱动模块 方案一：采用电机细分驱动，电机细分驱动芯片ＴＡ８４３５可以用两路ＰＷＭ信号控制两个步进电机，能够节省单片机资源，但致命的缺点是当单片机速度变化较大时，电机很容易失控。 方案二：Ｌ２９８驱动芯片，用Ｌ２９８驱动虽然占用较多的单片机Ｉ／０口，但控制比较容易。在速度变化较大时，基本卜不会出现电机失控的情况。本设计采用方案二，直流电机驱动电路主要由一个双桥式驱动芯片Ｌ２９８和７４０４组成，电路图如图２所示。为使其准确调整两电机的速度，以控制小车行进方向，必须精确控制ＰＷＭ的占空比。若输入左电机的ＰＷＭ占空比大于右电机，则小车右转；反之，则左转。 ２．２引导线检测方案 方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射一接收电路，该方案缺点在于易受外界环境光源的干扰，容易造成误判，准确度不高。 方案二：反射式红外发射一接收器，对黑自检测比较敏感，灵敏度较高，且电路简单，完全满足系统要求。 比较两种方案，选用方案二。 采用红外检测单元电路，如图３所示。反射式红外发射一接收器检测到信号后与比较器ＬＭ３２４的参考电压相比较，当检测不到黑线时，发射管发出的光经面板反射后被接收管接收，接收管导通，ＬＭ３２４输出低电平，当检测到黑线时，发射管发出的红外光将不被接收管接收，ＬＭ３２４输出高电平。 ２．３码盘检测电路 码盘测速电路如图３所示，码盘见图４所示，对射式红外发射一接受器检测脉冲个数，通过计算脉冲的周期 Ｖ（。 图３ｇＩ导线红外检测硬件电路图 图４红外光电码盘 来计算小车的行进速度。 ２．４图形识别模块 图形识别模块在本设计中起着至关重要的作用，其识别正确与否直接影响到小车搬运的正确与否。本系统场景设置比较单一，图形边缘信息较为规则，故采用Ｈｏｕｇｈ变换实现图形识别。 Ｈｏｕｇｈ变换是对图像进行某种形式的坐标变换。它将原始图像中给定形状的曲线或直线变换成参数空问的一个点，即原始图像中给定形状的曲线和直线的所有的都集中到参数空问的某个点形成峰值点。这样，就把原始图像中给定形状曲线或直线的检测问题变成寻找 ｉ 图２电机驱动模块硬件电路图参数空问中的峰值点问题。利用Ｈｏｕｇｈ变换检测各种图形的具体思路如下： （１）检测三角形：三角形由３条边组成，其对应的参数空间３个中心点的横坐标分别表示三角形３条边的法向量与ｘ轴的夹角０，从而可以计算出３条边与Ｘ轴的夹角，从而可以检测出三角形。识别前后结果如图５（ａ）、图５（ｂ）所示。 （２）检测圆形：把平面上的圆转换到参数空间，则图像空间中过任意一点的圆对应于参数空间中的一个三维锥面，图像空间中
汽车定位与导航系统 (1) 第一节传感器定位导航系统 (1) 一、现代运输系统 (1) 二、汽车导航罗盘 (2) 三、汽车导航陀螺仪 (4) 四、倒车辅助系统控制 (5) 五、多媒体倒车雷达 (10) 六、奥迪A6的倒车雷达系统 (11) 七、证眼雷达 (11) 第二节卫星定位和导航系统 (12) 一、全球卫星定位导航系统 (12) 二、绝对导航 (13) 三、独立导航系统 (14) 四、车载卫星导航 (15) 第三节典型故障案例分析 (17) 一、奥迪A6轿车倒车雷达有时正常有时不正常 (17) 二、东风雪铁龙新爱丽舍豪华轿车倒车雷达无法正常工作 (18) 汽车定位与导航系统 导航原指飞机、轮船等交通工具在行驶时借助其他装置了解自身位置和航行状态，借以保证航行安全、提高运行效率和运输企业的经济效益。汽车导航的目的就是引导汽车在繁忙的交通状态和复杂的道路网络中选择最佳的路径，使其能在尽量短的时间和路程内到达目的地。本章将分传感器定位导航和卫星定位导航两部分来介绍汽车定位和导航系统及技术。 第一节传感器定位导航系统 一、现代运输系统 现代智能化汽车运输系统（Intelligent Transportation System，ITS）是目前世界上最流行的交通运输系统。它将先进的信息技术、数据通信传输技术、电子控制技术和计算机处理技术等高新技术有效地综合运用，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。实现交通管理的智能化、自动化，使交通运输基础设施得以发挥最大效能，使驾驶员与旅行者的安全度和舒适度得到明显改善，并通过节约能源和保护环境使全社会获得巨大的社会经济效益。 日本对ITS系统的研究也下了大力气。1997年日本政府为此共投资约7亿美元，其中用于
