智能小车报告模板经典实用
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一、实习背景随着科技的飞速发展,智能技术已经深入到我们生活的方方面面。
智能小车作为智能技术的一个重要应用,近年来得到了广泛关注。
为了更好地了解智能小车的原理和应用,提高自己的实践能力,我选择了智能小车作为毕业实习的课题。
二、实习目的1. 掌握智能小车的原理和设计方法;2. 提高自己的动手能力和团队协作能力;3. 培养自己的创新意识和实践能力;4. 为毕业设计打下坚实基础。
三、实习内容1. 理论学习在实习过程中,我首先对智能小车的原理进行了深入的学习。
通过查阅资料、阅读相关书籍,了解了智能小车的组成、工作原理以及各类传感器的工作原理。
主要包括以下内容:(1)单片机原理:学习了51单片机的结构、工作原理以及编程方法;(2)传感器原理:学习了红外传感器、超声波传感器、光电传感器等常用传感器的原理和特点;(3)电机驱动原理:学习了直流电机、步进电机等电机的驱动原理和控制方法;(4)通信原理:学习了串口通信、无线通信等通信方式的基本原理。
2. 实验与实践在理论学习的基础上,我进行了以下实验和实践:(1)搭建智能小车电路:根据设计要求,我选择了51单片机作为控制核心,红外传感器、超声波传感器、电机驱动模块等作为主要硬件。
通过焊接、连接等操作,搭建了智能小车的电路;(2)编程与调试:利用C语言对单片机进行编程,实现智能小车的各项功能。
主要包括:红外传感器循迹、超声波传感器避障、电机驱动控制等;(3)测试与优化:对智能小车进行测试,观察其运行效果。
针对存在的问题,对程序和电路进行优化,提高智能小车的性能。
3. 团队协作在实习过程中,我与团队成员密切合作,共同完成智能小车的研发。
我们分工明确,各司其职,共同解决了许多技术难题。
四、实习收获1. 提高了实践能力:通过实际操作,我掌握了智能小车的搭建、编程和调试方法,提高了自己的动手能力;2. 培养了团队协作精神:在团队协作中,我学会了与他人沟通、协调,提高了自己的团队协作能力;3. 增强了创新意识:在解决技术难题的过程中,我不断思考、尝试,培养了创新意识;4. 为毕业设计打下基础:通过这次实习,我对智能小车有了更深入的了解,为毕业设计积累了丰富的经验。
智能小车活动报告活动简介本次智能小车活动是由XX学校电子科技协会举办的,旨在通过实践项目深入理解智能控制原理和编程思想。
活动中,参与者将组队完成一辆智能小车的设计、搭建和编程,并进行实地测试和展示。
活动时间和地点活动时间:2022年6月10日至6月15日活动地点:XX学校电子实验室活动内容1.第一天:介绍智能小车项目的背景和目标,讲解小车的零部件和连接方式。
参与者分组并进行认识和分工。
2.第二天:小车组装和调试。
参与者按照给定的零部件和组装图,完成小车的搭建。
在搭建过程中,了解小车组成部分之间的关系和工作原理。
3.第三天:小车电路连接和传感器添加。
参与者将电路板连接到小车主体,并添加红外线传感器、超声波传感器等,以实现小车的避障功能。
4.第四天:小车编程。
参与者学习Arduino编程,使用C语言编写小车的控制程序,并完成小车基本功能的编程。
5.第五天:小车功能优化。
参与者通过更改程序和添加新的功能,进一步优化小车的性能,例如增加循迹功能、遥控功能等。
6.第六天:小车测试和展示。
参与者将完成的小车进行测试,检验各个功能的实际效果,并进行展示和交流。
活动成果通过本次智能小车活动,参与者不仅学习了智能控制原理和编程思想,还培养了团队合作和解决问题的能力。
他们通过亲自参与到项目中,深入理解了电子电路的连接和传感器的使用,掌握了Arduino编程的基本技能,并能够将所学到的知识应用到实际项目中。
同时,活动还提高了参与者的创新思维和动手能力。
活动总结通过本次活动,我们看到了参与者们的努力和成长。
他们在小组合作中充分发挥了团队合作的重要性,通过相互协作克服了许多技术难题。
