環(huán)境信息采集智能小車整機(jī)調(diào)試的案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u25691環(huán)境信息采集智能小車整機(jī)調(diào)試的案例分析 134931.1智能小車的安裝 1122611.2模塊調(diào)試結(jié)果 2289871.2.1循跡模塊測試與結(jié)果分析 2280711.2.2紅外避障模塊測試與結(jié)果分析 3197231.2.3藍(lán)牙無線遙控模塊測試與結(jié)果分析 6120501.2.4信息采集模塊測試與結(jié)果分析 8199251.3沙漠智能監(jiān)測小車調(diào)試總結(jié) 101.1智能小車的安裝在前兩章中對設(shè)計(jì)沙漠智能監(jiān)測小車的軟硬件部分進(jìn)行了概述，檢查所有元器件完整無損后，按照廠家提供的說明書進(jìn)行元器件的組裝與焊接。（1）沙漠智能監(jiān)測小車各模塊安裝位置的確定。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)小車功能模塊眾多，在狹小的小車底盤上安裝必須要布局合理。否則不僅會(huì)使得小車重心位置的改變而讓小車在運(yùn)行過程中容易翻車而不穩(wěn)定，而且還會(huì)讓小車從外表上看起來不那么美觀大方。例如由于小車吸塵機(jī)的阻擋，使得紅外避障傳感器只能呈交叉狀在中間擺放，這樣雖犧牲了部分靈敏度但同時(shí)又使得探測范圍擴(kuò)大，一舉兩得。（2）沙漠智能監(jiān)測小車的電線通路要盡量合理布局。由于該設(shè)計(jì)小車上安裝有大量電子元件，所以要盡量減少各電子元件之間的干擾。電線應(yīng)盡量置于下方避免太陽光照射老化。在實(shí)驗(yàn)室將元器件組裝焊接之后，沙漠智能監(jiān)測小車的實(shí)物側(cè)面圖如圖1.1所示。沙漠智能監(jiān)測小車的實(shí)物俯視圖如圖1.2所示。圖1.1沙漠智能監(jiān)測小車的實(shí)物側(cè)面圖圖1.2沙漠智能監(jiān)測小車的實(shí)物俯視圖1.2模塊調(diào)試結(jié)果為了驗(yàn)證該沙漠智能監(jiān)測小車的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，要對其進(jìn)行全方位的測試。在實(shí)驗(yàn)室模擬監(jiān)測站站點(diǎn)周圍沙漠環(huán)境后開始進(jìn)行測試。反復(fù)試驗(yàn)，以驗(yàn)證該智能小車的有效性和可靠性。對比該智能小車的設(shè)計(jì)初衷，分析試驗(yàn)結(jié)果。1.2.1循跡模塊測試與結(jié)果分析打開沙漠智能監(jiān)測小車總開關(guān)，按動(dòng)按鈕將其打到Mode1切換到循跡模式，在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境內(nèi)進(jìn)行循跡測試。在實(shí)驗(yàn)室地板上粘貼寬約1.5cm的黑膠帶4至5米，其中設(shè)置160度、140度、120度、100度、90度的若干彎道，將智能小車放置在循跡軌道中測試并進(jìn)行記錄分析。表5-1為智能小車循跡功能的記錄表格。智能小車循跡測試圖如圖1.3所示。表5-1小車循跡功能記錄表軌道彎度（度）左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)循跡能力是否通過160有效有效強(qiáng)通過140有效有效強(qiáng)通過120有效有效強(qiáng)通過100較吃力較吃力較強(qiáng)通過90幾乎停滯幾乎停滯弱未通過圖1.3為智能小車循跡測試圖1.2.2紅外避障模塊測試與結(jié)果分析打開沙漠智能監(jiān)測小車總開關(guān)，按動(dòng)按鈕將其打到Mode2切換為避障模式，此模式智能小車將自動(dòng)行駛，在遇到前方的障礙物時(shí)進(jìn)行自動(dòng)紅外避障，該紅外傳感器的感應(yīng)距離可以根據(jù)避障需要對傳感器上的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，從而可以更好的進(jìn)行避障。為了進(jìn)一步測試紅外避障的有效距離，通過對在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境中在智能小車的不同方位放置普通且較為光滑的障礙物情況下，同時(shí)測得障礙物與小車之間的直線距離，然后進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行驗(yàn)證后統(tǒng)計(jì)結(jié)果。表5-2為紅外避障有效距離的記錄表格，智能小車紅外避障功能測試圖如圖1.4所示。表5-2紅外避障有效距離障礙物距小車距離障礙物位于小車的方位避障有效次數(shù)24cm左前方10次正中間10次右前方10次20cm左前方10次正中間10次右前方10次16cm左前方10次正中間10次右前方9次12cm左前方9次正中間10次右前方9次8cm左前方8次正中間10次右前方8次圖1.4智能小車紅外避障功能測試圖結(jié)果表明，本次將障礙物分別置于沙漠智能監(jiān)測小車的左前方、右前方及正前方三種情況并進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明，障礙物位于正前方時(shí)五十次避障結(jié)果均成功，且距障礙物都在警戒范圍之內(nèi)；未對小車造成碰撞。當(dāng)障礙在小車左前方十次避障成功四十七次，且兩次避障超過了警戒線。