智能小車設(shè)計智能小車介紹智能小車是一種能夠通過編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人,它具有制作本錢低廉,電路結(jié)構(gòu)簡單,程序調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn).由于具有很強(qiáng)的趣味性,智能小車深受廣闊機(jī)器人愛好者以及高校學(xué)生的喜愛.本論文介紹的是具有自動避障功能的智能小車的設(shè)計與制作(以下簡稱智能小車),論文對智能小車的方案選擇,設(shè)計思路,以及軟硬件的功能和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述.經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)收測試,該智能小車的電路結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速,靈活,設(shè)計方案正確,可行,各項指標(biāo)穩(wěn)定,可靠.總體設(shè)計

智能避障小車采用后輪驅(qū)動，左右后輪各用一個直流電機(jī)驅(qū)動，通過調(diào)制后面兩個輪子的轉(zhuǎn)速從而到達(dá)控制轉(zhuǎn)向的目的。在車體前部裝有超聲波傳感器和紅外避障模塊，當(dāng)小車前面的傳感器檢測到障礙時，小車車頭轉(zhuǎn)向，這時主控芯片控制其中一個電機(jī)停止，車體轉(zhuǎn)向?？刂齐姍C(jī)驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)前進(jìn)，轉(zhuǎn)向，倒退等?；鹧鏅z測煙霧檢測光強(qiáng)檢測超聲波測距智能小車結(jié)構(gòu)

溫度顯示超聲波測距各個模塊避障系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動循跡系統(tǒng)小車間通訊單片機(jī)主控模塊stc89c52報警系統(tǒng)主控單元控制器主要用于控制電機(jī)，通過相關(guān)傳感器對路面的障礙進(jìn)行處理，并將處理信號傳輸給控制器，然后控制器做出相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)小車的自動避障。采用stc89c52作為系統(tǒng)控制的方案。stc89c52單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，功耗低、體積小、技術(shù)成熟，本錢也比ARM低。電機(jī)單元方案

采用直流電機(jī)，配合L298N驅(qū)動芯片組合。優(yōu)點(diǎn)在于硬件電路的設(shè)計簡單。當(dāng)外加額定直流電壓時，轉(zhuǎn)速幾乎相等。這類電機(jī)用于錄音機(jī)、錄相機(jī)、唱機(jī)或激光唱機(jī)等固定轉(zhuǎn)速的機(jī)器或設(shè)備中，也用于變速范圍很寬的驅(qū)動裝置。電源單元方案選擇

使用3節(jié)18650為驅(qū)動模塊供電，電壓為12v，同時使用3節(jié)普通干電池為單片機(jī)供電，電源為4.5v。之所以采用兩個獨(dú)立的供電模塊，是為了防止使用同一電源時所造成的干擾，同時也延長了小車的使用時間。紅外探測距離可 調(diào)。避障，顯示模塊正常工作該模塊主要用于短距離的數(shù)據(jù)無線傳輸領(lǐng)域。采用紅外避障模塊，利用紅外發(fā)射和接收探頭來完成的，我們知道光有反射的特性，當(dāng)小車遇到障礙物時，紅外接收端接收到紅外發(fā)射端發(fā)射的信息，反響給單片機(jī)，進(jìn)行控速避障。之所以采用兩個獨(dú)立的供電模塊，是為了防止使用同一電源時所造成的干擾，同時也延長了小車的使用時間。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)收測試,該智能小車的電路結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)試方便,系統(tǒng)反映快速,靈活,設(shè)計方案正確,可行,各項指標(biāo)穩(wěn)定,可靠.小板數(shù)字量輸出D0可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測上下電平，由此來檢測環(huán)境的光強(qiáng)改變。避障，顯示模塊正常工作防止繁瑣的線纜連接，能直接替代串口線。小板輸出接口可以與單片機(jī)IO口直接相連采用stc89c52作為系統(tǒng)控制的方案。優(yōu)點(diǎn)在于硬件電路的設(shè)計簡單。這類電機(jī)用于錄音機(jī)、錄相機(jī)、唱機(jī)或激光唱機(jī)等固定轉(zhuǎn)速的機(jī)器或設(shè)備中，也用于變速范圍很寬的驅(qū)動裝置。紅外探測距離可 調(diào)。通過主機(jī)即端與藍(lán)牙模塊配對成功，由藍(lán)牙模塊將接收到的信號以電平形式傳達(dá)于單片機(jī)，從而控制小車的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向問題?？刂齐姍C(jī)驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)前進(jìn)，轉(zhuǎn)向，倒退等。超聲波測距方案選擇