活动的成功举办不仅激发了参与者对电子科技的兴趣,也为他们的个人发展和职业规划提供了重要的经验和参考。
展望未来希望未来能继续举办类似的智能小车活动,为更多学生提供机会,以实践的方式学习和探索。
通过这样的活动,不仅可以进一步推动学生对电子科技的热情,还可以培养更多具备创新精神和实践能力的电子科技人才。
智能小车实验报告摘要为了使智能小车在赛道上按题目要求行驶,我们对整个系统进行了研究,通过论证分析确立了较优的设计方案。
本系统选用履带小车为车体。
以c8051f020单片机为控制核心。
用12v锂电池供电,并利用7805将电压稳至5v以满足单片机及驱动等其它模块对电压的需求。
用L298N驱动双直流电机,通过传感器检测、控制电动机的方向、快慢、启停。
循迹模块运用保证了小车安全在赛道上行驶。
小车上还装有无线接收模块,在两车之间实现信息传输。
通过各模块的配合,在程序的控制下,最后检测证明小车能够快速稳定的实现在赛道上行驶、超车等任务,不仅能够完成基本部分,也能完成发挥部分。
关键词:c8051f020,驱动,无线模块,寻迹1 系统方案设计本实验要求甲、乙两辆小车同时起动,先后通过起点标志线,在行车道同向而行,实现两车交替超车领跑功能。
在对题目和赛道深入了解的基础上,我们确立了小车需要的以下基本模块:控制模块、电机驱动模块、寻迹模块、通讯模块、电源模块。
作为智能小车,必须拥有能够满足条件的大脑。
因此要选取合适的单片机作为控制模块的核心。
题目还要求小车完成题目的时间要尽可能短,所以要选取合适的电机驱动,使小车能够有足够的速度。
另外小车还要能够稳定安全的在赛道上行驶,尽量避免偏离赛道,更要防止小车冲出赛道,因此需在小车上安装循迹模块。
本题还需要两车配合行驶,两车之间进行通讯是很有必要的。
而作为电力系统,电源模块是必不可少的。
确定了小车系统需要的模块,接下来就对各模块的分析选取做详细的介绍。
1.1 控制模块方案一:使用传统51系列单片机,传统51单片机价格便宜,控制简单,但是它的运算速度慢,片内资源少,存储器容量小,难以实现复杂的算法。
方案二:使用C8051F系列单片机,C8051F单片机使用CIP-51微控制器内核,是标准的混合信号片上系统(SOC),除了具有标准8051的数字外设部件之外,片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件.如电压比较器PAC,ADC,DAC,SPI, SMBus(I2C),UART等,特别方便进行数据的实时采集与控制。
智能小车报告智能小车报告1. 引言智能小车是一个基于和自动导航技术的电动小车,可以根据预设的指令和条件自主完成各种任务。
本报告将对智能小车的主要功能和技术进行介绍,并探讨该技术在实际应用中的潜力和局限性。
2. 智能小车的主要功能2.1 自主导航智能小车配备了一系列传感器和导航系统,可实现自主导航功能。
通过激光雷达、摄像头、惯性测量单元等传感器,智能小车可以感知周围环境,并根据地图和路径规划算法进行自主导航。
用户可以通过预设的目的地或者指令,让智能小车自动找到最优路径,并完成导航任务。
2.2 避障与路径规划智能小车的导航系统能够根据实时感知到的障碍物和地图信息,进行路径规划并实时调整路径。
当智能小车遇到障碍物时,它会自动调整行进方向,避开障碍物,并寻找新的路径继续前进。
路径规划算法会综合考虑行进距离、时间、能耗等因素,以达到最优的导航效果。
2.3 智能交互智能小车配备了语音识别和语音合成技术,可以与用户进行智能交互。
用户可以通过语音指令控制智能小车的行为,例如让它前进、停止或者返回起点。
智能小车会根据语音指令解析用户的意图,并相应地执行动作。
同时,智能小车也会通过语音合成技术将执行结果反馈给用户,提供友好的交互体验。
3. 智能小车技术的潜力和局限性3.1 潜力智能小车技术具有广阔的应用前景。
首先,在物流行业中,智能小车可以代替人工完成货物搬运、仓库管理等工作,提高工作效率并减少人力成本。
此外,在旅游和服务行业中,智能小车可以充当导游、服务员等角色,为游客提供便利和娱乐体验。
