智能小车设计指导 第一版
人工智能小车课程设计
人工智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解人工智能基础概念，掌握人工智能小车的基本工作原理。
2. 学生能描述编程控制人工智能小车的基本步骤和方法。
3. 学生能了解人工智能在现实生活中的应用，认识到科技发展的意义。
技能目标：1. 学生能通过动手实践，组装并调试人工智能小车。
2. 学生能运用所学的编程知识，编写简单的程序来控制人工智能小车。
3. 学生能通过小组合作，解决人工智能小车在实际运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对人工智能产生浓厚的兴趣，培养主动探究科学技术的热情。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生通过了解人工智能的广泛应用，增强创新意识，认识到科技对生活的改变。
课程性质：本课程为实践性强的科技课程，注重理论知识与实践操作相结合。
学生特点：六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：教师应注重引导学生主动探究，关注学生的个体差异，鼓励团队合作，提高学生的实践和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
1. 人工智能基础概念：介绍人工智能的定义、发展历程及分类，结合课本相关章节，使学生了解人工智能的基本知识。
2. 人工智能小车结构：讲解人工智能小车的硬件组成，如传感器、电机、控制器等，以及各部分功能，让学生了解小车的工作原理。
3. 编程控制方法：教授编程语言基础，如Scratch或Python，指导学生编写简单的程序，实现对人工智能小车的控制。
4. 实践操作：安排学生动手组装和调试人工智能小车，学会使用相关工具和仪器，培养实际操作能力。
5. 团队合作与问题解决：分组进行实践活动，让学生在团队合作中解决实际问题，提高沟通与协作能力。
6. 人工智能应用案例：介绍人工智能在现实生活中的应用实例，如自动驾驶、智能家居等，拓宽学生的视野。
教学大纲安排：第一课时：人工智能基础概念，介绍课本相关章节内容；第二课时：人工智能小车结构，分析小车各部分功能；第三课时：编程控制方法，学习编程语言基础；第四课时：实践操作，分组组装和调试人工智能小车；第五课时：团队合作与问题解决，解决实际操作中遇到的问题；第六课时：人工智能应用案例，了解科技发展的前沿动态。
毕业设计任务书（智能小车）
毕业设计任务书（智能小车）第一篇：毕业设计任务书(智能小车)安徽建筑工业学院毕业设计(论文)任务书课题名称系别专业姓名基于单片机智能小车的设计电子与信息工程学院城建电子学号2011 年 2 月 20 日至 2010 年 6 月 22 日共 17 周指导教师签字系主任签字 201日年 1 月一、毕业设计（论文）的内容毕业设计（论文）是高等学校培养学生的最后一个环节。
是锻炼和培养学生综合运用本专业学科的基础理论知识、专业知识和基本技能，提高综合分析问题和解决问题的能力，实现研发和技术人员的初步训练，使学生具有从事科学研究初步能力的重要环节，并且它是学生承担技术性工作前的一次理论联系实际的实践。
学生通过设计(论文)综合运用所学的基础理论和专业知识，理论联系实际，提高分析问题和解决本专业从事研发和工程应用问题的能力，为以后走上工作岗位打下一定的基础。
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车。
本系统以设计题目的要求为目的，采用80C51单片机为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
整个系统的电路结构简单，可靠性能高。
二、毕业设计（论文）的要求与数据本课题的任务主要是设计采用以80C51 为控制核心，利用光电等传感器检测道路上的障碍，控制电动小车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车，并可以自动记录时间、里程和速度，自动寻迹和寻光功能。
本课题由6位学生完成。
现就6位学生的具体分工叙述如下：1．同学负责主控制电路的方案设计和实现；2．同学负责电机驱动电路及方案设计和实现；3．同学负责传感器电路的设计和相关程序设计和调试；4．同学负责小车控制策略程序设计和调试。
智能小车设计文档
目录一、智能小车硬件系统设计 .................... 错误!未定义书签。
1.1智能小车的车体结构选择............................................... 错误!未定义书签。
1.2智能小车控制系统方案................................................... 错误!未定义书签。
1.3电源系统设计................................................................... 错误!未定义书签。
1.4障碍物检测模块............................................................... 错误!未定义书签。
1.4.1超声波传感器......................................................... 错误!未定义书签。
1.5电机驱动模块................................................................... 错误!未定义书签。
1.5.1驱动电机的选择..................................................... 错误!未定义书签。
1.5.2转速控制方法......................................................... 错误!未定义书签。
1.5.3电机驱动模块......................................................... 错误!未定义书签。
1.6速度检测模块................................................................... 错误!未定义书签。
智能小车的设计与制作
智能小车的设计与制作（二）引言概述智能小车作为当今智能科技领域的一项重要研究课题，具有广泛的应用前景和深远的影响力。
在智能小车的设计与制作过程中，需要综合应用计算机科学、机械工程、电子技术等多个学科领域的知识和技术。
