毕设答辩-基于arduino智能小车设计与实现

呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院本科生毕业论文(设计)题目：基于Arduino控制的WIFI智能小车学生：苑伟学号：2011121138专业班级：2011级计算机科学与技术一班指导教师：锐完成时间：2015年5月22日目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 论文选题背景 (1)1.2 论文选题的意义 (1)1.3 论文论述 (2)第2章系统方案选择与总体设计 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计中考虑到的问题 (3)2.3 系统方案的选择与比较 (3)2.4 总体设计方案 (4)2.4.1整体系统 (4)2.4.2 整体工作原理 (5)第3章硬件介绍及设计 (6)3.1 Arduino Uno R3 单片机系统 (6)3.1.1 概要 (6)3.1.2主控芯片ATmege328P-PU (7)3.1.3 Arduino Uno最小系统[3] (9)3.1.4 Arduino Uno R3单片机系统的使用 (13)3.2 路由器WR703N (14)3.2.1 路由器硬件介绍 (14)3.2.2 路由器改装 (15)3.2.3路由器刷OpenWRT (17)3.3 电机驱动电路 (18)3.3.1 电机驱动模块使用 (18)3.3.2驱动原理及电路图 (19)3.4 摄像头介绍 (20)3.4.1 摄像头简介 (21)3.4.2 摄像头的分类 (21)3.4.3摄像头的工作原理 (21)3.4.4摄像头的主要结构和组件 (21)3.5 测速传感器 (22)3.5.1测速传感器说明 (22)3.5.2 测速传感器使用 (23)3.6 超声波传感器 (23)3.6.1传感器说明及原理 (23)3.6.2 HC-SR04传感器的使用 (24)3.7舵机模块 (24)3.7.1舵机的控制 (25)3.7.2舵机的作用 (26)3.9 硬件系统整体设计 (27)第4章系统软件安装及设计 (28)4.1系统程序简介 (28)4.2单片机程序流程图 (28)4.2.1主程序流程图 (28)4.2.2外部串口中断函数流程图 (29)4.2.3定时器中断子函数流程图 (29)4.2.4 控制小车程序流程图 (30)4.2.5避障子程序流程图 (32)4.2.6舵机子程序流程图 (33)4.3路由器软件安装及程序流程图 (34)4.3.1软件的安装及配置 (34)4.3.2 程序设计及流程图 (35)第5章系统调试及问题解决 (37)5.1 系统仿真 (37)5.1.1 常用软件介绍 (37)5.1.2 仿真测试 (38)5.2硬件设计问题及调试 (38)5.2.1 测速模块的调试及问题解决 (38)5.2.2 摄像头调试及问题解决 (39)5.3 软件设计问题及调试 (40)5.3.1单片机软件调试及问题 (40)5.3.2路由器软件调试及问题 (42)第6章总结 (44)参考文献： (45)致 (46)附录1元器件明细表 (47)附录2 单片机部分程序源码 (48)附录3路由器部分程序源码 (54)摘要本次设计wifi智能小车主要采用Arduino作为底层硬件控制核心，接收来自路由器的指令执行相关操作；采用PWM脉冲调节小车速度、舵机控制以及灯光亮度；采用定时器实现小车数据的发送、小车的避障及计算小车的行驶速度；运用简单的PID算法实现轮胎直接的差速控制；采用路由器发射无线wifi，使用Lua脚本实现了接收单片机数据及发送操作指令，设计了web页面控制小车的B/S模式结构。

