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關鍵詞 單片機AVR-ATMEGA16；紅外線對管；車速檢測；L298驅動

中圖分類號TP242 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）54-0202-02

1 方案確定

智能小車控制系統選用AVR-ATMEGA16單片機為控制核心，通過光電編碼器對小車速度進行檢測，將速度反饋給單片機，由單片機對小車驅動直流電機進行轉速控制，從而控制小車的速度并且通過控制PWM脈沖占空比對小車的速度進行調節。當按鍵按下時，啟動小車運行，小車運行過程中由裝在車身的紅外線對管，檢測起始標志線、轉彎標志線、超車標志線，將檢測到的信號后送給單片機，由單片機控制L298驅動左右輪的電機，來控制電機進行轉彎、加速、減速、超車區超車等功能。光電編碼器測出兩輪電機的轉速，送回給單片機來調整小車的行進速度。

2 單元電路設計

2.1 最小系統電路

最小系統選用AVR-ATMEGA16，主要用于對各個模塊進行控制，以保證每個模塊正常運行，此模塊為整個系統的控制核心，通過IO口對接受和發送數據，來實現控制，包括控制PWM波的占空比來控制電機的轉速，光電編碼器將測得的電機轉速送回單片機，紅外線對管檢測的信息送回單片機，來控制小車按要求進行。

2.2 電機驅動電路

設計過程，由于主控芯片上沒有自帶的PWM控制器，通過設計硬件電路和軟件產生PWM波對電機進行控制。首先芯片通過PWM信號開啟關閉通道，電路的有效值功率P如式1所示，只要控制占空比就可改變電機的驅動功率，由單片機的模塊發出不同占空比的信號來控制行進電機，按照要求轉動。一塊L298芯片可同時驅動兩個直流電機， L298的工作電壓為5V~20V，導通電阻為0.12Ω，輸入信號頻率通常小于10K，并且具有短路保護、欠壓保護、過溫保護等功能。從芯片的封裝圖可以看出，可用兩個半橋電路增強其驅動能力，因此該方案可高效率、穩定、精確的控制電機轉動。

式1

式1中: P為有效值功率；

為PWM波占空比；

U為電機供電電壓；

I為流過電機電流。

2.3 光電編碼器測速電路

設計采用光電編碼器來測量電機轉速，光電編碼盤與電動機同軸，電機轉動時帶動光碼盤同速旋轉，可將電機轉動的圈數也即電機輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量，通過計算每秒光電編碼器輸出的脈沖個數即可算出電機的轉速。

2.4 信號采集紅外對管電路

紅外對管是一種利用紅外線的開關管，接收管在接收和不接收紅外線時會出現導通和不道導通兩種狀態，利用電路可以輸出明顯的高低電平變化，CPU通過識別這些變化的高低電平，就可以采取措施對小車進行控制。

3 軟件設計及工作流程

3.1 軟件設計整體介紹

對于小車而言，硬件是小車的軀體，而軟件則是小車的大腦，時刻控制著小車的行駛速度和方向。小車的行駛離不開軟件的控制。由此可見軟件的控制對于小車來講是很重要的。小車運行的快慢與導航的精度全部依靠軟件做的好與否。本設計的軟件設計主要分為兩個部分：小車的運動模型設計和控制器設計。

3.2 簡單運動模型

小車在實際行駛中，主要運動軌跡有兩種情況：直線和曲線行駛。本文對兩種情況都建立了模型；首先當小車直線行駛時，建立小車運動關系圖如圖1所示。

圖1 小車運動關系圖

根據關系圖所示，假設小車運動方向與X軸的夾角、X坐標、Y坐標作為狀態變量，建立運動狀態方程如式所示：

式2

其中，式中VR、VL分別為右輪、左輪的速度， 為小車總體速度，L為左右輪間距。

由于上面的公式具有連續性，而在采樣的過程，只能采取間斷的信號，因此必須對上面的公式進行離散化。設T作為采樣周期，利用光電編碼器在一個周期內測出的脈沖個數可求得第n個周期內小車移動的路程。對式2進行離散化與線性插值可以得到一組遞推公式如式3所示：

式3

其中，式3中的Xn，Yn表示小車在第n次采集的坐標值。當小車行駛的軌跡是直線時直接帶入上面公式就直接可以算出。

3.3 控制器設計

電機控制中，如果只采用開環控制系統控制電機，小車的運行會受外界的障礙物的影響。為了避免這種情況，讓小車能夠穩定的運行，采用增量式光電編碼器形成的測速反饋電路，構成轉速負反饋的閉環系統。它能夠隨著負載的變化而相應的改變電樞電壓，以補償電樞回路電壓降的變化，所以相對開環系統它能夠有效的減少穩態速降。當反饋控制閉環調速系統使用比例放大器時，它依靠被調量的偏差進行控制。因此是有靜差率的調速系統，而比例積分控制器可使系統無靜差的情況下保持恒速，實現無靜差調速。

本論文的控制器，主要利用經典的PID控制器，采取小車的速度和位置雙閉環調速系統；其中，小車的速度是控制器的內環，位置為外環。根據光電編碼器采集左右輪的信號，經過下位機的判斷和處理，從而改變小車的運動速度和方向。從而實現對小車的速度和位置雙閉環調速與導航。

3.4 電機控制

控制電機的運動過程中，主要通過PWM波控制電機的轉速；光電編碼器采集電機的轉速信號，經過施密特觸發器整形后，把信號在反饋給控制器。反饋的轉速與給定轉速比較通過PID算法，把重新計算得來的輸入速度送給電機，電機就會根據這個速度運轉。

4 測試方案及數據分

4.1 測試方案條件

圖2 小車測試跑道

測試在如圖2所示的跑道上面進行，根據小車實際的運行情況記錄不同要求情況下完成誤差及實測數據。小車工作所需電池電壓，12V、5V。

1）分別測試甲、乙小車成功通過跑道的所用的時間，及出跑道的次數，其測試結果如表1所示。

車號

項目 甲車 乙車

成功通過用時T 23s 24s

出跑道次數N 0 0

速度cm/s 47 48

表1小車成功通過跑道測試

2）測試甲、乙兩車按圖 所示位置同時起動，乙車通過超車標志線后在超車區內實現超車功能，并先于甲車到達終點標志線，即第一圈實現乙車超過甲車，測試乙車在超車區內超過甲車的時間。