此外,智能小车还可以应用于环境监测、巡检等领域,为人们提供全方位、高效的服务。
3.2 局限性虽然智能小车技术具有很大的潜力,但也存在一些局限性。
首先,目前的智能小车技术仍然处于发展阶段,尚未完全成熟。
其次,智能小车在复杂环境中的导航和避障能力仍有待提高。
在一些复杂的场景中,例如人流密集的地方或者复杂交通情况下,智能小车可能会出现导航错误或者无法及时避开障碍物的问题。
随着科技的飞速发展,智能化设备在各个领域得到了广泛应用。
智能小车作为智能化设备的一个重要分支,其研发与生产具有重要意义。
为了更好地了解智能小车的生产过程,提高自身的实践能力,我于近期在XX智能小车制造公司进行了为期两周的生产实习。
二、实习内容1. 参观生产线实习的第一天,我参观了公司的生产线。
生产线分为以下几个部分:(1)原材料准备区:负责将原材料进行切割、打磨、清洗等预处理。
(2)组装区:负责将各个零部件组装成完整的智能小车。
(3)调试区:负责对组装完成的智能小车进行功能测试和调试。
(4)包装区:负责将调试完成的智能小车进行包装,准备发货。
2. 学习生产工艺在生产实习过程中,我重点学习了以下生产工艺:(1)焊接技术:学习如何使用电焊机、气焊机等设备进行焊接。
(2)组装技术:学习如何将各个零部件按照设计要求进行组装。
(3)调试技术:学习如何使用测试仪器对智能小车进行功能测试和调试。
3. 参与生产过程在实习期间,我积极参与了以下生产过程:(1)焊接:在师傅的指导下,我学会了使用电焊机进行焊接,并完成了部分焊接工作。
(2)组装:在师傅的指导下,我学会了如何将各个零部件按照设计要求进行组装,并完成了部分组装工作。
(3)调试:在师傅的指导下,我学会了使用测试仪器对智能小车进行功能测试和调试,并完成了部分调试工作。
1. 提高了实践能力:通过实际操作,我掌握了智能小车的生产工艺,提高了自己的实践能力。
2. 加深了对理论知识的应用:在实习过程中,我将所学的理论知识应用于实际生产,加深了对理论知识的理解。
3. 了解了智能小车产业的发展:通过实习,我了解了智能小车产业的发展现状和趋势,为今后的学习和工作打下了基础。
四、实习体会1. 团队协作的重要性:在智能小车的生产过程中,各个环节需要密切配合,才能保证生产效率和质量。
这使我深刻体会到团队协作的重要性。
2. 严谨的工作态度:在生产过程中,任何一个环节的疏忽都可能导致产品质量问题。
智能小车实训报告本课题是鉴于 ***** 单片机的智能小车的设计与实现,小车达成的主要功能是能够自主辨别黑色指引线并依据黑线走向实现迅速稳固的寻线行驶。
小车系统以*****单片机为系统控制处理器;采纳红外传感获得赛道的信息,来对小车的方向和速度进行控制。
别的,对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试,并最后达成软件和硬件的交融,实现小车的预期功能。
一、实验目的:经过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。
进一步学习51单片机在系统中的控制功能,能够合理设计单片机的外头电路,并使之与单片机构成整个系统。
二、设计方案该智能车采纳红外传感器对赛道进行道路检测,单片机依据采集到的信号的不一样状态判断小车目前状态,经过电机驱动芯片L298N 发出控制命令,控制电机的状态以实现对小车姿态的控制。
三.报告内容安排本技术报告主要分为三个部分。
第一部分是对整个系统实现方法的一个纲要说明,主要内容是对整个技术原理的概括;第二部分是对硬件电路设计的说明,主要介绍系统传感器的设计及其余硬件电路的设计原理等;第三部分是对系统软件设计部分的说明,主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。
技术方案纲要说明本模型车的电路系统包含电源管理模块、单片机模块、传感器模块、电机驱动模块。