车辆定位系统
一、功能和规格 (1) 1.1产品功能 (1) 1.2产品规格 (2) 二、结构和配件 (3) 2.1产品结构 (3) 2.2产品配件 (3) 三、安装SIM流量卡 (4) 四、设备安装 (5) 4.1注意事项 (5) 4.2接线方法 (7) 4.3继电器安装 (9) 五、开关机 (10) 5.1开机 (10) 5.2状态指示 (10) 5.3关机 (11) 六、查询、断油/电 (11) 6.1平台查询 (11) 6.2短信查询 (11)
6.3断油/电 (11) 七、设备报警 (12) 7.1振动报警 (12) 7.2碰撞/跌落报警 (12) 7.3速度报警 (12) 7.4位移报警 (12) 7.5电子围栏报警 (13) 7.6剪线报警 (13) 7.7低电报警 (13) 八、设备配置 (13) 九、故障排除 (14) 9.1无法连接服务平台 (14) 9.2平台显示离线状态 (14) 9.3长时间不定位 (15) 9.4定位漂移严重 (15) 9.5指令接收异常 (15) 十、保修细则 (16) 10.1特别声明 (16) 10.2保修期 (16) 10.3售后服务 (16)
感谢您选用购买本机器，请您在使用之前认真阅读本说明书，以便得到正确的安装方法及操作指南，产品外观及配色如有改动，请以实物为准，恕不另行通知。 TK119-3G定位器借助GPS卫星定位系统、WCDMA/GPRS通信和互联网，通过强大的服务平台实现对车辆进行实时远程监测和控制，帮助客户实现透明管理、降低成本、保障安全、提高效率的目标。目前已广泛应用于商业运输、物流配送、企业车队、汽车租赁、智能交通、工程机械、船舶航运、应急指挥、抢险施救、军警安检、智慧城市。
智能循迹/避障小车研究 工作报告 一、智能循迹小车程序结构框图 二、Proteus仿真图 三、软件程序设计
一、智能循迹小车程序结构框图 经过几天在网上的查找，对智能循迹/避障小车有了大致的了 解， 一般有三个模块： 1、最基本的小车驱动模块，使用两个二相四线步进电机对小车的两个后轮分别进行驱动，前轮最好用万向轮，能使小车更好地转弯； 2、小车循迹模块，在小车底部有三个并排安装的红外对管，对黑色与白色的反射信号不同，经单片机处理后对小车进行相应处理； 3、避障模块，我写的程序中对于避障模块是用中断来处理的（即安装在小车车头的红外对管检测到有障碍物后，就会向单片机的P3_2口输出一个高电平或是低电平，这时中断程序将对小车进行预先设定好的避障处理），但是在程序结构框图中，我不太会表示中断处理方式，所以就用查询的方式画了。
N Y N Y 二、Proteus 仿真图 我用Proteus 大概地仿真了小车的运行状态。图中的两个二相四线步进电机就代表小车的左右轮（假定步进电机顺时针转动方向为小车前进方向），网上有很多种驱动芯片，在仿真时我只使用L298N 芯
片来驱动步进电机。用三个单刀双制开关模拟用于小车循迹的三个红外对管的输出信号，经一个与门与三极管开关连接到P3_3口，中断程序对P1_0, P1_1, P1_2三个口进行检测，并做出相应处理。同时因为避障模块的优先级高于循迹模块，所以将外部中断0用于避障，外部中断1用于循迹。P1_3口则用于检测小车是否到达终点。 1、小车驱动模块： 使用一片298芯片驱动一个二相四线步进电机，电机的电压为12V。