本文将对智能小车的设计与制作进行详细阐述，旨在为从事相关领域研究的人员提供一些指导和参考。
正文内容：一、硬件设计1.选择合适的底盘结构：根据智能小车的用途和环境要求来选择合适的底盘结构，包括四轮驱动、两轮驱动、全向轮等类型。
2.电源系统设计：设计合理的电源系统，包括电池容量的选择、充电电路的设计以及电源管理模块的选用。
3.传感器选择和布局：根据智能小车的功能需求，选择合适的传感器，如红外线传感器、超声波传感器、摄像头等，并合理布局在小车上。
4.控制器选用：根据小车的复杂程度和功能要求，选择合适的控制器，如单片机、Arduino、树莓派等。
5.软件与硬件协同设计：设计合理的软件与硬件协同设计方案，确保硬件能够有效地被控制和驱动。
二、感知与决策系统1.数据采集与处理：通过传感器采集环境信息，并进行合理的数据处理与滤波，从而得到准确的环境状态信息。
2.环境地图构建：基于传感器数据和定位系统，构建环境地图，并将其应用于路径规划、避障等问题。
3.目标检测与识别：通过图像处理和机器学习技术，进行目标检测与识别，实现对场景中目标物体的感知与识别。
4.位置与姿态估计：利用定位系统和传感器数据，对小车的位置与姿态进行估计，以便实现精确的运动控制。
5.决策与规划算法：根据环境信息和目标要求，设计有效的决策与规划算法，使小车能够做出正确的决策和路径规划。
三、运动控制系统1.底盘控制算法：设计底盘控制算法，实现小车的运动控制，包括速度控制、转向控制等。
2.摄像头云台控制：设计摄像头云台控制算法，实现对摄像头方向的控制，以便进行目标跟踪和图像采集。
3.避障算法：设计避障算法，使小车能够基于传感器数据来避免障碍物，保障行驶的安全性。
1 智能寻迹小车设计与制作指南20120306
更改设计数据 库建立路径
图 1-6 设计数据库的建立
勾选可显示全部 支持的文件类型
图 1-7 选择文件类型对话框
加 载 PCB 元 件封 装库可 以 在 浏览 器的 组 合框 中 ， 选 择库 【 Libraries】。 可 用 鼠标 左键 单 击 【Add/Remove】按钮，将出现如图 1-8 所示的关于引入库文件的对话框。
图 1-4 元器件清单 该项目中，整机中所需的电子元器件见图 1-4 所列。下图 1-5 是主要的元件实物与封装规格。
8
LM393 实物
4
3 1
2 5
6
LM393 元件符号
7
LM393 封装 DIP-8
光敏电阻 CSD5
光敏电阻元件符号
光敏电阻封装
电阻实物
电阻元件符号
电阻封装 AXIAL0.3
三极管 8550
或者直接单击主工具栏上的
按钮，屏幕上出现如图 1-16 所示的对话框。 PCB 设计时一般要添
加通用封装库 C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Pcb\Generic Footprints\Advpcb.ddb\PCB
Footprints.lib。
学习指南
1.1 主要元器件及其封装
整机电原理图如图 1-3 所示，LM393 随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧 压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向 上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。
图 1-3 智能寻迹小车电原理图
图 1-18 创建 PCB 封装库文件鼠标右键操作
智能小车设计方案
智能小车设计方案第1篇智能小车设计方案一、项目背景随着科技的不断发展，智能小车在物流、家用、工业等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足市场需求，提高智能小车在各领域的应用效果，本项目旨在设计一款具有较高性能、安全可靠、易于操控的智能小车。
二、设计目标1. 实现智能小车的基本功能，包括行驶、转向、制动等；2. 提高智能小车的行驶稳定性和操控性能；3. 确保智能小车的安全性和可靠性；4. 增加智能小车的人性化设计，提高用户体验；5. 符合相关法律法规要求，确保方案的合法合规性。
三、设计方案1. 系统架构智能小车采用模块化设计，主要分为以下几个部分：（1）硬件系统：包括控制器、传感器、驱动器、电源模块等；（2）软件系统：包括控制系统软件、导航算法、用户界面等；（3）通信系统：包括无线通信模块、车载网络通信等；（4）辅助系统：包括车载充电器、车载显示屏等。
2. 硬件设计（1）控制器：选用高性能、低功耗的微控制器，负责整个智能小车的控制和管理；（2）传感器：包括速度传感器、转向传感器、碰撞传感器等，用于收集车辆运行状态信息；（3）驱动器：采用电机驱动，实现智能小车的行驶和转向；（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
3. 软件设计（1）控制系统软件：负责对硬件系统进行控制和管理，实现智能小车的各项功能；（2）导航算法：根据传感器收集的信息，结合地图数据，实现智能小车的自动导航；（3）用户界面：提供人性化的操作界面，方便用户对智能小车进行操控。
4. 通信设计（1）无线通信模块：实现智能小车与外部设备的数据传输，如手机、电脑等；（2）车载网络通信：实现车内各个模块之间的数据交换和共享。
5. 辅助系统设计（1）车载充电器：为智能小车提供便捷的充电方式；（2）车载显示屏：显示智能小车的运行状态、导航信息等。
四、合法合规性分析1. 硬件设计符合国家相关安全标准，确保智能小车的安全性；2. 软件设计遵循国家相关法律法规，保护用户隐私；3. 通信设计符合国家无线电管理规定，避免对其他设备产生干扰；4. 辅助系统设计符合国家环保要求，减少能源消耗。
智能小车-毕业论文(设计)文献综述
华侨大学厦门工院本科生毕业设计（论文）题目：智能小车软件系统设计姓名：魏雄飞学号： 1102104031系别：电气工程信息系专业：电气工程及其自动化年级： 11级指导教师：晏来成年月日基于单片机的智能小车摘要：随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用,而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。
国外智能车辆的研究历史较长。
相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。
随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制将有广阔的发展空间.本文就智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍.关键词：智能技术,STC89C52单片机，自动循迹,避障1 前言随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。