工作原理:利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测路面上的轨迹将轨迹信息送到单片机单片机采纳模糊推理求出转向的角度,而后去控制行走部分最后达成智能小车能够依据路面上的轨迹运转。
硬件电路的设计1 1 、最小系统:小车采纳 atmel 企业的 ***** 单片机作为控制芯片,图 1 是其最小系统电路。
主要包含:时钟电路、电源电路、复位电路。
此中各个部分的功能以下:1、时钟电路:给单片机供给一个外接的16MHz 的石英晶振。
2、电源电路:给单片机供给5V 电源。
3、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
第1篇一、引言随着科技的不断发展,人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
作为人工智能的一个典型应用,智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。
在本次智能小车实验中,我深刻体会到了理论知识的重要性,同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。
以下是我对本次实验的心得体会。
二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车,让学生掌握以下知识:1. 传感器原理及在智能小车中的应用;2. 单片机编程及接口技术;3. 电机驱动及控制;4. PID控制算法在智能小车中的应用。
三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段,我们首先对智能小车的功能进行了详细规划,包括自动避障、巡线、遥控等功能。
然后,根据功能需求,选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。
2. 搭建阶段在搭建阶段,我们按照设计图纸,将各个模块连接起来。
在连接过程中,我们遇到了一些问题,如电路板布局不合理、连接线过多等。
通过查阅资料、请教老师,我们逐步解决了这些问题。
3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。
我们采用C语言对单片机进行编程,实现了小车的基本功能。
在编程过程中,我们遇到了许多挑战,如传感器数据处理、电机控制算法等。
通过查阅资料、反复调试,我们最终完成了编程任务。
4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。
在调试过程中,我们对小车的各项功能进行了测试,包括避障、巡线、遥控等。
在测试过程中,我们发现了一些问题,如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。
针对这些问题,我们再次查阅资料、调整程序,逐步优化了小车的性能。
四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中,我们不仅学习了理论知识,还通过实际操作,将所学知识应用于实践,提高了自己的动手能力。
2. 团队合作在实验过程中,我们充分发挥了团队合作精神。
在遇到问题时,我们互相帮助、共同探讨解决方案,最终完成了实验任务。
智能小车报告智能小车报告1、简介智能小车是一种能够自主导航、感知环境和执行任务的。
本报告将对智能小车的设计、功能及应用进行详细介绍。
2、设计原理2.1 传感器系统智能小车通过搭载各种传感器来感知环境,包括距离传感器、摄像头、陀螺仪等。
距离传感器用于测量与障碍物的距离,摄像头用于捕捉环境图像,陀螺仪用于测量车辆的姿态。
2.2 控制系统智能小车的控制系统由主控板和电机驱动器组成。
主控板接收传感器的输入并做出相应的决策,然后通过电机驱动器控制车辆的行动。
3、功能特点3.1 自主导航智能小车能够根据传感器提供的环境信息进行路径规划,并自主避开障碍物。