绪论 在当前的这个环境，随着不断进步的生产技术，各个企业对自动化技术的要求也是越来越高。智能车辆或者与智能车辆相关的产品已经开始成为各种自动化系统的关键设备，这其中主要包括了物流、运输等系统。所以，智能车辆被越来越多的人们所关注，同时，也有越来越多的国家开始对智能车辆的开发和设计进行积极的研究。 智能小车是一个典型的高科技综合系统。智能小车包含了多种高新科技的系统，而这些系统又运用了更多的高新技术，其中包括了对环境的探测、传感，对运行路线的决策、计算，以及信息通讯和自动控制行驶等多种功能。简单的来讲，智能小车就是将双腿变成了的多个轮子的移动机器人。所以，智能小车在机械和电路的设计方面，都要比其他智能机器人的运行也更稳定，也更加简单。另外，由于智能小车的优点就在于控制简便，运行稳定，所以对智能小车的行驶的速度与方向之间的配合就有比较严格的要求。首先，小车可以通过传感器来获取当前道路状况，然后将传感器获取到的数据传输到处理器，处理器再结合小车当前的行驶状态，迅速地进行计算，对小车的行驶的方向和行车的速度进行快速的调整改变，进而对目标道路进行迅速准确的跟踪。 1.开发概述 1.1 研究现状 移动机器人出现于20世纪06年代，当时斯坦福研究院(SRI)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[1]。从此，移动机器人作为机器人学中的一个重要分支,从无到有，数量开始不断的增多。 在目前的环境下，由于企业的生产技术在不断进步，对自动化技术的要求也在一直的加深，在未来工业生产和日常生活中，智能小车系统将会扮演重要的角色，智能小车将会在人们的视野中出现地越来越频繁。 1.2 选题意义 随着科技的不断发展，人们也越发的开始关注一些研发人工智能产品的情况。智能小车可以在各种条件恶劣的情况下代替人们进行一些复杂的任务，例如排雷防爆，矿区检测，狭窄的地方进行货物搬运等。正是由于这种智能小车设备有非常多的运用前景，所以对智能小车的进行寻迹避障的研究设计就是目前首要的目标，因为小车需要正确的在规定的路线中行进并执行相应的任务。
比赛目的 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。 比赛内容及任务 在规定时间内，机器人完成物料的分类搬运，并回到出发点，具体如下： 机器人采用轮式机器人形式；机器人从出发区出发，到达物料储存区后，分拣其赛前抽签决定好的任务，即从5个预知颜色料块（黄、白、红、黑、蓝）抽3种颜色料块，然后抽3种颜料块在A、C、E的摆放位置，随后在已知6种组合（任务）中，选其中1个作为比赛任务（料块均要求摆放在场地图的A、C、E位置，B、D位置不放置物料，场地图参见比赛规则：比赛场地)，再按照设计好的控制策略控制机器人动作，以便将三个料块快速准确地搬运到对应的三个颜色中心区域内，最后回到出发区。
规则一比赛场地
规则 1.1 尺寸 比赛场地为正方形。 规则 1.2 场地区域及标识 比赛场地用直线、圆及数字进行标识。详见图1、图2。
图 1 场地示意图 图 2 机器人出发区
规则二比赛用料块 使用5 个直径为40、高度为40 的料块，颜色分别为黄色、白色、红色、黑色、蓝色。可用白色PVC水管，侧面用喷绘不干胶贴装，并在中间增加十字形标记，以准确获得中心计分点。 规则三比赛队员装备 为了能公平比赛，本次比赛对于参赛队使用的机器人做如下限制，以便各个参赛队能在公平的平台上进行比赛。 1．控制器要求，组办方提供8051控制器，参赛队也可使用其他类型控制器。 2．轮子直径≤80mm。 3．机器人可以在规则允许的条件下，扩展多种传感器来对机器人的比赛进行精确的控制，以求更好的成绩。 4．机器人尺寸：机器人在地面的投影不超出：长250mm×宽160mm。 规则四裁判 1、规定项目比赛：每场比赛将委派两名裁判执行裁判工作，裁判员在比赛过程中所作的判决将为比赛权威判定结果，参赛队伍必须接受裁判结果。 2、裁判责任： 执行比赛的所有规则。 监督比赛的犯规现象。 记录比赛的成绩和时间。 核对参赛队伍的资质。 审定场地，机器人等是否符合比赛要求。 规则五比赛要求 1．比赛场地上有五个不同颜色（黄、白、红、黑、蓝）的得分区域，参赛队赛前进行现场抽签，每支队伍可以有最长5 分钟的调试时间。参赛队根据确定的任务进行准备调试。2．