智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
一般而言，智能车系统要求小车在白色的场地上，通过控制小车的转向角和车速，使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
本次课题设计以此为背景，设计一种简易的运动小车，运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。
2 主题智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是许多高新技术综合集成的载体。
智能车辆驾驶是一种通用性术语，指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术.智能车辆的一个基本特征是在一定道路条件下实现全部或者部分的自动驾驶功能,下面简单介绍一下国内外智能小车研究的发展情况2.1国外智能车辆研究现状国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代.它的发展历程大体可以分成三个阶段：第一阶段？？20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段.1954年美国BarrettElectronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS （AutomatedGuidedVehicleSystem)。
(完整版)智能小车课程设计报告书
课程设计报告书课题名称智能小车蓝牙操控和循迹的实现 姓 名 学 号 学 院 专 业 指导教师2019年2月15日※※※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2015级学生课程设计材料1设计目的通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。
进一步学习51单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。
2功能要求智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等用途；并且能实现显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障等功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像、按键控制加速，减速，刹停，左转和右转、实时显示运行状态等功能。
3 总体设计方案在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。
这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
本设计采用AT89C51单片机。
以AT89C51为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的状态。
加装光电、红外线、超声波传感器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制，如图1所示。
简易智能电动车采用AT89C51单片机进行智能控制。
开始由手动启动小车，并复位初始化，当到达规定的起始黑线，由小车底部的红外光电传感器检测到第一条黑线后，通过单片机控制小车开始记数、显示、调速[2]。
在白纸所做轨迹道路中，小车通过超声波传感器正前方检测和光电传感器左右侧检测，由单片机控制实现系统的自动避障功能。
在电动车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以控制小车调速；并采用动态共阴显示行驶时间和里程。
智能小车详细设计方案及说明书
2.1
根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、电源及稳压模块、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。 各模块分述如图2-1。
图2-1智能小车总体框图
2.2
在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己设计画出小车的模型和直接购买玩具电动车改装。
现智能小车发展很快,从智能玩具到其它各行业都有实质成果.其基本可实现循迹,避障,检测贴片,寻光入库,避崖等基本功能,现在大学电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展.比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列，我此次的设计主要实现循迹避障通信及遥控功能。
2方案设计与论证
根据题目的要求，确定如下方案：首先设计出小车的基本模形以及传动方案，并在车上加装光电检测器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
方案2：用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。因此我们考虑其他更加稳定的方案。
该智能小车可以作为机器人的典型代表.它可以分为三大组成部分:传感器检测部分,执行部分,cpu.机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物.可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避.考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当.智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度.单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有pwm功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟pwm输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大.考虑到实际情况, cpu使用AT89c52单片机,配合软件编程实现.