車號

項目 甲車 乙車

T超車用時 2s 3s

出跑道次數N 0 0

表2

4.2 測試儀器

1）DT9205 數字萬用表；

2）UTD2062 CE 60HZ 1GS/S 數字示波器；

3）QJ-3003SIII 數字可調直流穩壓電源；

4）秒表。

參考文獻

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篇2

智能小車可實現尋跡、避障、檢測貼片、尋光入庫，避崖等功能。智能小車牽涉到機械結構、電子基礎、傳感器原理、自動控制甚至單片機編程等諸多學科知識，通過動手實踐能大大提高解決實際問題的能力，而且智能小車還是一個很好的硬件平臺，只要增加一些控制電路就能完成循跡小車、救火機器人、足球機器人、避障機器人、遙控汽車、無人駕駛等課題。

此次的設計主要實現路面檢測尋跡功能，并對該項目設計目標的可行性進行了論證。小車要實現自動尋跡功能就必須要感知導引線，感知導引線相當給小車一個視覺功能，實現自動識別路線，選擇正確的行進路線，實現無人駕駛。

1、設計要求

在白色（或黑色）的場地上有一條16毫米左右寬的黑色（或白色）跑道，不管是跑道如何彎曲，尋跡小車都能沿著黑色跑道自動行駛。

2、設計方案的比較與論證

本項目為智能小車，對于智能小車來說，其驅動輪的驅動電機的選擇就顯得十分重要。由于本實驗要實現對路徑控制定位和速度測量不是要求太高，精度也不是太高，所以我們綜合考慮了一下兩種方案。

方案1：采用步進電機作為該系統的驅動電機。由于其轉過的角度可以精確的定位，可以實現小車前進路程和位置的精確定位。雖然采用步進電機有諸多優點，步進電機的輸出力矩較低，隨轉速的升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，其轉速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統，經綜合比較考慮，我們放棄了此方案。

方案2：采用直流電機作為該系統的驅動電機。直流電機驅動小車的話必須要減速，否則轉速過高的話小車跑得太快根本也來不及控制，而且未經減速的話轉矩太小甚至跑不起來。帶減速齒輪的直流減速電機電機電壓3V，空載電流約50毫安，轉速每分鐘30轉，斷電能自動鎖止，驅動力很大，轉動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便，能夠較好的滿足系統的要求。

因此我選擇了方案2。

3、設計思路

智能尋跡小車，采用紅外線發射和紅外線接收對管，紅外線發射管發射光線，經路面反射回來，由于白色和黑色對紅外線的反射信號不相同，通過紅外線接收到高低不同的電平信號，分別送到不同的LM393雙路電壓比較器進行誤差比較，通過誤差比較，得到一個誤差電壓，分別送到兩路驅動放大電路進行放大，放大后的信號驅動電機，電機帶動小車朝著軌道的方向自動行駛。電機部分，在設計時，專門設計了帶減速齒輪的直流電機增大轉矩和減小轉速，防止小車跑不起來或是小車跑得太快根本來不及控制。

整個電路系統分為路面尋跡檢測、誤差比較放大、電機驅動、小車控制四個模塊。首先利用光敏電阻對路面信號進行檢測，經過比較器處理之后，輸出相應的信號驅動直流電機轉動，從而控制整個小車的運動。系統方案方框圖如圖2-1所示：

4、小車尋跡的原理

這里的尋跡是小車在白色的地板上尋黑線行走，用紅色的LED作為光源，光線通過地面反射到光敏電阻上，LM393雙路電壓比較器隨時比較著兩路光敏電阻的大小，當出現不平衡時（例如一側壓黑色跑道）說明小車跑偏，立即控制一側電機減速，另一側電機加速旋轉，從而使小車修正方向，恢復到正確的方向上，甚至電機停轉這一側的綠色的LED熄滅，驅動小車向相反方向行駛，這樣小車就能始終沿著跑道行駛了。整個過程是一個閉環控制，因此能快速靈敏地控制。

5、硬件電路設計與實現

直流電機驅動小車的話必須要減速，否則轉速過高的話小車跑得太快根本也來不及控制，而且未經減速的話轉矩太小甚至跑不起來。帶減速齒輪的直流電機能增大轉矩和減小轉速，防止小車跑不起來或是小車跑得太快根本來不及控制。

4）、硬件設計

智能尋跡小車能夠快速平穩地行駛，需要控制系統把路徑判斷、轉向及直流驅動電機控制結合在一起。小車硬件控制系統采用模塊化設計，系統主要由電源模塊、電機驅動模塊、電壓比較器模塊、傳感器模塊組成。路徑識別方案采用光電檢測，小車硬件電路圖下圖所示：

6、安裝調試

1）、電路部分安裝

對照電路原理，先清理、檢測元件，再對元件進行整型，再進行焊接電路圖。

2）、機械組裝

將萬向輪螺絲穿入PCB孔中，并旋入萬向輪螺母和萬向輪。電池盒通過雙面膠貼在PCB上，引出線穿過PCB預留孔焊接到PCB上，紅線接3V正電源，黃線接地，多余的引線可以用于電機連線。

機械部分組裝可以先組裝輪子，輪子由三個輪片組成，最內側的輪片中心孔是長園孔，中間的輪片直徑比較小，外側的輪片中心孔是園的，用兩個螺絲螺母固定好三片輪片，并用黑色的自攻螺絲固定在電機的轉軸上，最后將硅膠輪胎套在車輪上。用引線連接好電機引線，最后將車輪組件用不干膠粘貼在PCB制定位置，注意車輪和PCB邊緣保持足夠的間隙，將電機引線焊接到PCB上，注意引線適當留長一些，防止電機旋轉方向錯誤后便于調換引線的順序。

3）、整車調試

在電池盒內裝入2節AA電池，開關撥在"ON"位置上，小車正確的行駛反相是沿萬向輪方向行駛，如果按住左邊的光敏電阻，小車的右側的車輪應該轉動，按住右邊的光敏電阻，小車的左側的車輪應該轉動，如果小車后退行駛可以同時交換兩個電機的接線，如果一側正常另一側后退，只要交換后退一側電機接線即可。

設計出的智能尋跡小車，通過安裝調試后，智能尋跡小車運行非常平穩，該設計具有低功耗、可靠性好、安全性高以及低成本等特點，完全實現自動無人駕駛，該設計方案完全滿足智能尋跡小車的設計要求。

