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1、JIANGSUUNIVERSITY藍(lán)牙智能小車專業(yè):測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí):測(cè)控1301小組成員:何凱旋學(xué)號(hào):112310152016年4月藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程目錄摘要1第一章藍(lán)牙智能小車簡(jiǎn)介2第二章藍(lán)牙智能小車機(jī)械結(jié)構(gòu)3第三章藍(lán)牙智能小車電路53.1系統(tǒng)原理框圖53.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊53.3信號(hào)檢測(cè)模塊63.3主控電路模塊7第四章藍(lán)牙智能小車軟件結(jié)構(gòu)84.1主程序程序圖94.2循跡流程圖104.3紅外避障流程圖124.4遇到的困難和解決辦法14第五章心得體會(huì)16致謝19藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程2藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新
2、課程2藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程摘要智能車輛作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物,以及在智能車輛基礎(chǔ)上開發(fā)出來的產(chǎn)品已成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,智能小車的研究和開發(fā)正成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。這次創(chuàng)新課程,我們小組主要對(duì)藍(lán)牙智能小車進(jìn)行設(shè)計(jì),利用了循跡傳感器實(shí)現(xiàn)了循跡功能,利用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)了避障功能,并將循跡和避障功能結(jié)合起來,完成了小車循跡跑一周并避障。關(guān)鍵詞:藍(lán)牙智能小車循跡傳感器紅外傳感器循跡避障功能13藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程第一章藍(lán)牙智能小車簡(jiǎn)介機(jī)器人可以分為三部分——傳感器部分、控制器部分、執(zhí)行器部分??刂破鞑糠郑航?/p>
3、收傳感器部分傳遞過來的信號(hào),并根據(jù)事前寫入的決策系統(tǒng)(軟件程序),來決定機(jī)器人對(duì)外部信號(hào)的反應(yīng),將控制信號(hào)發(fā)給執(zhí)行器部分。好比人的大腦。執(zhí)行器部分:驅(qū)動(dòng)機(jī)器人做出各種行為,包括發(fā)出各種信號(hào)(點(diǎn)亮發(fā)光二極管、發(fā)出聲音)的部分,并且可以根據(jù)控制器部分的信號(hào)調(diào)整自己的狀態(tài)。對(duì)機(jī)器人小車來說,最基本的就是輪子。這部分就好比人的四肢一樣。傳感器部分:機(jī)器人用來讀取各種外部信號(hào)的傳感器,以及控制機(jī)器人行動(dòng)的各種開關(guān)。好比人的眼睛、耳朵等感覺器官。無線部分:用藍(lán)牙從機(jī)的TTL接口接收信號(hào)反饋給單片機(jī),還可以通過電腦的無線局域網(wǎng)網(wǎng)卡來控制
4、路由器的TTL串口來控制單片機(jī)的狀態(tài)。由于藍(lán)牙模塊容易得到且接口方便,電壓可以用+5V控制,攜帶方便,便于在小車上安裝。電機(jī)驅(qū)動(dòng):電機(jī)驅(qū)動(dòng)需要大電流,較高的電壓,考慮到單片機(jī)的負(fù)載能力,用L298N驅(qū)動(dòng)模塊來驅(qū)動(dòng)電機(jī),單片機(jī)輸出邏輯信號(hào)控制L298N模塊輸出正反向電壓,由此控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。13藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程第二章藍(lán)牙智能小車機(jī)械結(jié)構(gòu)充電狀態(tài)顯示燈蜂鳴器單片機(jī)尋跡傳感器四個(gè)紅外接收傳感器電源顯示燈下載成功顯示燈紅外發(fā)射器智能小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由四部分組成:電源系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、主板系統(tǒng)和系統(tǒng)板系統(tǒng)。下圖具體介紹了小車各
5、部分結(jié)構(gòu)。充電狀態(tài)顯示燈輪胎車燈控制接口13藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程舵機(jī)穩(wěn)定電源以下是主要部件的主要功能和用途:一、循跡傳感器:一般用來識(shí)別黑白線,小車沿著這條黑白線行走,就需要循跡傳感器?原理:循跡傳感器通常采用紅外的方式,紅外管發(fā)射出來的紅外光通過地面(白色)反射回來,在接收管理收到信號(hào),一旦碰到黑線,那么紅外光都被吸收,接收管沒有接收到信號(hào),從而得知傳感器是否壓線:從而調(diào)整小車運(yùn)行方向。二、單片機(jī)或者微處理器:主要承擔(dān)將軟件部分所編好的程序加載到小車中,使小車可以按照自己的思路做出相應(yīng)的變化。三、舵機(jī):它由外殼、電路板、
6、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī),經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向,再驅(qū)動(dòng)無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂,同時(shí)由位置檢測(cè)器送回訊號(hào),判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測(cè)器其實(shí)就是可變電阻,當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì)隨之改變,藉由檢測(cè)電阻值便可知轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。四、13藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程紅外傳感器:基本原理是利用物體的反射性質(zhì)。因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi),如果沒有障礙物,發(fā)射出去的紅外線,因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱,最后消失。而如果有障礙物,紅外線遇到障礙物,被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測(cè)到這
7、一信號(hào)就可以確認(rèn)正前方有障礙物,并送給單片機(jī),單片機(jī)通過輸入內(nèi)部的算法,協(xié)調(diào)小車兩輪工作,從而完成躲避障礙物動(dòng)作13藍(lán)牙智能小車創(chuàng)新課程第三章藍(lán)牙智能小車電路3.1系統(tǒng)原理框圖小車是以STC12C5A60S2為主控制器。開始由電腦或者手機(jī)發(fā)送藍(lán)牙無線信號(hào)來啟動(dòng)并復(fù)位小車,由超聲波傳感器或紅外光電傳感器進(jìn)行障礙檢測(cè),通過單片機(jī)控制小車行駛、顯示、避障和調(diào)速。智能車使用4WD驅(qū)動(dòng),以提高整車運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性;在智能車進(jìn)駛過程中,采用雙極式H型PWM脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)地的調(diào)速;通過紅外光電傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障,自動(dòng)循跡等功能;
8、最后通過藍(lán)牙無線傳輸功能將智能車的行駛信息實(shí)時(shí)地傳送給上位機(jī),以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。當(dāng)然也可通過藍(lán)牙無線遙控來控制小車的行駛狀態(tài)。這就是本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思路。3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般采用橋式驅(qū)動(dòng),芯片內(nèi)部集成了H橋式驅(qū)動(dòng)電路,課通過單片機(jī)給與電路PWM信號(hào)來控制小車速度,起停等。其驅(qū)動(dòng)原理如圖3-1