智能小车设计ppt课件
2.1 智能小车硬件设计
5、鸣笛电路设计
本设计中添加了鸣 笛功能，由比较器和喇 叭 组 成 。 当甲乙两车启 动时 、 超车时以及到达 终点时 都 会 以鸣笛作为 标志。
2.2 智能小车软件设计
本系统采用嵌入式的ARM芯片LM3S615作为控制核心。 使用两个32位定时计数器的中断来对步进电机的时序进行 控制，这样可以充分利用CPU的资源，精确而简单的控制 小车的速度。小车在行进过程中不断检测红外传感器，判 断小车是否偏离跑道外侧的黑线，可以通过调整定时器的 计数值来调整两轮的速度，进而对小车的位置及方向进行 矫正。对定时器的进一步控制可以准确的实现小车的转弯 及超车。两车之间通过无线通信模块进行位置同步。软件 流程图如下：
训练阶段二（2011.2-2011.7）：系统设计训练 该阶段以真题训练为主，培养团队协作能力，根据前
段时间训练情况明确个人分工。 队伍中三名同学分工如下：
采用无线通信的方式可以 在小车启动时、超车时很好的 实现位置信号的同步，效果稳 定。
相比于电路复杂，成本高，实
时性不好，控制复杂的Zigbee无 线收发模块，我们采用无线收 发模块UP-96。该模块采用了 9600bit/s的波特率，直接可 以连接到本设计的处理器输出 口，无需在无线模块上编制程 序，易于控制，传输速率高， 可编程控制输出功率，操作简 单。
指导教师点评
作品优点：
➢选用ARM平台，处理速度快，ARM芯片片上资源多， 开发简单方便 ➢采用步进电机，控制比较精准 ➢整车体积小，重心低，行进姿态稳定，操控灵活、可靠 ➢用简单的控制方法完成系统的功能需求
--外边缘循迹，线路简单规整 --只用一种传感器实现两车相互位置感知
指导教师点评
作品不足：
triz理论指导设计智能小车
发明创新思维与方法课程设计报告ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车小组成员：学号姓名111300147 唐靖伟（组长）111300102 蔡志豪111300138 龙兴国111300155 吴和俊111300116 范增淳111300115 池晓冰111300152 王吾锴2014年5月8日成绩：评语：指导教师：（签名）ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车一、问题描述正近些年来,各大电子设计比赛陆续开展,例如"飞思卡尔"杯全国大学生智能车竞赛,全国大学生电子设计大赛等,智能小车是其中很重要的一个比赛项目。
智能小车实用有趣,贴近生活,易于上手等特点,让越来越多的电子爱好者逐渐对智能小车的设计制作有了兴趣。
但由于缺乏对整体结构设计和实际组装操作的训练,不少朋友走了弯路。
运用ＴＲＩＺ理论指导设计智能小车，使设计更具创造性，而且制作更简单方便，为我们解决了很大的问题。
二、问题分析（1）智能车本设计基于闭环测量、控制的原理，通过传感器将检测信号反馈给微处理，实时监控小车的运动状态并显示必要信息。
利用微处理产生脉冲宽度调制（PWM）信号，通过驱动电路来控制直流电机的转动，从而实现小车的直线行走、左右拐弯、倒退、停止、躲避并绕过障碍物、自动寻找引导光源并定位、自动清理垃圾等功能。
功能框图见图1。
整个设计关键在于传感器的选择和安装，这些传感器要能够给出准确的信号让微处理来控制小车的行走。
为了让小车有更好的性能与质量，需要运用TRIZ理论将其方案优化，另外需要用TRIZ理论比较筛选出最理想的小车外壳模型、传感器、微处理器、电机驱动芯片、小车功能等一系列重要因素。
（2）当前小车运用材料1、小车的比较与选择常见的电动小车是两轮驱动，一个电机驱动后面两个轮子转动，另一个电机控制前面两个轮子转向。
它的缺点是：转弯的角度较大且固定，不能精确地控制转角的大小。
小车在运行时平稳性较差。
而四轮驱动的小车，左右两边的轮子分别由两个电机控制，可以通过改变左右电机的转速来控制小车的转向，转弯的角度可大可小，这种控制方法能够使小车平稳地实现拐弯的功能，运行时车身稳定、没有左右摇摆的现象。
智能小车课程设计