參考文獻

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關鍵詞：檢測紗線斷頭 遠程監控 自動計算 檢修

前言

隨著社會的不斷發展，對機械的性能、工作效率也提出了更高的要求。鑒于紡紗機在紡紗過程中，出現斷線情況，并且在短線后斷頭不易發現，這樣大大降低了紡紗的質量，而且增加了擋車工的工作強度。為了解決這一問題，設計了本作品循跡檢測紗線斷頭智能小車。當發現斷線時，就會發出聲光報警信號并且利用無線信號把斷線位置發送至擋車工手持式無線收發器，此時無線收發器聲光報警，同時液晶顯示斷線位置，提醒擋車工快速解決問題，從而提高了生產效率。此外運用視頻無線傳輸實施遠程監測機器運行情況，降低工人勞動強度；能夠自動計算斷線位置和斷線次數，并把檢測的數據準確而及時的以短信的形式，發送至工廠技術人員。使得工廠技術人員能夠及時發現機器故障，降低損失。

1.整體設計方案

1.1.視頻信息采集與視頻處理部分

小車通過攝像頭采集圖像信息，將采集到的圖像信息通過無線視頻處理模塊發送到技術人員的上位機，技術人員通過上位機能看到紡紗機的工作情況，便于監測機器故障。

1.1.1.攝像頭采集

圖像采集器件使用的是數字輸出的CMOS傳感器。電荷藕合器件圖像傳感器Cmos（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉變成電荷，CMOS的成像通透性、明銳度好，色彩還原、曝光可以保證準確。采用同步分離芯片LM1881，將視頻信號通過一個電容接至LM1881的2腳，即可得到控制單片機進行A/D采集的控制信號。

1.1.2.視頻處理模塊

攝像頭把實時圖像傳給無線發射模塊，通過無線發射模塊發送到接受模塊，接受模塊再把圖像傳給視頻采集卡，通過視頻采集卡就可以把圖像發送到上位機上。通過上位機就可實時檢測紗線狀況。

圖像無線發射接收模塊采用2.4GHZ國際通用頻率，使用RF CMOS高度集成IC，高度整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）及雙聲道音頻視頻于一體調制，無阻距離100M能收到清晰穩定圖像。

1.2. 細紗斷頭檢測報警部分

檢測模塊采用激光傳感器檢測是否斷線，通過調制管把把激光調制成180khz的光束，自然界中很少有該頻率的光線，所以增加了其穩定性，利用光的反射原理，當光線遇到反光強的物體返回一些光線，再通過接受管把反射來的光線轉化為電平信號，從而實現檢測斷線的功能。如有斷線，則將通過聲光報警模塊發出警報，同時通過無線模塊將斷線的位置信息發送給擋車工，擋車工手上的遙控器將在液晶屏幕上顯示出斷線區域，發出警報。提醒擋車工處理斷線，從而極大提高了生產效率。

1.3. 車體循跡運行部分

小車先通過超聲波傳感器檢測是否靠近吹吸風機，若靠近吹吸風機，則機械升降臺將落下，小車停止一段時間，以保護攝像頭。車體前部裝有16個光電對管，可以在中央處理器的控制下依照預先鋪設的黑色膠帶，循跡運行。

1.4. 中央處理器及車體參數設置部分

此部分由飛思卡爾公司的128單片機、矩陣鍵盤、12864液晶顯示屏構成。小車在單片機的控制下，完成所有信息的處理及控制任務。由矩陣鍵盤輸入高度、速度設定小車狀態，液晶顯示模塊實時顯示速度、斷線位置、搖臂升降狀態。

1.5.信息統計匯總管理部分

利用GSM短信模塊，該模塊會記錄間隔時間段內斷線情況，包括斷線條數、斷線最多的工作區域。技術人員可通過發送短信隨時調看車間各區域，各紡紗機工作情況。實現高效生產，高效管理，提高經濟效益。

1.6.手持式收發器

手持式收發器主要給擋車工提醒斷線位置。當斷線信號由車體發過來以后，手持式收發器上的無線接收模塊接收數據，同時聲光報警，并通過液晶實時顯示斷線位置。

2.工作原理

本裝置主要集視頻信息采集與發送部分，細紗斷頭檢測報警部分，車體循跡運行部分，中央處理器及車體參數設置部分，信息統計匯總管理部分，手持式收發器組成。運用搖臂升降臺上的激光傳感器自動監測紗線，搖臂升降模式適合各種紡紗機。當發現斷線時，就會發出聲光報警信號和無線信號提醒擋車工進行處理，從而提高了生產效率；此外安裝導軌，采用巡回檢測，運用視頻無線傳輸實施遠程監測機器運行情況，降低工人勞動強度；能夠自動計算斷線位置和斷線次數，并把檢測的數據準確而及時的以短信的形式，發送至工廠技術人員。使得工廠技術人員能夠及時發現機器故障，降低損失。

3.創新點及應用

3.1. 改變依靠擋車工來回巡視發現斷線的方式，運用激光傳感器自動檢測紗線。當發現斷線，立即向擋車工發出警報，提高生產效率。

3.2.智能化，人機交互性強。可以自動計算斷線位置和斷線次數并可以遠程監控，把數據用短信發送至工廠技術人員。及時發現機器故障，對機器的維護和檢修技工極大地便利，降低經濟損失。

3.3.無線視頻發射模塊的利用，鑒于工廠復雜的環境，機器故障時有發生，由于檢修不及時必定會給生產帶來諸多不便。因此本組成員通過進一步開發攝像頭的功能，利用無線視頻發射模塊將現場環境反饋回電腦，并通過上位機軟件進行實時顯示，便于及時排除故障。

3.4.實用性強，攝像頭采用搖臂升降模式，適合各種紡紗機。同時，超聲波監測到吹吸風機時，該裝置降下攝像頭，防止損壞部件 。

3.5.安裝巡回導軌，巡回檢測。降低工人勞動強度。成本低，適合工廠化運作。

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【關鍵詞】智能 循跡壁障小車 單片機控制

由于科學技術的巨大進步，汽車產業得到了前所未有的發展，相關的控制技術也更加成熟，智能小車發展越來越普及。對智能小車的循跡壁障中單片機的控制研究能夠更好地實現其功能，因此本文的探討具有現實意義。

1 將車體模塊化

1.1 避障模塊

在小車兩邊放上一對集成紅外線傳感器（光電開關），采用光電開關是因為它的靈敏度很好而且比較穩定，同時電路也不復雜。紅外光電開關的引線是三根，其中電源上接兩根，一根是輸出，連接在單片機輸入端。在初始情況下輸出信號是高電平，如果檢測出障礙物就會變成低電平，輸出信號傳送到單片機，實現對小車的控制。