如现场条件许可，正式比赛前，所有机器人将统一编号，并摆放在指定区域。比赛时到摆放区域直接领取相应的机器人参加比赛。比赛完成再放回摆放地点。所有比赛结束方可领回机器人。如需维修等事宜需请示现场裁判是否许可。如现场条件限制，由竞赛委员会商讨决定如何编号等事宜。 3．各个队机器人参赛队按照赛前抽签的方式决定比赛出场次序并进行比赛。抽签时首先抽出三种色块，然后抽三种色块在A、C、E 的摆放位置；色块的颜色、位置和摆放顺序都是现场抽签决定的。 4．每支参赛队伍的正式比赛时间最长为3 分钟，机器人在得到裁判指令后启动，没有裁判指令不可以再次接触机器人，由机器人自主运行完成比赛，如果机器人连续停止运行超过20秒，则自动终止比赛。 6．设置“2 秒违例”规则，即计时开始后操作机器人的总时间不得超过2 秒，2 秒钟后人为触动任何一台机器人均视为违例，裁判将终止比赛并不计得分。 规则六比赛记分标准 规则 6.1 成绩及排名
RFID城市车辆定位与导航系统 //https://www.doczj.com/doc/e63080835.html, - 1 - RFID城市车辆定位与导航系统 望诚 北京邮电大学电子工程学院，北京（1<0<0876） 摘要：城市交通的不断发展，要求对车辆实现准确地定位和导航已经成为了一种未来必然 的趋势。而 RFID技术作为一项有着巨大应用前景的技术，已经在物流、运输、城市交通等 各个行业得到了飞速的发展和应用，本文在分析当前城市车辆现有的定位技术的基础上，就 RFID 实现城市车辆定位提出了一种新方案，详细介绍了 RFID 城市交通定位系统的各个组 成部分、工作原理以及系统实施的可行性、具体前期应用领域等问题。 关键词：ITS，RFID，车辆定位与导航 1. 引言 伴随着各项科学技术和应用技术的不断发展和进步，城市交通也已经开始逐渐走向了智 能化、人性化的道路，从而产生了智能交通系统（Intelligent Traffic
System，ITS）的概念， 它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、传感器技术以及计算机处理技 术等各种技术有效地综合运用于交通系统中，从而实现对交通系统更加准确，实时，高效地 综合管理和控制，最大限度地实现人、车、路之间的和谐统一。其中智能交通发展的一个重 要方向就是对于城市交通中车辆的准确定位和导航，已经成为了许多行业（如公交、消防、 紧急救护、交通事故处理等）发展的一种必然的需求。 2. 现有的城市交通车辆定位与导航系统 2.1 GPS车辆定位与导航系统 GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是目前发展已经较为成熟的一项定位 和导航技术，并且已经得到了较为广泛的实际应用。它是利用美国的24颗（其中3颗备用） 空间卫星来达到全球范围的覆盖，从而实现全球、全天候、全方位的定位与导航功能。GPS 系统主要包括地面控制部分，空间卫星部分和地面用户装置（GPS接收机终端）三个组成部 分。目前在城市车辆定位和导航中也已经得到了较为广泛和成功的应用，其定位精度一般为 2<0m～3<0<0m。 2.2 A-GPS定位与导航系统 A-GPS（Assisted GPS，网络辅助 GPS），它是对 GPS系统的一种改进，在 GPS
车载GPS定位系统 产品型号：SA-1168-GPS 汽车GPS定位系统，车载GPS卫星定位监控系统平台 1.功能介绍： 汽车GPS定位系统由中心数据库和四大软件模块组成，分别是：通信模块，系统资料管理模块，GIS 地理信息系统，报表统计模块，其中通信模块是系统的核心部分，可以支持多种通信方式的接入：GSM、GPRS、语音、寻呼等，本系统具有极佳的扩展性。 3.1 监控中心网络结构图；