智能小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能小车的基本原理，掌握其电路组成及工作原理。
2. 学生能了解编程控制智能小车的基本方法，掌握相关编程知识。
3. 学生能了解传感器在智能小车中的作用，掌握常见传感器的工作原理。
技能目标：1. 学生能独立完成智能小车的组装和调试。
2. 学生能运用所学知识，编写程序控制智能小车完成特定任务。
3. 学生能通过小组合作，解决智能小车在实际运行中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，提高创新意识和动手能力。
2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 学生增强环保意识，认识到智能小车在生活中的应用价值。
课程性质：本课程为实践性课程，注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点：六年级学生具有一定的电子、编程基础，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与交流。
教学要求：教师需引导学生主动参与实践，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题、解决问题，注重培养学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面得到全面提升。
二、教学内容1. 智能小车基础知识- 介绍智能小车的定义、发展及应用场景。
- 深入讲解智能小车的电路组成、工作原理及各部分功能。
2. 编程控制- 介绍编程控制智能小车的基本方法，结合课本相关章节，学习编程语言及语法。
- 实践操作：编写程序，实现智能小车的直线行驶、转弯等功能。
3. 传感器应用- 讲解传感器在智能小车中的作用，介绍常见传感器（如红外传感器、超声波传感器等）的工作原理。
- 实践操作：利用传感器，实现智能小车的避障、跟踪等功能。
4. 智能小车组装与调试- 介绍智能小车的组装方法，指导学生进行实际操作。
- 学习调试智能小车，解决组装过程中出现的问题。
5. 团队合作与任务挑战- 学生分组，进行团队合作，共同完成智能小车的设计、组装和调试。
- 设置任务挑战，让学生运用所学知识，解决实际问题。
课程设计智能小车
课程设计智能小车一、课程目标知识目标：1. 让学生理解智能小车的基本组成原理，掌握电路连接、编程控制等相关知识。
2. 使学生了解智能小车在不同环境下的应用，如避障、追踪等。
3. 帮助学生掌握传感器的工作原理，如红外线传感器、超声波传感器等。
技能目标：1. 培养学生动手搭建智能小车的能力，提高解决问题的实践操作能力。
2. 培养学生运用编程语言对智能小车进行控制的能力，提高逻辑思维能力。
3. 培养学生团队协作能力，提高沟通与表达能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对智能科技的兴趣，培养创新精神和探究精神。
2. 培养学生面对挫折和困难时，保持积极的心态，勇于尝试和改进。
3. 增强学生的环保意识，引导学生关注智能小车在环保领域的应用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与动手操作，培养学生的创新思维和动手能力。
学生特点：六年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手操作能力，但编程知识相对薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的结合，以教师引导、学生动手为主，激发学生兴趣，提高学生的实践能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识运用到实际生活中，培养创新精神和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 智能小车基础知识：介绍智能小车的基本组成，包括电机、传感器、控制器等，对应教材第3章。
