1 11.1課題研究的目的和意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3設(shè)計任務(wù)與要求 31.4本文內(nèi)容安排 32方案論證 42.1系統(tǒng)工作 42.2方案設(shè)計 53硬件設(shè)計 63.1元器件選擇 63.2各單元電路設(shè)計 4.1循跡子程序 4.2小車位置確定及物體搬運 4.3計數(shù)/計時子程序 5設(shè)計調(diào)試 21 215.2硬件調(diào)試 235.3實物調(diào)試 231.1課題研究的目的和意義國內(nèi)物流技術(shù)發(fā)展越來越快，從而促進了電動搬運車的發(fā)展與研究，目前，這種類型的汽車在工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用極其廣泛，給工業(yè)發(fā)展提供了便捷。國內(nèi)外的許多汽車制造商都已經(jīng)對此類產(chǎn)品有了合格且完善的生產(chǎn)線，在生產(chǎn)過程中，自動搬運車的轉(zhuǎn)向性能好壞是生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的一項指標，它直接影響汽車行駛的安全性和穩(wěn)定性。高品質(zhì)，操縱簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，電控系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，適用于比較狹小的空間等都是電動貨物搬運車的優(yōu)點。目前市場上出現(xiàn)的各類電動系列產(chǎn)品，價格合理且適用范圍較廣，市場競爭較為激烈。對這類產(chǎn)品的研究有極高的市場價值，隨著智能化的發(fā)展，人們對這種自動搬運車的需求越來越大，希望可以用它們?nèi)【唫鹘y(tǒng)的人工運輸，不僅提高了效率，還節(jié)省了很大的一部分資源，2市場認可度較高。近幾年在工業(yè)現(xiàn)場中，大部分還在采用人工的操作方式，在極其惡劣的環(huán)境中顯然是比較危險以及不方便的，所以我們對智能搬運車的研究更要加快速度。目前市面上的智能搬運車已經(jīng)在很多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，例如：醫(yī)療、救援、焊接、檢測等。智能搬運車的研究主要集中在自動駕駛功能上，這類研究對未來社會的發(fā)展有極其重要的作用，使用智能替代人工，將大大減少人力資源的浪費，而且自動駕駛也會為道路網(wǎng)絡(luò)提供便捷，同時，我們所研究的電動小車，不僅可以實現(xiàn)對環(huán)境的零污染，而且還大大減少了油耗。目前，國內(nèi)的電動汽車主要用于居家旅游以及貨物的運輸。電動旅游車的主要應(yīng)用在公園，景點，娛樂中心，大學(xué)，醫(yī)院，高爾夫球場和其他地方來進行載客。電動貨物搬運車目前運用在物流倉庫、碼頭、工廠等。一般情況下，電動車的使用壽命大概為八年到十年左右，電動車所搭載的蓄電池大概可以使用一年到四年之久，這個結(jié)果取決于電池的維護與保養(yǎng)。電動汽車的發(fā)展歷史：起源于1880年，用作私家車和城市公共交通工具。人們所說的電動車可行駛里程短以及速度慢等是它的缺點，但是它的靜音性和較低維護成本使它很受歡迎。在二十世紀二十年代之前，裝載有電池的汽車與傳統(tǒng)的使用汽油的汽車開始競爭。后來，隨著汽車的發(fā)展，出現(xiàn)了遠程一鍵啟動等新型功能，使汽油動力汽車更具吸引力，并且批量生產(chǎn)使得傳統(tǒng)汽油車的制造成本變得越來越低，電池動力汽車的數(shù)量開始減少。在歐洲，電動汽車已經(jīng)被應(yīng)用在貨物運輸行業(yè)，二十世紀七十年代，各國都開始對電動汽車進行新的研究，尤其考慮到電動汽車不需要耗油且對環(huán)境污染小的特點，使得一些石油資源匱乏的國家投入大量資源財力對電動汽車展開研究。盡管我國對電動車的研究開始的較早，但發(fā)展速度還是無法趕超發(fā)達國家，甚至差距越來越大。當時，電池行業(yè)以及電機行業(yè)的落后使得電動車的研究一直處于停滯狀態(tài)。改革開放期間，工業(yè)生產(chǎn)開始追求自動化，在貨物搬運行業(yè)也有3了重新定義，要求變得越來越高。室外搬運作業(yè)限制少，而對于處在室內(nèi)和半室內(nèi)的操作，情況更為復(fù)雜，操作起來更具有難度性?，F(xiàn)代社會中，對污染和噪音的要求越來越高，還需要考慮所經(jīng)過的通道寬度、門限以及承重。