它可以通过避障算法和机器学习算法来实现智能导航。
3.2 视觉识别智能小车可以通过图像识别技术来识别不同的物体,并根据识别结果做出相应的决策。
例如,当识别到红绿灯时,智能小车能够根据信号灯的颜色做出停止或行驶的决策。
3.3 远程控制智能小车可以通过无线通信技术与外部设备进行远程控制。
用户可以通过方式应用程序或遥控器来控制车辆的行动。
4、应用领域4.1 物流仓储智能小车可以在仓库内自动化地运输货物,提高物流效率。
4.2 智能家居智能小车可以成为智能家居系统的一部分,为用户提供送餐、打扫卫生等服务。
4.3 环境监测智能小车可以携带各种传感器进行环境监测,例如监测空气质量、温度等。
5、附件本文档涉及的附件包括智能小车的设计图纸、控制系统电路图、以及相关的测试数据和实验结果。
6、法律名词及注释6.1是指具有自主感知、决策和执行能力的设备。
6.2 无人驾驶无人驾驶是指车辆能够在没有人类操控的情况下自动驾驶。
6.3 传感器传感器是指能够将物理量转换为电信号的设备,包括温度传感器、光传感器等。
6.4 机器学习机器学习是一种领域的技术,通过模型的训练和优化来使机器能够自动学习和改进。
智能小车项目报告
智能小车是一种使用微处理器控制的机器人机器,它可以根据环境中
的物理变化和信息自动行驶。
它具有很强的智能,能够根据不同环境变化
自动进行定向行驶,这大大提升了它的实用价值。
本报告主要介绍了智能
小车的构造及其功能等内容。
智能小车通常由微处理器、传感器、输入/输出装置和电机、轮子组成。
微处理器控制着整个系统的运行,传感器收集外部信息和向微处理器
反馈信息。
输入/输出装置和电机、轮子控制机器行动。
智能小车的功能是利用传感器收集外部环境信息,将信息转换为信号
传输给微处理器,经过微处理器的数据处理后,根据设定的参数调整电机
的转速,从而控制机器行动。
在不同的环境变化中,智能小车能够根据外
部环境条件自动定向行驶,并可以自主调整路线,避开障碍物。
智能小车的应用非常广泛。
它可以应用在自动研究、巡逻及跟踪检测、虚拟导游等领域。
它也可以用来做安全护卫或护卫。
它还可以用来进行工
业自动化,控制工业设备的运行,从而提升工业生产率。
总体而言,智能小车的开发是一项重要而复杂的工作,需要综合考虑
各种技术和装备的制作和控制。
随着科技的不断发展,智能化技术逐渐渗透到各个领域,智能小车作为人工智能技术在工业、农业、军事、医疗卫生和宇宙探测等领域的重要应用之一,受到了广泛关注。
为了更好地了解和掌握智能小车的相关知识,提高自身的实践能力,我参加了为期一个月的智能小车实习。
二、实习目的1. 学习智能小车的原理和设计方法,掌握智能小车的构造和性能。
2. 了解智能小车在各个领域的应用,提高自身的创新意识和实践能力。
3. 通过实际操作,培养团队协作精神和动手能力。
三、实习内容1. 智能小车基础知识学习实习初期,我们学习了智能小车的定义、分类、组成及工作原理。
智能小车主要由传感器、控制器、执行器、电源和通信模块等组成。
传感器负责收集环境信息,控制器根据收集到的信息进行决策,执行器执行控制器的决策,电源为整个系统提供能量,通信模块实现与其他设备或系统的数据交换。
2. 智能小车硬件设计在硬件设计方面,我们学习了传感器选型、电路设计、电机驱动和电源设计等。
传感器选型主要包括红外传感器、超声波传感器、光电传感器等;电路设计包括单片机电路、驱动电路和电源电路等;电机驱动主要采用L298N驱动模块;电源设计主要考虑电池容量、电压和电流等。
3. 智能小车软件设计软件设计是智能小车实现功能的关键环节。
我们学习了单片机编程语言C语言,掌握了中断、定时器、串口通信等编程技巧。
在软件设计过程中,我们实现了小车的前进、后退、左转、右转、循迹和避障等功能。
4. 智能小车系统集成与调试在系统集成与调试阶段,我们将硬件和软件相结合,完成了小车各个模块的连接和调试。
通过不断调整参数,使小车能够稳定运行,实现了预期的功能。
通过本次实习,我们成功设计并实现了一款基于AT89C52单片机的智能小车。