- 电机驱动原理- 常用传感器类型及其工作原理- 控制器的基本功能与编程方法2. 智能小车搭建与编程：讲解智能小车的搭建过程，学习编程控制，对应教材第4章。
- 智能小车的组装方法- 编程环境的使用与基本编程语法- 控制程序编写，实现避障、追踪等功能3. 智能小车应用场景：探讨智能小车在实际生活中的应用，如环保、救援等，对应教材第5章。
- 智能小车在不同环境下的适应能力- 智能小车在环保、救援等领域的实际应用案例4. 创新设计与团队协作：鼓励学生进行创新设计，培养团队协作能力，对应教材第6章。
优秀毕业设计---智能小车设计
目录1引言 (1)2需求分析 (2)2.1项目来源及背景 (2)2.2项目目标 (2)2.3应用环境 (2)2.3.1系统硬件环境 (2)2.3.2系统软件环境 (6)2.4功能规格 (7)3系统设计 (8)3.1系统总体设计 (8)3.1.1总体设计 (8)3.1.2系统的功能模块 (8)3.1.3小车系统结构图 (9)3.2详细设计 (10)3.2.1详细设计的任务 (10)3.2.2具体设计 (10)3.2.3总体设计流程图 (13)4系统实现 (14)4.1核心部分实现方法 (14)4.1.1红外蔽障模块 (14)4.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (14)4.1.3速度控制模块 (14)4.2部分模块实现结果 (14)4.2.1红外避障模块的实现 (14)4.2.2电机驱动模块的实现 (14)4.2.3蜂鸣器模块的实现 (14)4.2.4加减车速控制模块 (15)4.2.5车速显示模块 (15)5小车系统测试 (16)6结束语 (17)致谢 (18)参考文献 (19)7 附件1：系统实现 (20)7.1核心部分实现方法 (20)7.1.1红外蔽障模块 (20)7.1.25V4相步进电机的驱动模块[5] (23)7.1.3速度控制模块 (26)摘要智能小车属机器人的一种，它可按照预先设定的模式在一个环境里自主运行，不需要人为管理，多应用于学术应用、科学探测、救灾抢险等用途。
人们通过编译环境编程实现行进、绕障、停止、检测数据的存储、显示等功能，无需人工干预。
智能小车设计具有实际意义，与实际相结合，现实意义很强。
本系统以Easyarm1138为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用光电发射接收器、步进电机、传感模块、车轮模块、车速控制模块、速度显示模块等组成不同的模块，实现小车在行驶中测试、躲避障碍物、自我调整方向、蜂鸣提醒、加减行驶速度、显示当前速度等问题。
并将测量数据传送至Arm板进行处理，然后由Arm板根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。
智能循迹小车设计与训练
智能循迹小车设计与训练
《智能循迹小车设计与训练》是一本介绍如何设计和训练智能循迹小车的书籍。
该书涵盖了以下内容：
1. 循迹小车原理：介绍循迹小车的工作原理，包括传感器、电机控制等基本知识。
2. 硬件设计：详细讲解如何选择和组装循迹小车所需的硬件设备，如电机、轮子、传感器等。
3. 软件编程：指导读者如何使用编程语言（如Python 或Arduino）编写程序，实现循迹小车的控制和运动。
4. 循迹算法：介绍常用的循迹算法，如PID控制、模糊控制等，帮助读者优化小车的循迹性能。
5. 智能功能扩展：探讨如何为循迹小车添加更多智能功能，如避障、物体检测等。
通过阅读《智能循迹小车设计与训练》，读者可以了解循迹小车的原理和设计思路，并学习如何进行硬件搭建和软
件编程，从而设计出一台具有智能循迹功能的小车。
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前言今年的全国大学生电子设计大赛虽然在赛前早就有人说不可能在出现小车的题目，但是在今年的比赛中还是出现了以小车为载体的题目，虽然重心有所改变，但是小车无疑是一个很不错的载体，也将是各类电子设计竞赛少不了的话题。