普通卡車難以解決諸如防爆和人員在個別情況下難以接近之類的問題。然而，電動車的出現(xiàn)使得這些難題得以解決，電動車在驅(qū)動和能耗方面占有絕對優(yōu)勢，電池質(zhì)量的提升，充電設(shè)備的更新?lián)Q代，電動控制的飛速發(fā)展等都對電動車的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響，各項技術(shù)的不斷出現(xiàn)，使得電動車的舒適度、安全性、穩(wěn)定性都得到了提高，極大的提高了運行效率并大大減少了維護費用。新世紀的發(fā)展追求零污染，少污染的目標，因此，電動汽車的出現(xiàn)無疑是解決了這個難題，在環(huán)保的要求下，電動汽車是唯一可以實現(xiàn)零排放的機動車，科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展以及新型材料的研發(fā)，使得電動汽車進入了快速發(fā)展的階段。自動搬運車，顯而易見是為了實現(xiàn)無人駕駛所設(shè)計的新型汽車產(chǎn)品，屬于現(xiàn)代物流處理自動化的有效手段，因此，自動搬運車在現(xiàn)實社會中得到的廣泛的應(yīng)用，人們對它的需求也越來越大，致使我們對自動搬運車的研究具有理論意義和車輛在行駛過程中，肯定少不了對道路的檢測，因此，我們必須要用到各式各樣的傳感器，市面上出現(xiàn)的傳感器種類豐富，功能各不相同，其中視覺傳感器成為了車輛自動行駛的重要組成部分。傳統(tǒng)的視覺傳感器，例如：攝像管，但其尺寸，價格和用途并沒有優(yōu)勢。因此，當車輛不需要特別清楚的圖像處理與識別功能時，紅外傳感器成為了更好的選擇。1.3設(shè)計任務(wù)與要求該設(shè)計是根據(jù)生產(chǎn)實踐而確定的設(shè)計類課題。主要設(shè)計任務(wù)是：2.小車到達指定地點之后自動完成取物卸物功能。3.在小車運行的期間記錄小車搬運所需的時間及貨物數(shù)量。1.4本文內(nèi)容安排根據(jù)題目的要求，展開對該系統(tǒng)的初步設(shè)計，該系統(tǒng)由硬件、軟件及實物三部分組成，硬件以AT89C51為核心，我們稱之為小車的大腦，其次由控制各個3.2.3電機驅(qū)動電路的設(shè)計8144895126577PP1.39495V3.2.4鐵片檢測及取物電路設(shè)計采用最普通的霍爾傳感器44E。它的引腳圖如圖3.12所示。其中15腳和16腳分別是背光源正負極，第4腳為寄存器選擇，高電平時，選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。第6腳E端為使能端，在E端高電平跳為低電平時，液晶模塊顯示。單片機設(shè)計過程中，不可缺少的就是復(fù)位電路和晶振電路。如圖3.15所示。復(fù)位電路的作用就是使單片機狀態(tài)初始化，并從初始化運行。小車運行過程讓小車從頭開始。4軟件設(shè)計在完成硬件設(shè)計的同時，還要進行軟件設(shè)計。這樣才能夠把軟硬件更好的結(jié)合在一起，從而完成課題。那么在這里就著重介紹下該課題的軟件設(shè)計。課題設(shè)計總程序流程圖見圖2.2所示。從流程圖中可以看到，程序從開始執(zhí)行，循跡程序處于循環(huán)往復(fù)的狀態(tài)。通過紅外傳感器使得小車能夠到達取物點A,再通過感應(yīng)式接近開關(guān)檢測是否有鐵片的存在，如果有鐵片，小車自動取物并且按照既定路線行駛到B點放物，若沒有檢測到鐵片，則行駛到停車點停車，程序結(jié)束。小車在放下鐵片時，計數(shù)器同步加一，并且顯示所用時間。通過LED數(shù)碼管顯示。本設(shè)計采用模塊化設(shè)計，完成總流程需要用到以下幾個模塊的子程序。2.定點取物子程序循跡是整個小車工作過程中都需要做的一項工作。所以，在設(shè)計中，小車循跡是整個程序的主要部分。而循跡的前提是電機轉(zhuǎn)動使小車行駛，然后再使用光電傳感器進行檢測道路，使其沿固定軌跡行駛。YN黑帶?NN圖4.1循跡流程圖小車位置的確定是為了，能夠使小車能夠定點取物，卸物。在這個設(shè)計里所謂定點取物，就是要使小車行駛到A點后在A點檢測到物體，并拾取物體。然后使小車行駛到B點，并把物體放在B點。當小車在A點檢測不到物體時，小車應(yīng)該自動行駛到C點。下面先通過流程來簡單了解程序的設(shè)計，如圖4.2所示。YNYYY圖4.2定點取物流程圖下面是關(guān)于計時與計數(shù)部分的程序介紹。通過對顯示電路的設(shè)計，可以得到以下顯示流程圖。如圖4.3所示。NY圖4.3計數(shù)流程圖當電磁鐵第一次通電時，顯示器開始計數(shù)并且加1,斷電不計數(shù)。