用超聲波傳感器進(jìn)行避障。超聲波傳感器的原理是：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來，再被超聲波傳感器接收。這個過程中所消耗的時間乘以超聲波的傳播速度就是障礙物與小車的距離。

(傳感器收到時刻-傳感器發(fā)出時刻)×聲速=障礙物與小車的距離超聲波避障原理超聲波是一種頻率比較高的聲音,指向性強(qiáng).超聲波避障的原理是利用超聲波在空氣中的傳播，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來，從而防止與障礙物相撞。由此可見，超聲波避障原理與雷達(dá)原理是一樣的。

超聲波實(shí)物圖紅外避障模塊方案的選擇采用紅外避障模塊，利用紅外發(fā)射和接收探頭來完成的，我們知道光有反射的特性，當(dāng)小車遇到障礙物時，紅外接收端接收到紅外發(fā)射端發(fā)射的信息，反響給單片機(jī)，進(jìn)行控速避障。紅外避障模塊實(shí)物圖防止超聲波模塊檢測不 到位。紅外探測距離可 調(diào)?；鹧?zhèn)鞲心K火焰?zhèn)鞲衅鲗鹧孀蠲舾校瑢ζ胀ü庖彩怯蟹错懙?，一般用做火焰報警等用途。小板輸出接口可以與單片機(jī)IO口直接相連傳感器與火焰要保持一定距離，以免高溫?fù)p壞傳感器，對打火機(jī)測試火焰距離為80cm，對火焰越大，測試距離越遠(yuǎn)實(shí)物圖光敏二極管模塊光敏二極管模塊對環(huán)境光強(qiáng)最敏感，一般用來檢測周圍環(huán)境的亮度和光強(qiáng)，在大多數(shù)場合可以與光敏電阻傳感器模塊通用，二者區(qū)別在于，光敏二極管模塊方向性較好，可以感知固定方向的光源。模塊在無光條件或者光強(qiáng)達(dá)不到設(shè)定閾值時，DO口輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光強(qiáng)超過設(shè)定閾值時，模塊D0輸出低電平。小板數(shù)字量輸出D0可以與單片機(jī)直接相連，通過單片機(jī)來檢測上下電平，由此來檢測環(huán)境的光強(qiáng)改變。實(shí)物圖煙霧傳感模塊MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低本錢傳感器。實(shí)物圖藍(lán)牙通訊模塊該模塊主要用于短距離的數(shù)據(jù)無線傳輸領(lǐng)域?？梢苑奖愕暮蚉C機(jī)的藍(lán)牙設(shè)備相連，也可以兩個模塊之間的數(shù)據(jù)互通。防止繁瑣的線纜連接，能直接替代串口線。通過主機(jī)即端與藍(lán)牙模塊配對成功，由藍(lán)牙模塊將接收到的信號以電平形式傳達(dá)于單片機(jī)，從而控制小車的前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)向問題。實(shí)物圖主程序流程圖

開始檢測藍(lán)牙端是否開啟開啟未開啟避障，顯示模塊正常工作避障，顯示模塊正常工作屏蔽循跡模塊循跡模塊執(zhí)行智能小車實(shí)物圖工作臺總結(jié)現(xiàn)在小車已經(jīng)能夠獨(dú)立的完成尋跡和避障功能了。雖然有時候它不能很完整的走完所規(guī)定的路線，但從它轉(zhuǎn)彎、直走的軌跡上來說，已經(jīng)根本上是按軌跡很完美的前行，左右擺動的幅度也不是很大，所以還是給人一種比較完美的感覺。另外，可能在安裝上有點(diǎn)紕漏，使小車的運(yùn)行軌跡總是很不穩(wěn)定，前一秒鐘是一種狀態(tài)，后一秒有可能就是另外一種狀態(tài)，所以需要不停的對小車進(jìn)行修改。

通過現(xiàn)在對小車的研究，它不僅能單獨(dú)的實(shí)現(xiàn)避光、避火和避障功能，而且可將兩者有效的結(jié)合起來，不過還需要對它的機(jī)械結(jié)構(gòu)做一定的修改，使其運(yùn)行起來更加穩(wěn)定，轉(zhuǎn)彎