3.1.1网络结构说明 监控中心由若干个GIS图形工作站、数据库服务器、通信服务器、系统管理工作站、语音网关工作站、UPS 电源以及网络连接设备等组成一个有机的网络化结构；通过路由器与外部系统的安全互连；并且通过大屏幕、投影仪以及双显卡主控计算机可实现绝好的GIS信息显示和移动目标的监控。下面对该网络架构中的主要构成进行详细说明： （1）中心服务器： 中心服务器可采用INTEL或者IBM高端服务器，Windows 2000 Advance SERVER操作系统，可选择双机热备份。 ◆数据库服务器：主要存贮各种通讯、调度、报警、系统管理、统计、公共信息和相应资料等数据，运行
如SQL SERVER、MY SQL、ORACLE等大型数据库软件系统；由专业的系统管理员进行维护； ◆通讯服务器：运行通讯程序和网管程序；完成信息收发和网络监测功能； ◆备份服务器：通过相应的备份硬件或软件实时备份数据库服务器数据，确保数据安全和系统运行的连续性； （2）各个工作站： 监控系统暂时先设置若干台GIS工作站，其数量可以非常方便的进行扩充，通过车辆分组和用户角色权限设定，可实现灵活的移动目标分配，同时每一个操作都受到系统控制和记录；每一个GIS工作站由电子地图、地理信息系统和移动目标的应用管理软件为软件平台，以图形工作站为硬件支持，负责对移动目标进行定位监控、历史轨迹回放和调度管理等功能。 （3）网络设备 负责组成内部局域网及跟与移动之间的专线网络，以保证系统的网络化，有利于扩展及内部的安全性。（4）大屏投影设备 作为一种显示设备，建议选用1024*768的大屏投影。 （5）UPS电源： 系统后备电源按照上述系统架构，监控中心需要的全天候运行要求。不间断电源不小于4小时配备。在设备清单中，按照系统计算机数量及其它控制设备要求配置后备电源。 4.1.2 分中心的构建模式 对于集团用户,集团下属有很多个分中心，各个分中心都需要实时监控和调度自己的车辆，可采用分中心用ADSL上网的方式接入INTERNET，总中心也可用相同的方式接入INTERNET，需在总中心申请一个固定的全球IP地址。由于中心系统采用了中间件（COM+）技术，整个网络通讯及数据库系统都在总中心，分中心可以看作是总中心的GIS工作站的简单延伸，扩展十分方便；同时，另有分中心自主拥有数据库，享用总中心通信资源的更加灵活的分中心设计方案。
简易智能小车——2003年全国大学生电子设计竞赛， c51源程序系统的单片机程序 #include "" #define det_Dist */ void ctrMotor_Dist(float dist,unsigned char type) {unsigned char t=0; mType=type; P2=((P2&240)|15); cntTime_Plues=(int)(dist/det_Dist); while(cntTime_Plues) { if(Inter_EX0==1&&StartTask==0) { cntTime_Plues=0; break; } if(Light_Flag==1) t=LightSeek(); if(type==0) 0为A仓库，1为B仓库，2为停车场*/ void fndIorn(void) interrupt 0 { unsigned char i; P10=1; P2=((P2&240)|15); //停车 P07=1; delay(1000);//刹车制动 P07=0; Inter_EX0=1; cntIorn++; Display(cntIorn); for(i=0;i<40;i++) { P2=P2&249; delay(2);
P2=((P2&240)|15); delay(2); } P2=P2&249; delay(100); P2=((P2&240)|15); //停车 IornColor(); //判断铁片黑白,设置bkAim for(i=0;i<95;i++) { P2=P2&249; delay(3); P2=((P2&240)|15); delay(2); } P2=((P2&240)|15); //停车 delay(4000); //把铁片吸起来 EX0=0; } /*外部中断1中断程序: */ /*对霍尔开关的脉冲记数,对小车的位置进行记录，以便对小车进行定位*/ void stpMove(void) interrupt 2 { cntTime_Plues--; if(Direction==0) //向上 { if(mType==0) sY+=det_Dist; else if(mType==2) sY-=det_Dist; } else if(Direction==1) //向左 { if(mType==0) sX+=det_Dist; else if(mType==2) sX-=det_Dist; }
