红外线智能小车

毕业设计论文-红外线控制电动小车1 引言1.1 研究背景与意义随着现代电子技术和自动化技术的飞速发展，红外线遥控技术因其操作简便、抗干扰能力强、低功耗等特点在众多领域得到了广泛应用。

电动小车作为现代交通工具的一种，其控制系统的智能化、远程化成为研究热点。

红外线控制电动小车将红外线遥控技术与电动小车相结合，使得小车操作更为便捷，控制更为精确，尤其在特殊环境下，如危险区域的远程探测和物品搬运，具有显著的应用价值。

1.2 研究目的与内容本文旨在设计并实现一种基于红外线控制的电动小车。

研究内容包括：红外线控制技术的原理及其在电动小车上的应用；电动小车的硬件设计，主要包括电动机选型与驱动、电源与控制系统设计；电动小车的软件设计，包括红外线接收与解码、速度与方向控制算法等。

1.3 研究方法与论文结构本研究采用理论与实验相结合的方法，首先对红外线控制技术进行概述，分析电动小车的结构与功能需求，进而设计并实现相应的硬件和软件系统。

论文结构如下：第二章介绍红外线控制技术的基本原理及发展应用；第三章详细阐述电动小车的硬件与软件设计；第四章进行系统测试与分析；第五章对论文研究进行总结，指出不足，并对未来发展进行展望。

2. 红外线控制技术概述2.1 红外线基本原理红外线是一种电磁波，位于可见光与微波之间，波长范围约为700纳米到1毫米。

红外线的发现归功于天文学家威廉·赫歇尔在19世纪早期的实验。

红外线具有热效应，能够被许多物体吸收并转化为热能，这一特性使其在通信和控制技术中得到了广泛应用。

红外线遥控技术基于红外线的传输特性，通过发射和接收红外线信号来实现远距离控制。

其基本原理是利用红外发射二极管发射调制后的红外信号，经过空气传播后，由红外接收器接收并解调，最终将信号传送到控制电路进行处理。

2.2 红外线遥控技术的发展与应用红外线遥控技术自20世纪60年代问世以来，已广泛应用于家电遥控、工业控制、智能家居等领域。

智能小车原理
智能小车是一种具有自主导航、避障、智能控制等功能的智能机器人，它可以在不需要人工干预的情况下，根据预设的路径或自主感知周围环境来进行移动和操作。

智能小车的原理涉及到多个领域的知识，包括传感器技术、控制算法、机械结构设计等。

本文将从这些方面逐一介绍智能小车的原理。

首先，智能小车的传感器技术是其实现自主导航和避障的关键。

常见的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、摄像头等。

红外线传感器可以用来检测障碍物的距离，超声波传感器可以实现对障碍物的定位，摄像头则可以获取更加精确的环境信息。

这些传感器通过将环境信息转化为电信号，并传输给控制系统，从而使智能小车能够感知周围环境并做出相应的反应。

其次，智能小车的控制算法是实现自主导航和避障的核心。

控制算法需要根据传感器获取的环境信息，结合预设的路径或目标，来实现对小车运动的控制。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等。

这些算法可以使小车在复杂的环境中做出快速而准确的决策，从而实现自主导航和避障。

最后，智能小车的机械结构设计也对其性能有着重要影响。

机械结构需要保证小车的稳定性、灵活性和承载能力，以适应不同的场景和任务需求。

同时，机械结构设计也需要考虑传感器的布局和安装位置，以确保传感器能够准确地感知周围环境。

综上所述，智能小车的原理涉及传感器技术、控制算法和机械结构设计等多个方面。

通过合理的传感器选择和布局、高效的控制算法设计以及稳定的机械结构，智能小车可以实现自主导航、避障等功能，从而在各种场景中发挥作用。

希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解智能小车的原理，为相关领域的研究和应用提供参考。

智能小车红外循迹原理循迹电路循迹电路由收发一体的红外收发管P1，P2；电位器R18，R29；发光二极管D6，D7和芯片LM324等组成。

一共有两路，对应的红外电位器用于调节灵敏度。

LM234用于信号的比较，并产生比较结果输出给单片机进行处理。

智能小车循迹运动的原理如下。

红外光线具有反射特性，但对不同颜色的物体反射量是不一样的。

对白色物体，红外光线的放射量就会多一点，红外收发管的电压输出就会高一点；而对黑色物体，红外反射量大量减少，红外收发管的电压输出也低。

红外收发管的输出电压信号输入到LM324与电位器的电压输出进行比较（这个电压的大小可以通过调节电位器来调整）。

这样，我们只要将电位器调节到合适的范围，就可以使红外收发管对着白色物体时LM324输出低电平，对应发光二极管亮；红外收发管对着黑色物体时LM324输出高电平，对应发光二极管灭。