《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能化和自动化成为现代社会发展的重要方向。

其中，智能小车作为智能交通系统的重要组成部分，具有广泛的应用前景。

自动避障系统作为智能小车的关键技术之一，对于提高小车的安全性和智能化水平具有重要意义。

本文将介绍一种基于Arduino的智能小车自动避障系统的设计与研究。

二、系统设计1. 硬件设计本系统采用Arduino作为主控制器，通过连接超声波测距模块、电机驱动模块、LED灯等硬件设备，实现对小车的控制。

其中，超声波测距模块用于检测小车前方障碍物的距离，电机驱动模块用于控制小车的运动，LED灯则用于指示小车的状态。

2. 软件设计本系统的软件设计主要包括Arduino程序的编写和上位机界面的开发。

Arduino程序采用C++语言编写，实现了对小车的控制、数据采集和处理等功能。

上位机界面则采用图形化界面设计，方便用户进行参数设置和系统监控。

三、自动避障原理本系统的自动避障原理主要基于超声波测距模块的测距数据。

当小车运行时，超声波测距模块不断检测前方障碍物的距离，并将数据传输给Arduino主控制器。

主控制器根据测距数据判断是否存在障碍物以及障碍物的距离，然后通过控制电机驱动模块，使小车进行避障动作。

四、系统实现1. 超声波测距模块的实现超声波测距模块通过发射超声波并检测其反射时间，计算出与障碍物的距离。

本系统中，超声波测距模块采用HC-SR04型号，具有测量精度高、抗干扰能力强等优点。

2. 电机驱动模块的实现电机驱动模块采用L298N型号的H桥驱动芯片，可以实现对电机的正反转和调速控制。

本系统中，通过Arduino的PWM输出功能，实现对电机的精确控制。

3. 系统调试与优化在系统实现过程中，需要进行多次调试和优化。

通过调整超声波测距模块的灵敏度、电机驱动模块的控制参数等，使系统达到最佳的避障效果。

同时，还需要对系统的稳定性、响应速度等进行测试和优化。

基于arduino的智能避障小车的设计摘要本文简要介绍了基于智能轮式移动机器人智能避障设计与实现----一种基于Arduino新型集成开发环境的超声波避障小车的工作原理。