小車運行開始計數(shù)，直到停車結(jié)束。在初步完成硬件設(shè)計及焊接和軟件編程以及實物運行后，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計中，還存在一些問題需要解決，所以在這一部分，介紹一下對于存在的問題進行調(diào)試的過程。調(diào)試分為，軟件調(diào)試，硬件調(diào)試及實物運行三部分。5.1軟件調(diào)試1.主函數(shù)調(diào)試ucharlocation=1;//1是a點，2是b點，3是c點，初始0代表下一個點是Aucharcarry_status=0;//搬運的狀態(tài)，0是有物體，1是沒有物體motor_move(QIAN);;//qian_motor();//前進}elseif(infrared_LGinfrared_R==0)(//左側(cè)有信號motor_move(ZUO);;//zuo_ProgramSize:data=23.0xdata=0cod"main"-0Error(s),1Warning(s).主函數(shù)經(jīng)過檢驗是可以運行的，包含紅外信號的接收和小車左右轉(zhuǎn)向的控制。≠include"gpio_motor_too1s.h"ucharmove_now-STOP;//當前運動狀態(tài)5__920motor_left_2=0://左電機224曰voidmotor_you(void){gpio_motor_tools.c...驅(qū)動程序可以正常運行。I=0x?1;//TO工作模式116位定時器12EA=1;//開啟總中斷13ETO=1;//開后To中斷16voidtimeo(void)interrupt1//TO定時器的中斷等級要注意是1ucharnum-0://中斷次數(shù)經(jīng)不斷調(diào)試，定時部分可以運行。軟件調(diào)試完成后，我們就要根據(jù)電路原理圖對電路板進行焊接與安裝，在焊接的過程中，我們要不斷的調(diào)試，并解決在調(diào)試的過程中出現(xiàn)的問題，直到可以實現(xiàn)我們各項功能。設(shè)計初，我們在對驅(qū)動電路設(shè)計的時候，一開始我們準備使用分立式元件，在電機運行的時候，發(fā)現(xiàn)不能完全控制電機的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速，所以我們后來改用L298N芯片來負責小車的驅(qū)動問題，而且此芯片容易購買，便宜實惠。在控制的過程中也比較簡單，更適合我們的研究課題。在檢測鐵片的時候，最初我們是考慮使用干簧管，但是它是封裝在真空玻璃管內(nèi)，玻璃管內(nèi)留有一定的間隙的常開和常閉接點。所以它無法實現(xiàn)檢測鐵片的經(jīng)過一個月時間的實物設(shè)計與安裝，終于將實物部分結(jié)束掉了，接下來就要進行實物部分的調(diào)試。調(diào)試過程中，出現(xiàn)了很多問題，例如：小車在運行過程中有偶然性的停車不動的情況發(fā)生，經(jīng)過不斷修改與調(diào)試，解決了這個問題。小車經(jīng)過小車的調(diào)試，其中黑帶檢測的結(jié)果如表5.1所示.表5.1黑帶檢測次數(shù)123黑帶檢測成功成功成功表5.2貨物拾取次數(shù)1234成功成功成功成功領(lǐng)域。是自動小車所具有的特點。它的設(shè)計可以覆蓋多個領(lǐng)域，例如機械、汽車等行業(yè)。它的廣泛應(yīng)用更是體現(xiàn)了它的價值與可研究性，具有良好的應(yīng)用與設(shè)計前景。所以，如何將智能化小車的研究正確的進行下去，是我們新一代青年應(yīng)該思考的問我們這次所設(shè)計的自動搬運小車，可以實現(xiàn)自動循跡，自動取物放物，自動記錄的功能，符合當今社會對智能小車的要求，通過搬運小車的應(yīng)用，不僅可以節(jié)省人力物力，還可以增加一定的經(jīng)濟效益。當今社會科技發(fā)展迅速，生活中的許多東西逐漸智能化，火車站檢票口采用智能識別設(shè)備取代了傳統(tǒng)的人工檢票，家里清潔再也不用拿著掃帚去慢慢的掃地了，取而代之的是智能化的掃地機器人，智能化產(chǎn)品真正的進入到了我們的生活，這次畢業(yè)設(shè)計針對于智能小車的自動循跡及自動取物放物兩個功能為主要研究方向。同時也為多種特殊場合的智能小車研究提供了基礎(chǔ)模型。在這次畢業(yè)設(shè)計中，讓我體會到了單片機的魅力，讓我明白原來單片機在我們的生活中無處不在。我們家里用的電冰箱，電視機等家用電器，基本都有單片機的身影，讓我深深明白了研究對現(xiàn)實生活的影響。回想這次畢業(yè)設(shè)計，從