单片机根据LM324输出的电平状态，就能实时判断智能小车是否沿着黑色轨迹运动，如果智能小车是沿着黑色轨迹运动，红外收发管接收的是白色（地板）反光，LM324输出的是低电平；如果智能小车是跑偏了，红外收发管接收的是黑色（轨迹线）反光，LM324输出的是高电平。

单片机根据这一信号判断智能小车的运动状态，及时对智能小车的前进方向作出调整。

循迹电路调节电位器R18左红外信号强度调节---顺时钟调节电位器是增加灵敏度，反时钟调节电位器是减少灵敏度。

没有接收到红外反射信号时，发光二极管D6不亮；接收到红外反射信号时，发光二极管D6亮。

电位器R29右红外信号强度调节---顺时钟调节电位器是增加灵敏度，反时钟调节电位器是减少灵敏度。

没有接收到红外反射信号时，发光二极管D7不亮，接收到红外反射信号时，发光二极管D7亮。

调试注意事项：调试时不要对着强光，建议在室内调试（最好和实验环境一致）。

环境光线对红外线反射的检测有较大的影响，这是由红外线本身的特性决定的。

调节电位器时，要缓慢，细致。

目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 (1)1概述 (2)1.1智能小车的意义和作用 (2)1.2智能小车的现状 (2)1.3红外遥控技术 (3)2系统所涉及器件的介绍 (4)2.1单片机STC12C5A08S2的介绍 (4)2.2电机驱动芯片L298 (8)2.3直流电机 (9)2.4红外一体化接收头1838T (10)2.5液晶显示1602 (11)2.6稳压芯片LM7805 (12)3硬件电路设计 (14)3.1主控模块 (14)3.2稳压模块 (17)3.3电机驱动模块 (17)3.4红外接收模块 (19)3.5液晶显示模块 (21)3.6电路板焊接及注意事项 (22)4软件设计 (23)4.1整体功能的概述 (23)4.2部分模块的程序介绍 (23)5系统调试和处理错误 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录： (35)原理图 (35)总程序 (36)摘要随着科技的发展，智能技术成为以后科技的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境中自动的运作，不需要人为的管理，可运用于科学勘探等领域。

智能遥控技术是指实现对被控目标的遥控控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。

红外遥控是一种无线、非接触控制技术、具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备广泛采用。

本毕业设计是以单片机STC12C5A08S2为控制中心，通过红外线遥控技术，改变单片机的I/O端口电平，来控制由L298驱动的直流电机转向，实现小车进退、左转、右转、调速的功能，速度显示在液晶屛上。

模块包括：主控模块、红外遥控接收模块、直流电机驱动模块、液晶显示模块。

关键字：单片机STC12C5A08S2红外遥控L298液晶屏ABSTRACTWith the development of science and technology,intelligent technology has become the development direction of technology,it can be pre-set according to the model in an environment of automatic operation,without human management,can be applied in the field of scientific exploration. Intelligent control technology is a means to achieve remote control of the controlled object,widely used in industrial control,aerospace,the field of home appliances.Infrared remote control is a kind of wireless,non-contract control technology,whit strong anti-interference ability,reliable information transmission,low power consumption,low cost,easy implementation and other significant advantages,are widely used in many electronic devices.This graduation design is based on MCU STC12C5A08S2as the control center,though the infrared remote control technology,change the I/O port level of SCM,to control DC motor driven by the L298to realize the car,advance and retreat,left,light,control functions,speed is displayed on the LCD panel. The module includes:master control module,the infrared remote control receiving module,DC motor drive module,LCD display module.KEYWORDS:MCU STC12C5A08S2infrared remote control L298LCD引言智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气技术、电气控制技术、智能控制等学科，智能控制技术是一门跨科学的综合性技术，当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