单片机课程设计 题目智能小车的设计 学生姓名饶晓东 院（系）机械与电气工程学院 班级 10机械电子工程01班 学号 2010100548 指导老师于祯 完成日期 2013 年 5 月 31 日 南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 I、课程设计(论文)题目： 智能小车的设计 II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 通过Intel8253和1298N实现汽车的加速、减速、刹停，并可通过两个电
机的不同转速实现左转和右转等功能 III、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 1、查阅资料，确定硬件系统框图组成。（5月20日～5月22日） 2、设计完整电原理图。（5月23日～5月25日） 3、设计软件结构流程框图。（5月26日～5月27日） 4、按流程编写各功能模块程序。（5月28日～5月29日） 5、完成课程设计报告（5月30日～5月31日） Ⅳ 主要参考资料： 1、张俊漠，单片机中级教程－原理与应用北京航空航天大学出版社2002 2、郭天祥，51单片机c语言教程 机械与电气系 10机械电子(本) 专业类 01班 学生：饶晓东 日期：自 2013 年 5 月20 日至 2013 年5 月31 日
指导教师：于祯 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室主任 附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。 摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它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，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心；在小车行驶的过程中能够根据不同的要求通过改变PWM 输出改变小车的行驶速度。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。 采用的技术主要有： 1、通过AT89C52自带的定时器设置PWM输出来控制小车的速度； 2、电机驱动芯片L298N控制两个直流电机的转向； 3、数码管显示测量数据
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
一、系统目标： 随着社会不断发展和人们生活水平的提高，汽车走进了平常百姓家庭，由于城市的快速发展和交通道路的日益复杂，人们常因不熟悉道路而迷路，从而延误时间。车载导航系统不仅能够准确地提供一条通往目的地的行车路线，而且使得车辆能够避开拥挤的道路，明显改善交通拥堵状况。前几代车载导航系统存在一些缺陷，比如硬件体积大、软件冗余度大、功耗高、成本高等等，基于此，本文根据车载导航系统的特点和功能需求，应用嵌入式技术，设计了一种体积小、功耗低及功能强的车载导航系统 二、需求分析： 1. 车载GPS简介：车载GPS是指通过软件和硬件做成定位终端应用于车辆而进行定位导航的系统。在车载GPS当中，不单单具有定位导航的功能，它还具有将定位信息传输到GPS 持有人手里或者报警中心的功能，这里我们称之为第三方。