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智能小车完整材料
目录
摘要: .......................................................................................................................................................2
关键词: ...................................................................................................................................................3
一、设计任务概述 ...................................................................................................................................3
1.1 设计任务概述 .................................................................................................................................3
1.2 基本任务 ........................................................................................................................................3
1.3 发挥部分 ........................................................................................................................................3
二、系统方案论证与选择 .......................................................................................................................4
2.1 车体方案论证与选择 ....................................................................................................................5
2.2 控制模块论证与选择 ....................................................................................................................5
2.3 电源模块论证与选择 ....................................................................................................................6
2.4 电机模块选择与论证 ....................................................................................................................6
2.5 电机驱动模块选择与论证 ............................................................................................................6
2.6 避障模块的选择与论证 ................................................................................................................7
2.7 循迹模块选择与论证 ....................................................................................................................7
2.8 金属传感器模块论证与选择.......................................................................................................7
2.9 铁片转移模块论证与选择 ............................................................................................................8
2.10 报警和语音提示模块选择与论证..............................................................................................8
2.11 显示模块论证与选择 ..................................................................................................................8
2.12 智能救援小车最终方案 ..............................................................................................................8
三、硬件系统的设计与功能实现 ...........................................................................................................9
3.1 救援小车主线路板制作 ........................................................9
3.2 微控制器电路的设计与原理 ........................................................................................................9
3.3 电源电路原理与设计 ...................................................................................................................10
3.4 电机驱动电路的原理与设计.....................................................................................................10
3.5 避障电路的原理与设计 ..............................................................................................................10
3.6 光电开关的安装 ..........................................................................................................................11
3.7 循迹电路的原理与设计 ..............................................................................................................11
3.8 金属检测电路的原理与设计 ......................................................................................................11
3.9 铁片转移电路原理与设计, ......................................................................................................12
3.10 语音提示电路的原理与设计 ....................................................................................................12
3.11 系统其它功能的扩展 ................................................................................................................12
四、软件设计的实现与说明 .................................................................................................................13
4.1 主程序流程图 ..............................................................................................................................13
4.2 路面循迹子程序流程图 ..............................................................................................................14
4.3 智能救援小车系统的部分程序清单..........................................................................................15
五、系统功能测试 .................................................................................................................................17
5.1 使用仪器及设备清单的说明 ...................................................17
5.2 系统功能测试 ..............................................................................................................................17
5.2.1 基本要求部分的功能测试
..................................................................................................17
5.2.2 发挥部分的功能测试
..........................................................................................................17
六、结论 .................................................................................................................................................19
七、结束语 .............................................................................................................................................19
八、参考文献: .....................................................................................................................................19
摘要
本小组设计制作的一款智能救援小车,能够实现 2008 年山东省
电子设计竞赛 G 题的基本部分和发挥部分的所有功能要求。另外具
有以下扩展功能功能:测温、无线遥控、测速及里程、测量路面坡度。
本作品以两个直流减速电机为驱动,通过各类传感器件来采集信
息,送入主控单元 STC 89C52 单片机,处理数据后完成相应的操作,
以实现相应的功能。直流减速电机采用电机专用驱动芯片 L293D 进行
驱动,其中避障采光电开关来完成;用 RPR220 型光电对管完成系统循迹
功能;铁片检测部分通过电感式接近开关铁片进行信号的采集,接近
开关反馈的信号送入单片机处理,由控制单元处理信号并控制相应的
线圈,利用线圈用电产生磁场的效应捡起铁片并转移到题目中所指定
的区域,由语音提示电路提示小车操作完成。实现了智能救援小车在
无人控制状态下实现智能避障、路面循迹、检测并转移金属铁片的智
能控制,语音提示,液晶显示电路显示运行的时间。其所实现的功能
相当于简易机器人。
关键词:
基本部分和发挥部分、测温、无线遥控、测速及里程、测量路面
坡度
目录
一、设计任务概述
1.1 设计任务概述
设计制作一个智能小车,该小车能按照要求自动运行,通过一个建筑
物中曲折的道路,并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门 A、B,门
宽 24 厘米,建筑物的墙壁是 10 厘米高(或与小车高度相同)、2 厘米厚
的矮墙,建筑物内无引导轨迹(见图示)。
1.2 基本任务
1、要求智能小车从 A 门进入并开始自动计时,从 B 门出来,在行进
过程中,能自动选择适当的路径,避开墙壁,找到通路,三分钟之内到达
B 门;
智能救援小车场地图
二、系统方案论证与选择
根据题目中的设计要求,本系统主要由微控制器模块、电源模块、避障模块、
循迹传感器模块、直流电机及其驱动模块、金属检测模块、角度测量模块,语音
提示模块以及液晶显示模块等构成。本系统的方框图如图 1 所示:
系统总框图
为较好的实现各模块的功能,我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。
2.1 车体方案论证与选择
方案 1:购买玩具电动车。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、
电机及其驱动电路。玩具电动车的电机多为玩具直流电机,力矩小,空载转
速快,负载性能差,不易调速。而且这种电动车一般都价格不菲。因此我们
放弃了此方案。
方案 2:自己制作电动车。经过反复考虑论证,我们制定了左右两轮分别
驱动,在校车后面加万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基
本完全相同的直流电机进行驱动,车体尾部装一个万向轮。这样,当两个直
流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转,由此可以轻
松的实现小车坐标不变的 90 度和 180 度的转弯。当小车前进时,左右两驱动
轮与后万向轮形成了三点结构,这种结构使得小车在前进时比较平稳。为了
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