智能小车红外避障原理
红外避障原理是利用红外线探测传感器检测车辆前方物体的距离，从而避免碰撞。

红外线探测传感器是一种能够感知物体距离的传感器，它可以将前方物体反射回来的红外线信号转化为电信号，从而实现对前方距离的测量。

在智能小车中，通常会使用多个红外线探测传感器分别放置在车体前方的左右两侧以及正前方。

当有障碍物出现在传感器的探测范围内时，传感器会感知到物体的距离并将信号传回中央处理器。

中央处理器会根据传感器的信号控制车体转向或停止行驶，从而实现避开障碍物的目的。

除了红外线探测传感器，智能小车还可以搭载其他类型的传感器，如超声波传感器、激光雷达等，以实现更加精准的避障功能。

总之，红外避障原理是智能小车实现自主行驶的重要手段之一，它可以使车辆在遇到障碍物时迅速反应并避开，从而保障了智能小车的安全性和稳定性。

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智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。

通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。

红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。

通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。

2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。

PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。

3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。

根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。

三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。

将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。

将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。

2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。

通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。

3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。

根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。

不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。

红外循迹小车原理红外循迹小车是一种基于红外传感技术的智能小车，它能够通过感知地面上的红外线信号来实现自动跟踪行驶。

这种小车在智能车辆、机器人比赛和科技教育中都有着广泛的应用。

在这篇文档中，我们将详细介绍红外循迹小车的原理及其工作过程。

红外循迹小车主要由红外传感器、控制模块、电机驱动器和电源模块等部分组成。

其中，红外传感器是最关键的部件之一，它能够感知地面上的红外线信号，并将信号转化为电信号输出。

控制模块则负责接收并处理传感器输出的信号，从而决定小车的行驶方向。

电机驱动器则根据控制模块的指令驱动小车的电机进行相应的转向和速度调整。

电源模块则提供工作电压和电流，保证整个系统的正常运行。

红外循迹小车的工作原理是基于地面上的红外线信号。

通常情况下，循迹小车会沿着一条预先绘制好的红外线路线行驶。

红外传感器会不断地感知地面上的红外线信号，并将其转化为电信号输出。

控制模块接收并处理传感器的输出信号，通过对比左右两侧的信号强度差异来判断小车当前的位置偏移情况。

根据这一判断，控制模块会发出指令，控制电机驱动器使小车进行相应的转向和速度调整，从而使小车能够沿着预定的线路行驶。

在实际应用中，红外循迹小车的原理可以通过以下几个关键步骤来实现：1. 红外传感器感知红外线信号，当循迹小车行驶在预先绘制好的红外线路线上时，红外传感器会不断地感知地面上的红外线信号，并将其转化为电信号输出。