因此，GPS系统具有GSM网络通讯的功能，即利用GSM网络通过短信将相关定位信息传输到第三方。再通过微机对短信进行解读，从而在电子视频上显示出车辆的地理位置信息。从而实现了车载GPS定位导航。 2. 车载GPS的应用现状： 在中国，GPS已经进入了规模生产使时期，GPS系统主要应用于车载GPS，车载GPS在中国的市场非常巨大，其分为后装和前装两种应用方式。前装系统是在车辆出厂前就组装在车辆上的配套产品之中,后装系统则是在车辆使用过程中安装到车辆上的。现在，我国的车载GPS市场仍处在前期培育时期,采用后装形式给汽车用户提供一种灵活的选择无疑是更明智的策略。直到2010年年底,我国车载GPS系统装备的车辆已达到了200万辆，这对于我国9000万辆汽车总数来说,其普及率还不到20%。但是在日本，其导航系统的装备率达到了59%,在欧美国家，其GPS装备的车辆占了50%。这说明了我国GPS的潜在市场非常巨大。通过相关数据可知,到2015年,我国GPS系统装备的汽车至少番个五番。其中上海大众、二汽、一汽以及通用等都将配备GPS导航系统。 3.车载GPS的市场需求分析： 在我国加入WTO之后，汽车进口关税大幅下降，汽车价格也不断低价出售，于是，我国私家车的销售量大增。随着我国私家车的不断增加，车载GPS导航系统也不断的在进行改进，有车族进行中短途的商业旅行和假日旅游日渐增多,车载导航系统可以为私人汽车车主提供丰富的增值服务。因此，GPS在私家车上的应用非常重要。想象一下，我国人口如此庞大，人们对车的需求也如此之高，可见,GPS导航系统在我国的市场也是相当大的。据相关资料显示,现在我国私家车市场的存在量已经突破了两千万大关,若按照百分之十的GPS配置率,则有两百万量汽车需配置GPS导航系统，即GPS的市场容量将实现两百万。同时，在未来，车载GPS的性价比将得到进一步的提升,其将有着非常广的发展前景。按计世资讯的研究报告可以看出，2012年至2015年间，我国GPS车载导航系统的市场将实现百分之五十的年增长率,预计到2015年,随着我国车载导航设备、导航卫星的商业应用环境及其应用标准的不断成熟，GPS导航将被我国消费者所广泛青睐，GPS车载系统的价格也将非常低廉，市场供应规模将进行扩大，到2015年年底，我国车载GPS的销售金额将实现五百亿元。 三、系统原理图：
汽车GPS定位系统 设计方案
南京长途客运总公司汽车GPS定位/记录仪 系统建设方案 J T-O M R O N 目录
第一章前 言 (1) 第二章系统总体设计 (3) 第三章系统总体设计方案………………………………… (11) 第四章监控管理系统设计方案……………………………… (14) 第五章系统建设方案………………………………………… (19)
第一章前言 随着经济的高速发展,车辆已经成为了一种非常重要的交通工具,它已成为了企业业务和私人生活中的一部分。客运行业是各省市地区的重要经济形式,随着交通运输行业之间的竞争不断加剧,带来了诸多的交通和管理问题,因此运输企业采取种种措施来监控和保护车辆日常运作。但在车辆实际的运作中,有时出现车辆被盗、司机来公车干私活、司机未按规定的路线行驶、企业无法高速快效的进行车辆调度等等问题,而过去运输企业对车辆采取的种种措施已经往往只能起到事后补救的作用。因此企业产生了对车辆进行实时监控和管理的需求。如何运用现代化管理手段合理调度、提高车队的使用效率、降低事故的发生,已成为一个迫切需要解决的课题摆到了运输行业各企业的面前。 对于客运企业来说,主要想实现对车辆进行跟踪、调度、管理和对车辆和司机进行安全保障等需要,一般有如下的需求: ●当出现被盗情况时,即时发现和制止盗窃行为。 ●随时了解到自己的车辆所在地点。 ●怎么才能有效的监控车辆在途中的运营情况。 ●怎样控制票款的流失。 ●更有效的监控业务的执行情况。