1.2 單片機控制模塊

將單片機作為核心，用Protel99SE來生成PCB3D圖，循跡電路的2個輸出端和單片機一二號管腳相接，鐵片檢測電路輸出端接三號管腳，而避障電路輸出端則接四、五號管腳，光源檢測電路輸出則接二十一至二十四號管腳，運用C語言編程軟件Keil uVision3編寫程序，程序仿真合格后寫進單片機。

1.3 電機驅動模塊

小車電機是自帶的直流電機，驅動模塊為L293D，使用方便。電動機分壓的調整運用的是數字電位器，以便于更好地調速，不過通常小電機的阻抗都不大而電流卻正相反，分壓致使效率降低且難以實現；L293D的8號管腳輸入一定電平值，經過調整讓電機兩端電壓的電機速度范圍合理；單片機對端口的電平高低通過控制L293D來實現電機的轉動，讓小車前進或者轉彎。直流電機變向的原理是左轉則左輪不動右輪轉，右轉則正好相反，而直行的話就是左右輪一起轉。不過，L293D芯片的最大問題就是易發熱。

1.4 尋光模塊

光源探測模塊的傳感器是光敏二極管，光敏二極管的內阻因為感光而出現大的變化，并按照電路轉化成電壓變化。利用LM393比較器比較五個二極管輸出電壓，光敏二極管造成的電壓變化傳輸到比較器反相端和基準信號來比較，然后在單片機中判斷輸入結果。如果想對此進行改進，那么因為光線穩定性不好，討光要從五個呈圓弧型分布的光敏二極管上著手，同時將之用黑膠帶包住，不然外部因素會對其造成很大影響。找到光的一個會對單片機輸出信號，從而讓車的轉向得到控制。對于LM393討光電壓比較電路來說，基準電壓輸入端是它的二號管腳，在二號管腳輸入那些要比較的電壓，要是超過基準電壓值，那么高電平則存在于一號管腳上，相反則是低電平。

1.5 循跡模塊

元件使用的是反射式紅外光電傳感器ST188，ST188電路對黑色與白色的檢測會讓高低電平信號發生變化，單片機接收其信號，對電機左右轉動進行控制，讓小車順著黑線運動。它的原理就是一體化紅外發射接收IRT中的發射二極管導通，光敏接收管接收紅外光線反射，光敏接收管集電極發射極間電阻降低，減少輸入端電平，而輸出端是高電平，三極管9013導通，集電極是高電平，把這個信號輸入單片機，再判斷。按照實際情況進行改進，具體來說就是把可調電位器和發光二極管正極進行連接，傳感器敏感度能夠經由此端的電壓來控制、調節；把施密特電路整形加到電路輸出端；電容接到二極管基集B與發射機E上，讓電路“毛刺”減少，提高抗干擾能力。

2 系統調試

電路的選擇必須科學且應反復調試。事實上，制作中傳感器面對外界感應會有不一樣的靈敏性，因而需要讓電路保持穩定，按照燈光、障礙遠近、光線明亮度等環境對電阻電容參數進行合理調試。對每個硬件模塊進行調試，然后整合出調試好的各電路模塊。由于干擾問題常常出現，因而運用“逐步綜合”的方式把單個模塊先綜合再調試，等待調試完成再進行下一步的綜合，如此一來，就會更有效地分析綜合過程中模塊具體問題出現在哪一塊。接下來就對PCB圖進行制作，要注意封裝準確，不然很容易出現焊接問題，就算是極小的問題也會造成整個PCB板子報廢。最后寫程序時先把每個模塊子程序寫好，再有序地綜合成總的程序，原因和模塊綜合原因差不多。也可以視情況運用protues軟件仿真單片機，讓軟件調試過程中不會出現反復插拔單片機和燒制的過程發生。

3 循跡壁障方案設計

本文論述的小車控制中心是AT89S52單片機，對道路信息的采集是以脈沖調制的反射式紅外發射接收器，而對道路前面和左右放障礙的情況則以超聲波與紅外反射式傳感器來進行采集。

（1）道路信息是由脈沖調制反射式紅外發射接收器，也就是通常所說的黑線信息來采集。然后AT89S52單片機接收的信號是通過LM393比較器轉化成的穩定電平信號接收到的，同時在AT89S52單機片中處理信號，例如中間傳感器下是黑線的時候，因為從光的反射能力角度來看黑色是最弱的，所以單機片接收到的傳感器返回的信號是高電平，即1；兩邊都是白色，單片機所接收到的返回信號是低電平，即0，這時候小車就會前進。而在其它的情況下，小車對運行狀態的調整是按照傳感器信息來進行的，從而能更加準確地沿著黑線前進。

（2）中間超聲波模塊與左右兩邊紅外傳感器共同構成避障模塊，而且被測物體斜度是超聲波模塊制作必須考慮的，紅外對斜度雖然沒有要求可是卻對光線有規定。所以，兩者必須做好協同工作，超聲波對障礙的判斷是依據測距來進行的，只要距離比具體定值小，小車就要轉向，同時考慮左右兩側紅外傳感器的信息，以確定障礙物的信息，實現小車的準確避障其中超聲波利用AT89S52單片機的中斷2對小車控制，同時單片機查詢左前右前方紅外對管返同的信號，確定小車應該采取的控制狀態。

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作者單位

篇5

關鍵詞：STM32單片機；Trilateration（三邊測量）；自動跟蹤

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.258

1 引言

目前在國內市場上還沒有具有跟隨性的載物小車的出現，伴隨著小車長時間的開發，自動避障技術的成熟，開發自動跟隨小車在技術上有了保障。區別于遙控車，該車具有更加廣的應用范圍，適用于需要人力去推動的超市小車上，同樣適用于機場行李的運輸，減少了人們的體力輸出避免了不必要的麻煩，實現了自動化，智能化。

2 基于STM32的智能跟蹤小車的總體設計方案

該設計是以STM32單片機為主控芯片和電路的設計，通過STM32單片機的內部資源，如IIC、PWM、AD、定時器、外部中斷、串口等功能。通過超聲波傳感器進行采集距離的數據，再運用三邊算法對采集到的數據進行融合處理，得到最終的距離數據。為了更好的觀察結果，可以用串口將數據發送到電腦上位機顯示來進行調試，以加快工程的進展和。電源轉換電路對2個電機的轉速和轉向進行控制，從而最終實現自動跟蹤的效果。

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊、單片機最小系統模塊、超聲波傳感器模塊、LM298電機驅動模塊。下面分別介紹下單片機最小系統模塊，電源模塊和電機驅動模塊。