该小车具备以下功能:1. 循迹功能:小车能够自动跟随黑线前进,实现自动循迹。
2. 避障功能:小车能够检测到前方障碍物,自动避开障碍物。
3. 远程控制功能:通过蓝牙模块,可以实现手机远程控制小车的前进、后退、左转、右转等功能。
简易智能小汽车队长:XX队员:XXX XXX赛前辅导老师:XXX文稿整理辅导老师:XXX摘要设计分为5个模块:前轮PWM驱动电路、后轮PWM驱动电路、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。
前轮PWM驱动电路用于转向控制;后轮PWM驱动电路用于方向和速度控制;探测模块利用三个光感元件,对黑色轨道进行寻迹;障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测;光源探测模块利用三个光敏电阻制成,用于寻光并确定光源角度,以期获得较为精确的转向值。
绕障方案利用障碍物较低这个重要条件,在C点出发后,先利用光敏电阻获得光源的方向是本设计的一大特色。
一、方案论证与比较1.轨迹探测模块设计与比较方案一、使用简易光电传感器结合外围电路探测。
由于所采用光电传感器实际效果并不理想,对行驶过程中的稳定性要求很高,且误测几率较大、易受光线环境和路面介质影响。
在使用过程极易出现问题,而且容易因为该部件造成整个系统的不稳定。
故最终未采用该方案。
方案二、利用两只光电开关。
分别置于轨道的两侧,根据其接受到白线的先后来控制小车转向来调整车向,但测试表明,如果两只光电开关之间的距离很小,则约束了速度,如果着重于小车速度的提升,则随着车速的提升,则势必要求两只光电开关之间的距离加大,从而使得小车的行驶路线脱离轨道幅度较大,小车将无法快速完成准确的导向从而有可能导致寻迹失败。
方案三、用三只光电开关。
一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应的转向调整,直到中间的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。
现场实测表明,虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆(因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值1厘米),但只要控制好行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。
综合考虑到寻迹准确性和行驶速度的要求,采用方案三。
2.数据存储比较方案一、采用外接ROM进行存储。
采用外接ROM进行存储是保存实验数据的惯用方法,其特点是在单片机断电之后仍然能保存住数据,但无疑将增大软硬开销和时间开销。
方案二、直接用单片机内部的RAM进行存储。
虽然不能在断电后保存数据,但可以在实验结束后根据按键显示相应值。
而且本实验的数据存储不大,采用RAM可以减少IO接口的使用,便利IO接口分配,故此方案具有成本低、易实现的优点,更符合实际需求。
鉴于方案二的以上优点,综合比较,本方案采用方案二。
3.障碍探测模块方案分析与比较考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制,小车应在距障碍物40CM的范围内做出反应,这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。
否则,如果范围太大,则可能产生障碍物的判断失误;范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。
方案一、采用一只红外传感器置于小车中央。
一只红外传感器小车中央安装简易,也可以检测到障碍物的存在,但难以确定小车在水平方向上是否会与障碍物相撞,也不易让小车做出精确的转向反应。
方案二、采用二只红外传感器分置于小车两边。