當(dāng)障礙物在右前方時(shí)十次避障成功四十六次，在避障時(shí)也有兩次超過警戒線。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以表明，沙漠環(huán)境監(jiān)測智能小車紅外避障模塊基本能夠?qū)崿F(xiàn)避障功能。雖然當(dāng)障礙物在距小車左前和右前方時(shí)，會(huì)因智能小車的角度問題造成避障誤差，這主要是因?yàn)橐环矫鎮(zhèn)鞲衅鞯男阅苡邢?，另一方面說明該避障算法有待提高。1.2.3藍(lán)牙無線遙控模塊測試與結(jié)果分析打開沙漠智能監(jiān)測小車總開關(guān)，按動(dòng)按鈕將其打到Mode3切換為藍(lán)牙無線遙控模式。當(dāng)藍(lán)牙模塊安裝完畢后，在手機(jī)應(yīng)用商店下載藍(lán)牙串口APP后進(jìn)行藍(lán)牙連接，本次沙漠環(huán)境監(jiān)測智能小車上的藍(lán)牙編號是JDY-31-SPP，將其與手機(jī)配對成功后進(jìn)行設(shè)置，在鍵盤模式下進(jìn)行編輯，前進(jìn)設(shè)置為1，后退設(shè)置為2，同理可設(shè)置左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、模式切換、吸塵分別設(shè)置為3、4、5、6。同時(shí)進(jìn)一步為了測試該智能小車的藍(lán)牙無線遙控模塊的有效性和有效距離，在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境中通過對藍(lán)牙無線遙控智能小車進(jìn)行前行、向后、向左轉(zhuǎn)、向右轉(zhuǎn)、吸塵等動(dòng)作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行記錄分析。表5-3為藍(lán)牙無線控制范圍的記錄表格。手機(jī)藍(lán)牙串口APP界面圖如圖1.5所示。表5-3藍(lán)牙無線有效控制范圍無線控制距離信號強(qiáng)弱控制有效性5m強(qiáng)有效7m強(qiáng)有效9m較弱有效11m較弱有效13m時(shí)斷時(shí)續(xù)無效圖1.5智能小車藍(lán)牙無線遙控圖結(jié)果表明，該藍(lán)牙無線遙控模塊在五米內(nèi)對智能小車操控最為靈敏，智能小車在十一米之內(nèi)對智能小車能進(jìn)行行之有效的控制，而在智能小車在距離手機(jī)13米以后則會(huì)徹底失去藍(lán)牙連接。然其藍(lán)牙無線遙控模塊滿足元件設(shè)計(jì)參數(shù)，但仍與預(yù)期無線遙控有效距離目標(biāo)存在一定差距，尚需升級改進(jìn)。1.2.4信息采集模塊測試與結(jié)果分析打開沙漠智能監(jiān)測小車總開關(guān)，液晶屏上則開始進(jìn)行測量周圍的環(huán)境信息，大約1-2秒后顯示溫濕度、光強(qiáng)等環(huán)境信息，溫濕度可精確至小數(shù)點(diǎn)2位。為了測試該智能小車信息采集模塊的能力與精度，在實(shí)驗(yàn)室模擬監(jiān)測站點(diǎn)的周圍環(huán)境，對小車進(jìn)行測量周圍環(huán)境參數(shù)的測試并記錄結(jié)果分析。表5-4為測量環(huán)境信息的記錄表格。智能小車測量環(huán)境信息功能測試圖如圖1.6所示。表5-4測量環(huán)境信息時(shí)刻濕度（%RH）溫度（℃）光強(qiáng)（F）上午六點(diǎn)3618.1236上午九點(diǎn)3220.3438中午十二點(diǎn)2429.5345下午三點(diǎn)2131.5254下午六點(diǎn)3024.2126圖1.6智能小車信息采集功能測試圖在對實(shí)驗(yàn)室模擬監(jiān)測站點(diǎn)環(huán)境測量記錄環(huán)境參數(shù)后結(jié)果表明，多次測量溫度、濕度和光強(qiáng)后發(fā)現(xiàn)，所測量的環(huán)境參數(shù)浮動(dòng)均不超過傳感器的技術(shù)誤差，滿足預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，能夠完成對沙漠環(huán)境的智能監(jiān)測。1.2.5清掃吸塵模塊測試與結(jié)果分析打開沙漠智能監(jiān)測小車總開關(guān)，打開吸塵按鈕進(jìn)入吸塵模式，智能小車前端的吸塵機(jī)開始啟動(dòng)，自動(dòng)在小車的行駛軌跡上進(jìn)行吸塵。為了測試該智能小車清掃吸塵的能力，在實(shí)驗(yàn)室中模擬環(huán)境在小車行進(jìn)范圍內(nèi)撒上碎紙屑，木屑等不同類型大小垃圾，當(dāng)開啟清掃吸塵模塊后觀察小車的清潔能力并記錄。表5-5為吸塵清潔能力的記錄表格。智能小車清潔吸塵功能測試圖如圖1.7所示。表5-5吸塵清潔能力記錄表吸塵能力吸塵有效性塵土強(qiáng)有效紙屑強(qiáng)有效木屑較強(qiáng)有效塑料弱無效石頭無無效圖1.7智能小車清潔吸塵功能測試圖結(jié)果表明，放置在智能小車行進(jìn)途中的碎紙屑及較輕的木屑基本清理完畢，但對于與地面吸附性較強(qiáng)的塑料及單位質(zhì)量較重的小石子無能為力。但本次設(shè)計(jì)智能小車偏向環(huán)境監(jiān)測類，對吸塵能力要求較低，達(dá)到預(yù)期目的。1.3沙漠智能監(jiān)測小車調(diào)試總結(jié)通過以上對安裝完成的沙漠智能監(jiān)測小車進(jìn)行全方位的測試，結(jié)果表明本次設(shè)計(jì)的沙漠環(huán)境監(jiān)測智能小車