2. 控制模块处理信号，控制模块接收并处理传感器的输出信号，通过对比左右两侧的信号强度差异来判断小车当前的位置偏移情况。

3. 发出指令，根据位置偏移情况，控制模块会发出指令，控制电机驱动器使小车进行相应的转向和速度调整，从而使小车能够沿着预定的线路行驶。

红外循迹小车的原理虽然看似简单，但实际上涉及到了许多复杂的技术原理和工程实践。

通过对红外传感器信号的处理和控制模块的智能算法设计，循迹小车能够实现精准的自动跟踪行驶。

这种智能车辆不仅在科技教育中有着广泛的应用，还在工业自动化和智能交通系统中有着巨大的潜在市场。

智能小车红外循迹原理一、概述智能小车红外循迹是一种基于红外线传感器的自动导航技术。

该技术通过对小车周围环境的监测和分析，实现小车在特定路径上自动行驶。

本文将详细介绍智能小车红外循迹的原理、构成以及工作流程。

二、原理智能小车红外循迹原理基于红外线传感器。

当物体发生温度变化时，会产生不同的红外辐射，而红外线传感器可以检测到这些辐射并转化为电信号输出。

通过对不同位置的红外辐射信号进行分析，我们可以得到一个环境温度分布图。

在智能小车中，我们通常使用两个或多个红外线传感器。

当小车行驶时，这些传感器会不断地检测周围环境的温度变化，并将其转换为电信号输出。

通过对这些信号进行处理和比较，我们可以确定小车当前所处位置以及应该向哪个方向前进。

三、构成智能小车红外循迹系统通常由以下几部分组成：1. 硬件部分：包括主控板、电机驱动模块、红外线传感器、电源等。

2. 软件部分：主要由程序控制，包括数据采集、处理和控制小车运动的算法等。

3. 机械部分：包括车身、轮子、齿轮等。

四、工作流程智能小车红外循迹的工作流程如下：1. 初始化：启动小车系统，进行硬件和软件的初始化操作。

2. 数据采集：通过红外线传感器对周围环境进行温度检测，并将检测到的信号转换为电信号输出。

3. 数据处理：将采集到的信号进行处理和比较，确定小车当前所处位置以及应该向哪个方向前进。

4. 控制运动：根据数据处理结果，控制电机驱动模块使小车向目标方向前进或停止。

5. 循环执行：重复执行上述步骤，使小车能够在特定路径上自动行驶。

五、总结智能小车红外循迹是一种基于红外线传感器的自动导航技术。

它通过对周围环境温度变化的检测和分析，实现了小车在特定路径上自动行驶。

该技术不仅具有较高的准确性和稳定性，而且具有较低的成本和易于实现的优点。

在未来，智能小车红外循迹技术有望被广泛应用于无人驾驶、智能家居等领域。

基于红外反射式光电传感器的智能循迹小车
本文所述的智能寻迹小车采用红外光电传感器来识别道路中央的黑色引导线，通过单片机来控制步进电机调节转向和转速，从而实现小车快速稳
定的寻迹行驶。

为保证小车在行驶的过程中具有良好的操纵稳定性和平顺性，本文针对道路特点对小车的方向控制和速度控制，以及传感器的安装都提出
了较为理想的解决方案。

1 系统工作原理
1.1 智能小车寻迹原理
在智能车系统中，寻迹电路采用红外光电传感器进行检测并且寻迹运动。

红外发射管发射的红外线具有一定的方向性，当红外线照射到白色地面
时会有较大的反射，如果距离取值合适，红外接收管接收到反射回的红外线
强度就较大;如果红外线照射到黑色标志线，黑色标志线会吸收大部分红外光，红外接收管接收到红外线强度就很弱。

寻迹时，引导线是黑颜色，不宜反光，当红外发射管输出信号照射到黑色引导线上时输出一个非常微弱的低电平，
这个过程是一个负跳变过程，通过对此信号高低电平的检测就可以知道小车
是正在沿着引导线行驶，若不是沿着引导线行驶，单片机根据传感器送回的。

智能小车循迹原理智能小车是一种集成了自动驾驶技术的智能装置，可以根据预设的路径自主行驶。

其中，循迹技术是智能小车实现自主导航的重要原理之一。

循迹技术通过识别地面上的标记，从而准确地跟踪路径，保证智能小车沿着正确的方向行驶。

循迹技术的实现离不开传感器的支持。

智能小车通常会装备红外线传感器、摄像头、激光雷达等设备，用于感知周围环境和地面标记。

当智能小车行驶时，传感器会不断地扫描周围环境，并将获取的数据传输给主控制系统进行处理。

在循迹技术中，最常用的方法是利用地面上的黑线作为路径标记。

智能小车会通过摄像头或红外线传感器来扫描地面，识别黑线的位置和方向。

一旦检测到黑线，智能小车就会根据预先设定的算法调整车轮的方向，使车辆朝着黑线的方向行驶。

除了黑线外，智能小车还可以通过其他形式的地面标记来进行循迹。

例如，使用特定颜色的标记、条纹、图案等都可以作为路径标记，帮助智能小车准确地跟踪路径。

循迹技术的关键在于算法的设计。

智能小车需要通过算法来处理传感器获取的数据，判断车辆当前位置和方向，以及需要调整的行驶方向。

各种不同的算法可以应用于循迹技术中，例如PID控制算法、神经网络算法等，以实现精准的循迹效果。

除了传感器和算法外，智能小车循迹还需要考虑实际的环境因素。

例如，地面上的标记可能会受到污染、磨损等影响，导致识别错误；路面的光照条件、摩擦力等也会对循迹效果产生影响。

因此，智能小车循迹技术的稳定性和可靠性是需要不断优化和调整的。

总的来说，智能小车循迹技术是一项复杂而精密的技术，涉及传感器、算法、环境因素等多个方面。

通过合理的设计和优化，智能小车可以实现高效、准确地循迹行驶，为人们的出行、物流等提供便利和效率。

希望随着科技的不断进步，智能小车循迹技术能够不断完善，为人类带来更多的便利和惊喜。