二只红外传感器分别置于小车的前端两侧,方向与小车前进方向平行,对小车与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。
但此方案过于依赖硬件、成本较高、缺乏创造性,而且置于小车左方的红外传感器用到的几率很小,所以最终未采用。
方案三、采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。
基于对C点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析,我们采用了从C点出发即获得光源对行车方向的控制,在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做出相应的反应,这样不仅只使用一只红外传感器就实现了避障,而且避免因小车自然转弯而导致的盲目方向控制,同时为后面以最简单直接的路线和在最短时间内驶入车库创造了机会。
智能小车应以准确、智能见优,采用方案三。
4.寻找光源方案分析与比较方案一、采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。
若干定位器在水平面上按不同角度展开,在寻找光源时根据每个定位器接收到的光线强弱(有无)得出实时车库方位。
该方案若采用方向性较强的光敏二极管作为光源定位器,要么是需要很多的器件,要么是难以检测到光源的方向。
方案二、采用一个光源定位器。
用深色不透光材料与光敏电阻制成的光源定位器有较理想的定向测试效果,2.5米之外就可以确定电源的方向。
当小车绕过障碍物之后,通过不停地旋转使定位器获得最大光线照射以确定光源方向,这种方案有一定的可行性,但寻找光源的过程必定带来不必要的大量时间开销,且寻找过程盲目性太大,不利于控制,又增加了一个电机,增大的电源方案选择或安装的难度。
方案三、利用多只光源定位器。
在方案二所得数据的基础上,结合光敏电阻的敏感性,只用三到五只光敏电阻就可以达到目的,只是因其对光非常敏感,所以必需为每只光敏电阻加上黑色隔离板。
虽然制作有一定难度,但其能见长度和相对简明的控制措施显示了很大的优越性。
综合考虑以上方案,方案三更具准确性和独创性,故我们采用方案三。
5.距离检测方案比较方案一、通过测试得出小车平均速度v,在行驶过程中将行驶时间与其乘积t•v作为驶过的距离。
但该方案受电池电量、路面介质等因素的影响,在大多数情况下均暴露出误差较大的缺点。
故不予采用。
方案二、在后轮内侧匀距贴上m个磁钢,车厢内装上霍尔开关。
对轮子转速进行测量,由于低速下轮子与地面接触良好,设轮周长为c,可以用霍尔开关输出脉冲数n乘以c/m 得出行驶距离。
只要磁钢在后轮上的位置足够精确,霍尔开关固定牢靠,就可以获得较好的测试效果。
但车子颠簸时,稳定性较差。
方案三、在齿轮箱中安装透射式光电开关,测出变速齿轮的每秒转速,用变速比和车轮周长计算出线速度,积分求行驶距离。
但在齿轮箱中使用光电开关,要求有足够的安装位置,不能影响传动机构的机械动作。
其优点是工作稳定。
综合以上方案优劣和小车的结构特点,本系统采用了方案二。
6.刹车机构功能方案比较方案一、自然减速式。
当系统发出停止信号时停止给驱动电机供电,小车在无动力状态因阻力而自然变为静止。
由于惯性,小车全速行驶时需1.8秒后才能停止,因车轮滑行造成的误差较大。
无法实现精确制动的目标。
方案二、反转式。
当小车需要停车时给驱动电机以反转信号,利用轮胎与跑道的摩擦力抵消惯性效应。
由于车速是渐减的,反向驱动信号长度也要渐减,否则小车可能反向行驶。
使用此方案后全速刹车反应时间减少为0.5s。
本系统中采用方案二。
7.金属探测方案比较方案一、使用探测线圈和探测仪构成的金属探测器。
此类金属探测器利用探测线圈产生的交变磁场在接近金属材料时产生微弱变化这一原理,将变化信号放大处理进而实现探测金属的目的。
由于该探测器结构复杂,在短期内不可能完成制作,为节省时间,我们放弃了该方案。
方案二、使用电感式接近开关代替金属探测器。
电感式接近开关本身就是理想的传感器。