其中包括对小车的执行组件、搭建结构、传感器、Arduino单片机软件编程及试验结果的介绍。

本方案以Arduino单片机为控制核心，基于蝙蝠超声波测距的原理,利用超声波传感器,检测小车前方障碍物的距离，然后把数据传送给单片机。

当超声波检测到距离小车前方25CM有障碍物时单片机就发出指令让小车左转一定角度，然后停止行进继续探测.如果前方25CM没有障碍物则直行，否则继续左转一定角度。

如此通过超声波不断的循环检测周边环境的情况进行自动避障。

本系统在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，以超声波传感器检测前方障碍物，从而自动避障。

在软件方面，利用Arduino语言进行编程，通过软件编程来控制小车运转。

该系统在驱动方面采用L298N驱动2个直流电机带动小车运行。

并且，用PWM系统调速,控制小车前进的速度。

实现小车根据外部环境,做出前进、后退和转向等动作,从而完成避障的功能，本设计具有有一定的实用价值。

关键词：Arduino单片机；超声波传感器；避障AbstractThis paper describes the design of mobile robot behavior-based design and implement ---- A new ultrasound-based integrated development environment Arduino obstacle avoidance car works. These include the implementation of car components, building structures, sensors, Arduino microcontroller software programming and test results presentation.The program to Arduino microcontroller core, based on the principle of ultrasonic distance measurement bats using ultrasonic sensors to detect obstacles in front from the car, and then transmits the data to the microcontroller. When the ultrasonic distance in front of the car detects obstacles 25CM SCM issued a directive to make the car turn left on an angle, then continue probing stop traveling. If there is no obstacle in front of the 25CM straight, turn left or continue certain angle. So the case of the ultrasonic continuous loop through the surrounding environment to automatically detect avoidance.The system hardware design to Arduino microcontroller core, with ultrasonic sensors detect obstacles in front, so that automatic obstacle avoidance. On the software side, the use of Arduino programming language to control the car running through software programming. The system uses the driver side L298N drive two DC motors drive the car running. And, with the PWM system speed, speed control car forward. Realize the car according to the external environment, made forward, backward, and steering movements, thus completing the obstacle avoidance function, the design has a certain practical value.Key words: Arduino; ultrasonic sensors;obstacle avoidance目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)1.1、论文的选题背景 (5)1.2、Arduino单片机概述 (6)1.3、Arduino机器人发展现状 (7)1.4、Arduino智能避障机器人研究意义和目的 (9)1.5、项目主要研究内容 (9)第二章避障小车机器人的总体设计 (10)2.1、设计原理与方法 (10)2.2、硬件设计 (10)2.3、软件设计 (11)2.3.1、Arduino语言 (11)2.3.2、Arduino IDE (12)2.4、设计前期准备 (14)第三章硬件模块 (16)3.1、各模块的的基本性能 (16)3.1.1、单片机模块 (16)3.1.2、电机、电机驱动模块 (17)3.1.3、避障模块 (19)3.1.4、电源模块 (19)3.2、小车的基本搭建 (20)3.3、电路连线 (28)3.3.1、电机的连线 (28)3.3.2、超声波云台接线 (32)第四章软件模块 (34)4.1、软件设计思路 (34)4.2、程序设计代码 (35)第五章实验及结果分析 (42)5.1、预期目标 (42)5.2、遇到的问题和解决方法 (42)5.3、硬件的调试与整合 (43)5.3.、调试思路 (43)5.3.2、调试超声波模块 (44)5.3.3、电机调试 (44)5.4、心得体会 (45)第六章设想与展望 (46)参考文献 (47)致谢 (48)第一章绪论1.1、论文的选题背景随着现代计算机技术的不断发展和普及，机器人的发展已经遍及近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。

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a r d u i n o循迹小车毕业论文This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020摘要 (2)23Arduino智能小车设计方案简介 (3)34555556 667 8889 023345122Arduino循迹小车设计与实现摘要：循迹小车是Arduino单片机的一种典型应用。

本智能小车是由ardiuno单片机和外部电路组成，包括检测模块，控制模块，电源模块。

循迹车设计采用Arduino单片机作为小车的控制核心，采用灰度传感器作为小车的检测模块来识别绿色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被ardiuno单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机。

其中软件系统采用C程序。

关键词：Arduino单片机，自动循迹，驱动电路。

引言自第一台工业机器人诞生以来，机器人的民展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。

近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。

人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人工作的机器一直是人类的目标。

单片机是一种可通过编程控制的微处理器，虽其自身不能单独用在某项工程或产品上，但当其与外围数字器件和模拟器件结合时便可发挥强大的功能，现在单片机已广泛应用于众多领域。

例如：工业自动化，智能仪器仪表，消费类电子产品，通信方面，武器装备等。

作为与自动化技术和电子密切相关的理工科学生，掌握单片机是最基础的要求。

为进一步丰富和巩固单片机知识，也为能更好的联系实际应用，本次毕业设计选择了基于单片机Arduino循迹车，并做出实物。

鉴于电子技术、计算机技术以及各种更先进的仿真软件的出现，使用高级语言如C代替汇编语言进行编程和控制已成为现实，单片机C语言编程相对于MC51汇编语言编程有如下优点：对单片机的指令系统不需要有很深的理解就可以编程操作单片机。

《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着物联网技术的发展和人工智能的普及，智能家居系统越来越受到人们的关注。

其中，智能小车作为智能家居的重要部分，具有广泛的应用前景。

自动避障系统作为智能小车的关键技术之一，其设计对于小车的智能性、稳定性和安全性具有重要意义。

本文将基于Arduino平台，设计并研究一款智能小车自动避障系统。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括Arduino控制器、电机驱动模块、超声波测距模块、红外避障模块等。