3.1 電源模塊電路

整個系統是通過7.2V的電池供電，然而單片機系統需要的是3.3V電源，傳感器模塊需要的是也是5V電源。所以我們需要對電源進行降壓設計。

3.2 單片機最小系統模塊電路

STM32的最小系統包括復位電路，JTAG下載調試電路，BOOT0/1設置電路，以及濾波部分。因為單片機的處理速度很快為了保證電路的穩定性需要在布線上合理高效。避免造成電路布局的不合理導致的問題。

3.3 電機驅動模塊電路

電機驅動模塊的主要功能是驅動車輪轉動，對電機驅動系統具有高轉矩重量比、寬調速范圍、高可靠性等要求。采用LM298，通過單片機的I/O口輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機進行正反轉、停止操作的控制。

4 軟件設計部分

5 結論

本文針對智能跟蹤小車的設計，對其跟蹤的原理、結構，軟件設計及其硬件設計做了詳細的介紹，通過算法的來實現了小車的跟蹤，實現了智能跟蹤小車的功能。在此過程中學習了硬件結構，軟件調試、了解了三邊算法。接下來將以此為基礎，研究智能型可應用的跟蹤小車。

參考文獻：

篇6

[關鍵詞]智能小車；STC12C5A60S2單片機；視頻監控；智能避障

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）20-0309-02

1 引 言

當今世界，科技日新月異，時展的步伐越來越快。隨著智能車實用性的增強，智能車市場的需求量越來越大，也促使智能車也在不斷地朝著多樣化、智能化、創新化的方向發展。本設計集視頻傳輸與智能小車與一體，既可以控制小車的運動軌跡，又可以實時傳輸一些環境比較苛刻、人員不能到達的地方的一些現場畫面。本設計的應用范圍比較廣泛，既可以當做小孩的玩具車使用又可以完成一些比較艱巨環境下的任務。這項設計是以采購的小車為基礎，采用16位STC12C5A60S2單片機作為控制核心，逐步實現避障、測速、遙控、聲控開關、視頻傳輸這五大功能。主要解決問題是如何實現所要求的五大功能，最后完成硬件實物的制作并編制相關程序，使其實現功能的融合，做出具有預先要求功能的實物。

2 系統整體的硬件設計

STC12C5A60S2系列單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250K/S），針對電機控制，強干擾場合。本系統的硬件設計由電源模塊、驅動模塊、避撞模塊、測速模塊、遙控模塊、聲控模塊、顯示模塊構成，系統的整體結構如圖1所示。

2.1 L298N電機驅動模塊的設計

該模塊采用了L298N雙H橋直流電機驅動芯片，驅動電機部分VIN采用+9V直流電源供電，同時模塊上安裝了L78M05穩壓器對vin的輸入進行穩壓，邏輯部分VCC采用+5V供電，小車運行時通過單片機向該模塊輸入控制信息來控制小車電機的轉速。

2.2 避障模塊的設計

傳感器模塊對環境光線適應能力強，其具有一對紅外線發射與接收管，發射管發射出一定頻率的紅外線，當檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，經過比較器電路處理之后，綠色指示燈會亮起，同時信號輸出接口輸出數字信號（一個低電平信號），可通過電位器旋鈕調節檢測距離，有效距離范圍2～80cm，工作電壓為3.3V-5V。當模塊檢測到前方障礙物信號時，電路板上綠色指示燈點亮電平，同時OUT端口持續輸出低電平信號，該模塊檢測距離2～60cm，檢測角度35°。該傳感器的探測距離可以通過電位器調節、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點。避撞模塊框圖如圖2所示。

2.3 無線遙控模塊的設計

無線遙控方面選用的是PT2262發射模塊和PT2272接收模塊。編碼芯片PT2262發出的編碼信號由地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字。解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平。解碼接收模塊包括接收頭和解碼芯片PT2272兩部分組成。

2.4 聲控開關模塊的設計

通過聲音傳感器可以檢測周圍環境的聲音強度，并根據聲音控制模塊開關。模塊在環境聲音強度達不到設定閾值時，DO 口輸出高電平，當外界環境聲音強度超過設定閾值時，模塊D0 輸出低電平；小板數字量輸出DO 可以直接驅動本車繼電器模塊，由此可以組成一個聲控開關；聲控開關框圖如圖3所示。

2.5 無線視頻傳輸模塊

該模塊主要由無線攝像頭構成。當攝像頭處于開機狀態，功能鍵按下（紅色燈常亮，藍燈滿閃）。手機、平板電腦、筆記本電腦打開手機設置的“Wi-FI”或者“無線網絡”找到“MD99S”點擊連接，連接成功后打開手機終端監控軟件，查看本地設備，即可看到視頻圖像。手機用戶打開手機設置里的“Wi-Fi”或者“無線網絡”，找到“MD99S”點擊連接（密碼是12345678），連接成功后打開手機終端監控軟件，查看本地設備，即可看到畫面。使用非常簡單方便。當機器處于開機狀態，功能按鍵向下（紅色燈常亮，藍燈滿閃）。手機用戶打開手機設置里的“Wi-Fi”或者“無線網絡”，找到“MD99S”點擊連接（密碼是12345678），連接成功后打開手機終端監控軟件，查看本地設備，即可看到畫面。當機器處于開機狀態，功能按鍵向下（紅色燈常亮，藍燈滿閃）。手機用戶打開手機設置里的“Wi-Fi”或者“無線網絡”，找到“MD99S”點擊連接（密碼是12345678），連接成功后打開手機終端監控軟件，查看本地設備，即可看到畫面。當機器處于開機狀態，功能按鍵向下（紅色燈常亮，藍燈滿閃）。手機用戶打開手機設置里的“Wi-Fi”或者“無線網絡”，找到“MD99S”點擊連接（密碼是12345678），連接成功后打開手機終端監控軟件，查看本地設備，即可看到畫面。