当金属物体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速作出反应。
用它作为本次小车的金属传感器,简单易行、准确且抗干扰性能优越。
本系统中采用方案二。
二、硬件设计1总体设计1.1设计模块图如图1示:1.2根据图1,本设计需要器件清单见表1。
图1元件数量元件数量元件数量接近开关1只电位器若干二极发光管若干光电开关5只单片机最小系统板一块12M 晶振1只霍尔开关1只光电二极管若干51系列89C52芯片一块玩具电动小车1辆集成电路芯片若干电阻,电容若干蜂鸣器一个表12原理分析和说明2.1键盘显示模块说明见图2该设计使得原本需要14个IO 接口的键盘显示少用了9个单片机IO 接口,虽然该设计的优势在本实验中没有完全体现出来,但若在现代工业设计中应用此方案,在对引脚需要较大的产品中其优点将体现得淋漓尽致。
.图2 2.2元件安装方位图。
(图4)图42.3光敏电阻分布位置图。
(图5)在各光敏电阻间用隔板隔开如此摆放可以很好的解决探测光源方位的难题,从而正确控制小车的转向.当小车行驶方向朝向光源时,中间电阻阻值为低,当小车偏移光源方向时,由于光敏电阻间挡板的遮拦作用,两侧的电阻定有一侧为低,此时可根据不同的情况作出转向调整,且通过测试,小车寻找光源的路径准确,合理。
2.4小车动力系统:为达到满意的控速性能,动力系统中的驱动电路使用了自制的PWM 模块并配以组合门电路加以保护。
在行驶过程中有可能变热的部分电路也涂上了低熔点胶给予保护,有效的保证了整套系统的工作稳定性。
2.5车顶状态彩灯:直接由单片机控制的车顶状态彩灯简单易行,却使得小车更加人性化。
图52.6四电源供电系统:为确保在行驶过程小车各部件均能正常工作且相互之间不收影响,我们使用了四组电源为不同模块提供工作电压。
其中:三组9V 电源分别为测距光电开关供电,经整流稳压后单独为单片机最小系统及其附属部件供电,及为霍尔开关、寻迹光电开关供电,一组6V 电源为电机供电。
如此安排满足了多次测试大量用电的需求。
2.7结合实际的传感器采集方式安排:鉴于小车使用的传感器较多,不可能也没必要让所有的传感器都采用中断方式,由于霍尔传感器和金属探测器应用于实时检测,我们安排它们工作在中断方式下,让应用于分时检测的其他传感器工作在查询方式下。
这样不仅贴合实际,更有效地节省了单片机的引脚空间。
2.8独具自动返回跑道能力的寻迹方式:小车的寻迹模块采用三只光电开关。
一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当置于中间的一只光电开关检测不到黑线且外侧两传感器任一只检测到黑线后,做出相应的转向调整,直到中间的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。
这种寻迹方式的独到之处在于,当小车因车速过快而使所有传感器脱离轨道时小车能根据最近一次转弯记录自动判别正确的运动轨迹,从而自动返回轨道。
三、软件设计1.软件设计特色说明1.1不同占空比脉冲驱动电动机以往方案都是用事先定义好的0、1脉冲置于ROM中以查表获得脉冲的方法,但是这种办法不但不方便于操作,还占用了ROM单元,在使用上不具优越性。
而本次方案在软件设置上,每个全脉冲都由40个10ms脉冲组成,前面全都是1,后面都是0,高脉冲,即1的个数由RAM中5AH单元中摆放的数值来决定,所有脉冲均通过计数器中断来控制,中断每10ms询查一下5BH单元,当5BH中数小于5AH中数时,脉冲置1,否则置0,每次5BH中数值加1,加到40就清0。
这样就减少了许多ROM空间的使用,减少了软件延时控制的麻烦,通过设置5AH单元中的数来设置档,即我们有40个档可调。
1.2越障程序的设计特色之处在于,本设计充分利用了障碍物高度为6cm且光源高20cm这个重要条件,在从C点出发之初就寻找光源,以通过查询三个光敏电阻的阻值变化来确定车身与光源的方位,在无其它参照物的情况下通过光源来确定小车的运动方向控制。