其中，Arduino控制器作为整个系统的核心，负责接收传感器数据、处理数据并控制电机驱动模块，实现小车的运动控制。

电机驱动模块采用L298N驱动芯片，可实现小车的正反转和调速。

超声波测距模块和红外避障模块用于检测小车周围的障碍物，为避障提供依据。

2. 软件设计软件部分采用C语言编写，主要包括主程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。

主程序负责初始化系统、循环检测传感器数据并调用相应的处理程序。

传感器数据处理程序包括超声波测距程序和红外避障程序，用于处理传感器数据并判断是否存在障碍物。

电机控制程序根据传感器数据和障碍物情况，控制电机的运动，实现小车的自动避障。

三、系统实现1. 传感器数据采集与处理本系统采用超声波测距模块和红外避障模块进行障碍物检测。

超声波测距模块通过发射超声波并检测回波时间，计算与障碍物的距离。

红外避障模块通过检测红外线的反射情况，判断障碍物的存在与否。

两种传感器数据经过Arduino控制器处理后，可得到小车周围环境的实时信息。

2. 电机控制与运动规划根据传感器数据和障碍物情况，系统通过Arduino控制器控制电机驱动模块，实现小车的运动规划。

当检测到障碍物时，小车会根据障碍物的位置和距离，自动调整运动轨迹，实现避障。

同时，系统还具有自动寻路功能，可根据预设的路线进行运动。

四、实验与分析为了验证本系统的性能和效果，我们进行了多组实验。

江海职业技术学院毕业设计毕业设计题目：姓名学号：所在系（部）：专业及班级：指导教师：完成日期：中文摘要智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。

它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。

随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。

本系统在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，以超声波传感器检测前方障碍物，从而自动避障。

在软件方面，利用C语言进行编程，通过软件编程来控制小车运转。

根据家庭各种房间家具的布局不同而使用不同的路径，从而使得家居中常用到的智能清扫小车智能化，人性化。

该小车能自动避障，有一定的实用价值。

关键词：单片机；智能清扫小车；自动避障目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要内容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车内部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。

无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。

毕业设计智能小车毕业设计智能小车近年来，随着科技的不断进步和发展，智能化已经渗透到我们生活的方方面面。

从智能手机到智能家居，从智能穿戴设备到智能交通工具，无处不体现着智能科技的力量。

而在毕业设计中，我选择了一个与智能化密切相关的主题——智能小车。

智能小车是一种集机械、电子、计算机等多种技术于一体的智能交通工具。

它能够通过传感器感知周围环境，通过计算机进行数据处理和判断，并通过执行器实现自主导航和行驶。

在这个项目中，我将设计一个能够自主行驶、避开障碍物、遵守交通规则的智能小车。

首先，我将通过搭建一个传感器系统来实现智能小车的环境感知功能。

传感器系统可以包括激光雷达、摄像头、红外线传感器等多种传感器，用于感知车辆周围的障碍物、道路状况等信息。

通过这些传感器，智能小车可以获取到实时的环境数据，并通过算法进行分析和处理。

接着，我将设计一个智能控制系统，用于处理传感器获取到的数据，并做出相应的决策。

智能控制系统可以采用深度学习、机器学习等人工智能算法，通过训练和学习，使得智能小车能够根据不同的情况做出合理的行驶决策。

例如，在遇到红灯时，智能小车会主动停下来等待绿灯；在遇到行人时，智能小车会减速或停车等待行人通过。

同时，我还将为智能小车设计一个自主导航系统，使其能够在未知环境中自主行驶。

自主导航系统可以通过地图、定位系统和路径规划算法来实现。

智能小车可以通过地图获取到当前位置和目标位置，并通过路径规划算法确定最优行驶路径。

在行驶过程中，智能小车可以通过定位系统实时获取自身位置，从而实现精确的导航和行驶。

此外，为了提高智能小车的安全性和稳定性，我还将设计一个底盘控制系统，用于控制车辆的速度、转向等参数。

底盘控制系统可以通过电机和舵机等执行器来实现。

通过合理的控制算法和参数调整，可以使得智能小车在行驶过程中更加平稳和稳定，提高行驶的安全性和舒适性。

最后，在整个设计过程中，我将注重实践和测试，不断优化和改进智能小车的性能。