●司机是否按公司的规章行车。 ●对车辆的营运历史进行有效管理。 ●更有效的提高车辆的调度。 ●车辆是否在制定的路线和制定的区域行驶。 ●在行车过程中,当出现异常情况时,能随时随地获得帮助。 针对上述问题,我们依靠自身成熟的技术,同时借鉴国内外成功的经验,现已在ITS(智能交通系统)领域中率先迈出了坚实的一步,取得了重大进展,公司研发、生产的GPS车载记录仪是一项引进国外最新科技成果、融全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、全球移动通信系统(GSM)以及计算机数据处理技术和现代数据通讯技术于一体的尖端高科技项目,设计成具有卫星定位、数字通讯、调度管理、防劫防盗、报警等多功能的高科技综合信息管理系统,为用户提供最佳的管理手段,增强行业的竞争能力,同时也能为用户带来显著的社会效益和经济效益。在中国一些大中城市也越来越多地成为运输行业的常规配置,是城市交通现代化管理的必然趋势。
目录 一、智能小车硬件系统设计 (2) 1.1智能小车的车体结构选择 (2) 1.2智能小车控制系统方案 (2) 1.3电源系统设计 (4) 1.4障碍物检测模块 (4) 1.4.1超声波传感器 (4) 1.5电机驱动模块 (5) 1.5.1驱动电机的选择 (5) 1.5.2转速控制方法 (6) 1.5.3电机驱动模块 (7) 1.6速度检测模块 (9) 1.6.1增量式光电编码器的工作原理 (9) 1.6.2电机转速检测方法 (10) 1.7通信扩展模块 (11) 1.7.1蓝牙透传模块 (11) 1.8硬件设计中注意的问题 (12) 二、控制系统软件设计 (13) 2.1 系统程序设计 (13) 2.1.1系统总体框图 (14) 2.1.2障碍物探测模块程序设计 (14) 2.1.3电机驱动模块程序设计 (15) 2.1.4速度检测模块程序设计 (15) 2.1.5 寻迹模块程序设计 (18)
一、智能小车硬件系统设计 1.1智能小车的车体结构选择 目前常用的移动机器人运行机构的方式有轮式、履带式、腿式以及上述几种方式的结合。轮式和履带式机器人适合于条件较好的路面，而腿式步行机器人则适合于条件较差的路面。为了适应各种路面的情况，可采用轮、腿、履带并用。在各种实用的移动机器人中以轮式机器人(Wheeled mobile robot，WMR)最为常见，它具有悠久的历史，在机械设计上非常成熟。本文中智能小车的设计思想是作为在路面环境较好的场合中工作的机器人使用，所以采用轮式机器人。机器人车体由车架、蓄电池、直流电机、减速器、车轮等组成，它是整个小车的基础部分。 从轮式移动机器人的车轮个数来说，常用的为三轮或四轮，更多轮的机器人则多见于可变构形的移动机器人应用。四轮机构在稳定性方面强于三轮机构。而一般轮式移动机器人转向装置的结构通常有两种方式，第一种方式是使用舵机转向，在此方式下前轮是自由轮，后轮是驱动轮，使用一个电机进行驱动，转向使用舵机控制转向轮(前轮)实现；另外一种方式使用差动控制转向，与舵机转向相同的是，后轮是驱动轮，但左、右轮使用独立的电机驱动，前轮为自由轮，转向通过控制左右驱动轮速度的方式实现。综合考虑到智能小车承载能力、稳定性以及转向精度的要求，系统采用了四轮差动转向式，其中后部两轮为驱动轮，前部两轮为随动万向轮。 1.2智能小车控制系统方案 在整个智能小车系统的总体设计之中，控制系统是最重要的，它是整个系统的灵魂。控制系统的先进与否，直接关系到整个机器人系统智能化水平的高低。机器人的各种功能都在控制系统的统一协调前提下实现，控制系统设计的策略也决定了整个机器人系统的功能特点及其可扩展性。 本次设计的智能小车控制系统，具备了障碍物检测、自主定位、自主避障、PWM电机驱动、CAN总线通信、无线通信等一系列功能。根据上述所提及的智能小车的功能要求，课题研究的控制系统主要包括：电源模块、微控制器模块、障碍检测模块、电机驱动模块、速度检测模块、通讯扩展模块等部分。系统总体框图如图1.1所示。具体设计过程中，各模块硬件以及软件部分力求相对独立，为日后的更新和后续升级提供便利。
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