3 軟件設計

本系統軟件采用模塊化結構，由主程序測速子程序、避障子程序延時子程序、中斷子程序顯示子程序聲控子程序算法子程序構成。系統流程框圖如圖4所示。

4 測試過程與結果

4.1 遙控模塊測試

在實驗條件下，分別對遙控器控制小車的最遠距離進行測試。分兩組，第一組在室內，第二組在空曠的操場。每組測試五次取平均值。測試結果如表1所示。

4.2 聲控開關測試

在實驗條件下，分兩組，第一組在實驗室條件下，第二組在空曠的操場，分別以70dB的聲音對小車的聲控模塊進行測試，測試30次，計算成功的概率。測試結果如表3所示。

4.3 測速模塊測試

在空曠環境下，分四次讓小車勻速通過10m，通過記時，算出小車的理論速度，與顯示板上顯示的時間進行比較。測試結果如表4所示。

5 結束語

本設計基于51單片機為控制核心，逐步實現避撞模塊、遙控模塊、視頻傳輸模塊、聲控開關、測速模塊。智能小車避撞模塊達到了小車完全自主避碰、自行運行的效果；遙控模塊可以對小車進行遙控控制；視頻攝像頭可以實時傳輸小車運動過程中實時的畫面，聲控開關有效的控制了小號側的運行與停止；測度模塊能夠測出小車實時的行駛速度。實際運行結果達到了預期效果。

致謝：感謝公安海警學院樊同亮博士的指導。

參考文獻

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篇7

關鍵詞：紅外傳感器；閉環控制；避障智能小車

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0001-02

隨著電子技術和智能控制技術的發展，智能車已經成為自動控制領域內的一個研究熱點。本文研究的智能小車可以利用傳感器自動獲取目標道路信息，同時還能自動避開障礙物。

一、總體設計

為了讓小車精確快速的通過賽道，我們設計了整個小車的外形（圖1），使小車盡量的小并且輕。所以我們選用了玻璃纖維板作為底盤，并且只使用了兩個電機，用差速轉彎的方式控制小車行進，并且自行設計了電路板。最大化的減小的車的體積和重量，平衡了車的整體重心。

二、硬件設計

本設計采用ST公司Cortex-M4驅動的32位閃存微處理器STM32F405作為硬件平臺，配以電源模塊、電機驅動模塊、傳感器信號輸入等相應的電路和輸入輸出接口電路等，構成一套完整的硬件系統（見圖2）。

（二）核心微處理器

本系統采用STM32F405作為核心微處理器，這是由ST公司年推出的ARMCortex-M4處理器，是ARM專門開發的最新嵌入式處理器。

在系統中，單片機主要執行以下工作：

1.采集紅外測障傳感器信號，獲取賽道路況信息；

2.采集編碼器脈沖數，進行速度PID環的運算；

3.輸出所需的左右輪PWM。

（三）電機驅動模塊

本系統采用H橋集成芯片ZXMHC3F381N8作為電機驅動芯片，該芯片由4個MOS管集成而成，能滿足系統電機的工作轉矩和轉速。

本智能小車中采用脈寬調制方式（即PWM，PulseWidth Modulation）來調整電機的轉速和轉向。脈寬調制是通過改變發出的脈沖寬度來調節輸入到電機的平均電壓，也就是單片機提供給電機的信號是方波，通過不同方波的平均電壓不同來改變電機轉速。

（四）紅外測障傳感器

紅外測障傳感器（圖4）連接到主控制板板數字輸入口上。通過M3螺絲將傳感器模塊直接固定在智能小車底盤上。

紅外測障傳感器在使用過程中，當前方有障礙物時，發射的紅外就會被反射回來，紅外接收傳感器接收到反射光，認為此時傳感器前方有障礙物。單片機采集到此信號后，控制小車運動。

通過調節紅外測障傳感器上的電位器來改變其檢測距離。當順時針旋轉電位器時，紅外發射變強，檢測距離變遠；當逆時針旋轉電位器時，紅外發射變弱，檢測距離變近。

在使用中，紅外測障傳感器對于不同顏色與粗糙程度的障礙物，使用中其檢測距離不一樣。當障礙物顏色是黑色或深色時，會吸收大部分紅外光，只反射回一小部分，有時會使紅外接收傳感器接收到的紅外光強度不夠，不足以產生有障礙的信號；當障礙物顏色是白色或淺色時，正好相反。

三、程序設計

系統電機使用閉環控制系統，在采集到編碼器的脈沖信號后，進行速度PID閉環的運算。通過定期檢測紅外測障的數據，獲得跑道數據信息后，進行路徑規劃，輸出所需的左右輪的目標速度。加入PID運算。控制輪速以完成小車避障行駛。圖5是程序流程圖。

其中stateL代表左紅外測障傳感器狀態，若為“1”則表明未檢測到左邊緣，反之則表明檢測到左邊緣；stateR代表右紅外測障傳感器狀態，若為“1”則表明未檢測到右邊緣，反之則表明檢測到右邊緣；stateM代表中紅外測障傳感器狀態，若為“1”則表明未檢測到前邊緣，反之則表明檢測到前邊緣。

在方向控制上，通過左右輪的轉速差來控制。左輪較右輪轉速快，則控制智能車右轉，反之則控制智能車左轉。

四、結束語

本文以追求智能車避障行駛穩定性為前提，提出了智能車的整體設計思想，硬件設計，軟件設計。在機械結構方面，我們以電腦鼠作為設計思想，設計了輕巧的車體結構。在電路方面，我們以模塊形式分類，在最小系統、主板、電機驅動等模塊分別設計，經過不斷實驗，最后決定了我們最終的電路圖。在程序方面，我們使用C語言編程，經過不斷討論、改進，終于設計出一套比較通用穩定的智能避障程序。在這套算法中，我們結合路況調整車速，保證在最短時間內避障跑完全程。

參考文獻：

[1]卓晴.學做智能車：挑戰“飛思卡爾”杯[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.

[2]黃志偉.STM32F32位ARM微控制器應用設計與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2012.

篇8

關鍵詞：NRF24L01無線傳輸；智能小車；紅外傳感器尋跡

引言

在當代智能化的潮流下，通過智能化能從很大程度上減輕人工的工作負擔，是今后的發展方向。本設計的智能尋跡小車，可以按照預設的模式在一個預先安置軌跡的環境里，根據指令在不同的預設節點間自行運作，并具避障能力。采用STM32F103VBT6芯片作為小車的檢測控制核心；采用以LM339電壓比較器為核心的紅外傳感器模塊進行循跡，并采用hc-sr04超聲波模塊檢測障礙物，使微處理器按照預設的模式控制小車進行尋跡和避障。

1 控制系統結構和無線通信網絡設計

基于ARM Cortex-M3 內核的STM32F103VBT6微處理器芯片和nRF24L01的智能小車涉及到傳感器應用、無線傳輸等。智能小車上電后，可由上位機確定小車的工作方式（待機，循跡或避障等）；循跡，避障模塊是根據相應傳感器所檢測數據來執行相應動作。為了獲取對小車方位的精準定位，這里選擇建設坐標的方式并根據運行情況更新坐標。

（1）要實現自動尋跡，智能小車的傳感器系統必須通過各類傳感器，獲取小車的狀態、場地環境特征兩種信號。

（2）預行軌道設計.本設計的預設主行駛軌跡分為橫向（Y軸）與縱向（X軸）。節點標志為與主行駛軌跡垂直，且于主行駛軌跡等寬的一條線段與主行駛軌跡的交點。即主行駛軌跡X軸與Y軸的交點也視為一個節點。

2 控制系統硬件和軟件設計

智能小車的硬件采用模塊化設計理念，智能小車的硬件設計如圖2所示，主要包括以下幾個方面。

（1）處理器模塊。該模塊是智能小車的“大腦”，用于接收指令，發出控制命令，MCU選用了基于ARM Cortex-M3內核的STM32F1

03VBT6微處理器芯片。

（2）循跡模塊。該模塊采用以LM339電壓比較器為核心制作的4路紅外傳感器，可識別白線和黑線。當感應到傳感器反射回來的紅外光時，紅色指示燈亮，輸出為低電平；當味感應到傳感器反射回來的紅外光時，指示燈不亮，輸出高電平。通過編程實現智能小車的尋跡。

（3）電機驅動模塊。設計采用TB6612FNG電機驅動模塊。TB6612FNG是基于MOSFET的H橋集成電路，效率遠高于晶體管H橋驅動器。相比L293D每通道平均600ma的驅動電流和1.2A的脈沖峰值電流，它的輸出負載能力提高了一倍。相比L298N的熱耗性和二極管續流電路，它無需外加散熱片，電路簡單，只需外接電源濾波電容就可以直接驅動電機，利于減小系統尺寸。對于PWM信號，高達100KHz的頻率相比以上2款芯片的5KHz和40KHz也具有非常大的優勢。并配合4個直流減速電機和麥克納姆輪已達到可以隨意切換4個行進方向。

（4）無線通信模塊。采用nRF24L01，nRF24L01輸出功率頻道選擇和協議的設置可以通過SPI接口進行設置。幾乎可以連接到各種單片機芯片，并完成無線數據傳送工作。

電流消耗極低：當工作在發射模式下發射功率為0dBm時電流消耗為11.3mA，接收模式時為12.3mA，掉電模式和待機模式下電流消耗更低。

（5）避障模塊。選用hc-sr04超聲波模塊檢測障礙物。考慮到在不同的場合下，照明光源可能不同，對于在車身上側的紅外傳感器可能會有未知的干擾。而且考慮到在工廠中可能會存在拋光金倮嗟畝院焱夤飴反射性差的障礙物，可能對于紅外傳感器無法正確識別。超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環境中。本設計對于測距的要求不是很長，所以選用了超聲波傳感器。

3 紅外傳感器尋跡算法設計

//側方的紅外傳感器檢測到設定位置，控制電機停止

if（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_1）==Bit_RESET）

{

systick_config（10）； while（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_1）==Bit_RESET）

{

forward（）； //前進程序

}

stop（）； //停止程序

x--；

systick_config（1000）；

}

傳感器檢測到小車偏離軌道，自動校正回直線

if（（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_4）==Bit_RESET）&&（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_5）！=Bit_RESET））

{

Setleft（seep）； //傳感器檢測到向右偏移，左電機加速，小車校正回原軌道

}

elseif（（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_5）==Bit_RESET）&&（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA，GPIO_Pin_4）！=Bit_RESET））

{

SetRight（seep）； //傳感器檢測到向左偏移，右電機加速，小車校正回原軌道

}

else

{

hold（seep）； //傳感器未檢測偏移，小車保持原來狀態行駛

}

4 結束語

本文主要分析紅外傳感器在智能小車尋跡方面的應用，采用nRF24L01無線通訊模塊，實現了上位機對小車的控制，控制芯片基于ARM Cortex-M3內核的微處理器，硬件采用模塊化設計理念設計無線通訊模塊、尋跡模塊、電機驅動模塊等硬件模塊，設計了智能小車上位機控制系統，使得本智能小車能在多種場合使用，對于智能小車的控制研究和控制平臺的設計有十分重要的意義。

參考文獻

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[2]強彥，葉文鵬，屈明月，等.基于紅外避障的智能小車的設計[J].太原理工大學計算機科學與技術學院，2013.

篇9

【關鍵詞】 嵌入式 智能小車 ARM9 S3C2440

一、引言

現代的電子信息不斷發展，智能移動機器人已經成為熱門，是現在自動化發展趨勢。本文設計出一種基于 ARM9的智能小車控制系統，具有直流電機控制效率高，有友好的人機界面簡化了控制和開發過程，模塊化設計方案便于智能小車的功能擴展和升級。系統采用無線控制智能小車，通過Android手機以WiFi通信方式控制小車模型的行駛方式，小車還裝監控攝像頭，超聲波模塊實現無線監控，自動行駛。

二、嵌入式智能小車整體功能

智能小車有如下功能：小車底盤采用四輪結構，直流電機控制小車行駛，舵機控制攝像頭旋轉方向，紅外避障功能，超聲波測距功能，圖像采集，壓縮，傳輸功能，攝像頭拍到的視頻進行壓縮處理并通過WiFi模塊傳輸到手機上，手機也可以拍照并把圖片保存到手機中。

三、嵌入式智能小車控制系統設計

1、主控模塊。控制系統的主控制器采用三星公司 S3C2440為處理器[3]，主頻為400MHZ，S3C2440采用ARM920T內核。主控制器包括核心板和底板，核心板上有S3C2440A、SDRAM存儲電路、Nor Flash、Nand Flash，系統時鐘，電源等。底板包括一些擴展電路模塊如：串口，網口，usb接口等。主控模塊是智能小車的控制中樞，所有的應用程序、智能系統、硬件驅動都是在這個開發板上開發的。它負責直流電動機調速控制信號，超聲波測距信號，舵機旋轉控制，圖像采集，處理與無線通信信號等，從而實現各功能模塊的協調控制。

2、外設控制模塊。1）電機驅動模塊。采用H橋電路來驅動直流電動機，以L298N芯片為主的電機驅動電路。對電機的調速采用PWM調速方法配合橋式L298N電路實現直流電機調速非常簡單，范圍大。通過開發板的GPIO接收輸入信號，改變芯片控制端的電平，即可對兩個左右電機進行正反轉，停止等操作從而實現小車的前進，后退，左轉，右轉，停止功能。2）小車底盤。本智能小車為了實現前進，后退，左轉，右轉，爬波等功能所以采用路虎5的底盤，配有兩個WD電動機和兩條履帶。底盤參數如下：尺寸：245mm*225mm*74mm（長*寬*高）；電機電壓：7.2V；工作電流：160-180 mA；最大速度：30 cm/s；行駛速度：1Km/hr；爬坡能力：> 30°等。3）舵機。為了攝像頭能自由轉動以便觀察更多的區域，本系統采用兩個舵機分別是輝盛MG955和輝盛SG90。它是一種位置伺服的驅動器，具有力矩大和工作速度快可以讓攝像頭的角度不斷變化并能夠保持控制系統。4）電源電路。電源電路是給小車上的所有元器件和開發板提供電壓的，在驅動電路板上，使用7.4V1000MA 的鋰電池作為電源，芯片 LM2596s 給 GEC2440發開板供電，LM7805 給舵機和超聲波供電。

3、避障監測模塊。智能小車超聲波模塊采用 三個 HCSR04超聲波測距模塊，可提供 2cm-400cm的非接觸式距離感測功能；模塊包括超聲波發射器，接收器與控制電路。超聲波測距借助于超聲脈沖回波渡越時間法測距實現的。采用IO口TRIG觸發測距，給最少10ms高電平。模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回，有返回輸出一個高電平。傳感寄到目標物體的距離 D 可以從傳感器發出到接收經歷時間 T和超聲波空氣的傳播速度C算出來：D= TC /2。小車有及時的辦法躲避障礙物從而保證小車行駛安全。

4、圖像采集處理模塊。運用S3C2440 的GPIO接口編程通過CMOS攝像頭發送指令采集圖像，通過壓縮，裁剪處理以指定的格式下保存到指定的文件夾中，并利用無線WiFi傳輸到遠程縮主機上實現遠程監控。通過S3C2440的GPIO接口控制ov9650攝像頭采集圖像，因為攝像頭采集到的是16bit的rgb流，libjpeg庫提供的壓縮程序將其壓縮并保存成jpg文件，可是該庫只能壓縮24位的，于是先將RGB565轉換成RGB24再調用該庫的壓縮函數壓縮成所需的jpeg圖片，最后保存無線通訊終端，實現遠程訪問。

四、智能小車控制軟件設計

4.1 Linux系統移植及文件系統制作

首先搭建Linux嵌入式系統開發環境；要運行在一塊開發板上的 Bootloader 程序能夠運行在另一塊開發板上，需要修改 Bootloader 的源程序以適應自己的開發板，所以要進行Bootloader引導程序的配置和移植，通過Bootloader 來初始化硬件如：內存，flash，網卡，時鐘等；內核，即操作系統。它為底層的可編程部件提供服務，為上層應用程序提供執行環境。把linux-2.6 內核進行配置核移植 引導內核啟動，初始化環境，把系統集成的LCD，網卡，串中，Flash集成到鏡像文件zImage 或uImage。最后進行文件系統設計，制作基本系統：bash， init， busybox，基本工具，基本庫，基本配置文件和自定義或需要移植的相關文件。

4.2驅動程序開發

驅動是用來控制底層硬件工作，并為上層（應用程序提供相應的接口，可通過調用這些接口實現對底層硬件的一系列操作）。主要的驅動程序要設計有：1、car_driver.ko 是對小車的行走方面進行操作的驅動；2、GEC2440_pwm.ko 是對小車上的舵機云臺進行控制的驅動；3、Csb.ko 是用來測試小車與障礙物之間距離的超聲波模塊驅動；4、GEC2440_ camera.ko 主要是用來采集攝像頭的原始圖像數據的驅動；5、rt3070ap.ko rtnet3070ap.ko rtutil3070ap.ko 這三個. ko 文件為無線網卡的驅動。

4.3應用程序開發

下位機ARM部分先啟動，主要是負責接收客戶端發送過來的命令，根據命令進行一系列的動作控制，并可以在不同的用戶之間進行切換。自定義的C主控程序開發部分實現：接收上位機發送過來的命令，行走控制，云臺轉動，視頻采集，避障控制，數據處理，提供網絡訪問服務，手動控制模式和自動避障模式切換，并顯示在UI屏幕上。視頻服務程序部分通過移植開源源碼包mjpg-streamer來實現數據發送，把攝像頭的數據傳遞到手機端；上位機手機作為客戶端通過Android程序開發實現遠程控制小車的行進方向，獲取視頻數據。采用TCP 網絡傳輸協議，服務器和客戶端的數據傳輸。網絡編程部分主要包括阻塞I/O處理，多路復用，信號驅動套接字socket等內容。

五、智能小車運行檢測

小車在實驗室條件下對整個系統進行測試，首先配置手機WiFi的IP地址和網關，打開設置好的Android軟件進入主界面再進入小車控制界面。智能小車有兩種駕駛模式：手動駕駛模式通過觸摸手機屏幕上顯示的圖標來控制小車前進，后退，左轉，右轉，停止功能，攝像頭旋轉，抓拍圖片和接換到自動模式，也可以通過手機的重力感應來控制手機的行駛方向；自動駕駛模式通過超聲波模塊來測距并有及時的策略來躲避障礙，保證小車準確行駛。通過測試智能小車運行平穩，實時性好，完成任務準確。

六、結論

該智能小車采用手機重力感應控制使得小車和人交互帶來方便，高清度的超聲波模塊保證系統行駛安全。采用功能強大的 ARM嵌入式系統與智能控制，嵌入式對智能小車的控制系統進行模塊化設計，有利于小車功能的進一步升級和改進，提高了系統設計效率。本系統可以作為移動機器人可以應用作為智能玩具，競賽機器人，偵探小車。

參 考 文 獻

篇10

    采用的技術主要有:

    (1) 通過編程來控制小車的速度;

    (2) 傳感器的有效應用;

    (3) 新型顯示芯片的采用.

    關鍵詞 80C51單片機、光電檢測器、PWM調速、電動小車

    Title Design and creat an intelligence electricity motive

    small car

    Abstract

    80C51 is a 8 bit single chip computer.Its easily useing and multi-function suffer large users. This article introduce the CCUT graduation design with the 80C51 single chip copmuter.This design combines with scientific research object. This system regard the request of the topic, adopting 80C51 for controling  core,super sonic sensor for test the hinder.It can run in a high and a low speed or stop automatically.It also can record the time ,distance and the speed or searching light and mark automatically  The electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced  the hardware system designs and the result analyse.

    The adoption of  technique as:

    (1) Reduce the speed by program the engine