因此有必要利用小车这个平台做一些合适的训练。
这些天很多部门的会员找我说想做一个智能小车，但是普遍感觉比较难，不知从何入手，因此突然萌生了写一个设计指导的想法。
简单构思了一下，打算介绍一下小车中最基本的模块，但是同时又不能过于僵化，设计的同时还不能束缚住其他人的思维，因此在这篇设计指导中，我只会给出一些模块化的基本电路，和一些实物照片，能够为没有基础或者感觉入手很难的同学提供一些指导，让他们在设计之初少走一些弯路，同时还要提供一个引导性的方向让他们能够打开思路有意识的去发挥，将自己独特的思想和智慧融入到设计之中去，而不仅仅是照着现有的电路图重新搭一遍电路。
虽然设想很好但是在写的过程中肯定还是有很多不足，这个会在以后慢慢补充。
在这个指导中我自己拍摄了大部分的图片，很多电路也都是我自己使用的，大部分的电路都经过我的验证，在叙述的过程中很多地方也都是我的经验之谈，因此难免有所不足和疏忽，还请大家指正。
我参加了去年校区的智能小车竞赛，虽然不像飞思卡尔那样的高档次的比赛，但是我觉得通过这样的一个比赛我收获了很多，对于那次比赛我有几点心得与体会可以与大家交流。
首先在校区的比赛中很多人只是刚入门，有的人甚至还没有接触到单片机，参加比赛完全是凭着一股热情，但是我想无论结果如何还是要充分的融入这次比赛，不能为了比赛而比赛，记得在比赛完之后有的人连单片机的最小系统都不会做，那我不禁要问这次比赛你究竟学到了什么。
因此我建议刚入门的同学多参加类似的比赛，但绝不是以这种方式去参加比赛，而是要在比赛中充分的消化吸收，能够做到游刃有余。
我学51单片机的时间不是很长，但是感觉真正让我能够熟练应用的还是这次比赛，通过这次比赛我是很深刻的感受到我能够用单片机按照自己的想法去设计些东西了，感受到了那种跃变的过程，我感觉这才是我们参加一次比赛所需要的。
而不是在比赛时只是按照别人的设计自己复制了一个，然后很为难的弄了点程序让小车动了起来，虽然也拿了点小奖，但是比赛之后原先迷茫的仍然很迷茫，这样的一种参赛方式我认为是不可取的。
其次就是在比赛过程中怎样去发挥，怎样去体现差距，记得当时在比赛时为了照顾部分同学，比赛组织者给了一些参照的电路图和程序，那在比赛过程中怎样去做出自己的东西，很多人按照给定的电路图去设计最后却失败了，做的小车夭折了，没能完成比赛。
那问题出在哪儿？出在人家给的电路图上？不是，这就是我想说的第二点，其他人的设计资料怎样去使用，举一个例子，就拿小车里的循迹模块来说，无论是网上找的还是有些人自己设计的其实都是大同小异，但是如果你照抄电路你就不一定能成功，那问题出在哪儿？我觉得问题就出在我们很多人知道照搬电路图，而没有在用的过程中去思考，去探索，为什么别人这样设计，换其他的可不可以，就像循迹模块，为什么这个电阻要用那么大，为什么有的人芯片用LM339也有人用LM324或者LM358，区别在哪儿。
我觉得只有从底层做起，把这些基础的东西搞懂了才能够有所收获。
最后我想说的就是这类比赛的心态问题，这也是最重要的，首先不要为了拿奖而拿奖，23其次不要认为有很多强人自己太弱而拿不到奖，最后就是重要的不是拿到的奖，而是比赛的过程。
不论结果如何有一点要相信，付出总有回报，也许这个回报并不是以一个奖的形式。
要说的暂时就那么多，感觉大学里面能做的事情实在是太多，每个人都需要找一个自己认为有价值的方式去充实自己的生活，这样四年的大学生活才不枉走过！顾丽萍 孙浩2009年9月信息科协QQ 讨论群：83940327电子设计部QQ 讨论群：83159175目录第一章初识智能小车 (5)1.1常见的两种类型 (5)1.2智能小车的基本结构 (5)第二章车体设计 (6)2.1小车的拆卸 (6)2.2舵机的安装 (6)2.3车体的整体布局 (7)第三章硬件设计 (8)3.1 电源模块设计 (8)3.2 单片机最小系统设计 (9)3.3 循迹模块设计 (12)3.4 舵机转向模块设计 (14)3.5 后轮驱动模块设计 (16)3.6 测速模块 (17)第四章软件设计 (18)4.1 PWM的相关知识 (18)4.2 舵机的控制 (19)4.3 后轮电机的控制 (20)4.4 程序总体的设计 (20)4.5程序设计的发挥与拓展 (20)第五章测试与调试 (21)5.1测试与调试步骤 (21)5.2部分注意事项 (22)4智能小车设计指导 第一版孙浩 顾丽萍 5第一章 初识智能小车1.1常见的两种类型首先既然是小车就要有一个车最基本的转向和驱动功能，对于一般电子设计常用的小车如下图所示，图1为常见的两种小车，首先是第一种，这种小车的优点在于可以获得很大的速度，由于转向采用的是舵机所以缺点就在于要想转弯一定要有一定的转角。
这类小车就是校内智能小车比赛和飞思卡尔采用的类型，通常为后轮直流电机驱动+前轮舵机转向的方式，但是也有例外，像2007年的全国大学生电子设计竞赛中的电动车跷跷板一题，为了达到精确的控制效果，很多人将后轮改为步进电机驱动。
后一种是在本届全国电设中我们的小车，我们采用的是双步进电机+双万向轮的方式，当然也有采用直流电机+万向轮的方式，这类的小车的优点在于转弯不需要转角，可以原地转弯，其次是可以精确控制小车行进路线，缺点是无法获得很大是速度，这种小车在本文中将不再叙述。
这两种小车都有各自的优点，使用步进电机还是用直流电机驱动也要根据具体的竞赛题来选择，直流电机的优点在于控制简单，转速快，缺点在于无法控制转过角度，可能要和很多外部传感器配合使用，增加了硬件的设计难度。
步进电机的优点在于角度、转速可控，可以开环控制，缺点在于控制较为麻烦，无法实现较高的速度。
在本文中只介绍直流电机的控制！图 1.11.2智能小车的基本结构在下面的文章中我将以上图的第一种小车为例介绍一下智能小车的结构。
如图2所示，小车的结构主要分为以下几个部分：1、循迹模块：用于探测黑线的位置，由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无。
2、舵机转向模块，通过一定占空比的方波控制舵机转过的角度，舵机具有力矩大，响应速度快等特点，在航模，机器人等设计中应用非常广泛，舵机的控制也是只能小车程序设计的重要部分。
3、电机驱动模块，由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机进行工作，因此需要通过专用的电路进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制电机工作，本文以较为计算机及信息工程学院（常州）学生科协-电子设计部6 电子设计部QQ 讨论群83159175常用的H 桥驱动芯片L298N 为例。
4、单片机模块，单片机的选用可以根据个人情况自行选择，对于本文介绍的智能小车来说一般的51单片机已经足够。
5、电源模块，由于小车采用电池供电，因此合理的设计一个电源模块是小车稳定运行的前提。
循迹模块舵机单片机最电机驱动单片机最小系统 图 1.2 以上只是针对小车结构的一个简单介绍，在后面文章中我会依次详细叙述。
第二章 车体设计由于材料有限，通常小车都是采用玩具车改装的方式（飞思卡尔是组委会提供的专用车模），因此，如何对玩具车进行改造，使之适合于自己的设计，是做智能小车之前必须考虑的一个问题。
2.1小车的拆卸这一点不用多说，一般选用的是带有无线遥控功能的可转向的玩具车，所以第一步就是拆掉除了后轮驱动电机之外的所有多余部分，其次就是在拆卸的时候要充分的考虑到自己的安装要求，切不可盲目，也没必要留着多余的部件。
2.2舵机的安装完成了玩具车的拆卸之后要做的第二步就是安装舵机，现在市场上卖的玩具车虽然也具有转向功能，但是前轮的转向多是依靠直流电机来驱动，无论向哪个方向转都是一下打到底，无法控制转过固定的角度，因此根据我们的设计需求，需要将原有的转向部分替换成现有的智能小车设计指导第一版孙浩顾丽萍7舵机，以实现固定转角的转向。
舵机的实物图如图2.1所示。
需要说明的是由于小车系玩具车改装，在安装舵机是需要合理的利用小车的结构，将舵机安装牢固，同时还需注意合理利用购买舵机是附赠的齿轮，从而将舵机固定在合适的位置。
舵机的安装方式有俯式、卧式多种，不同的安装方法力臂长短、响应速度都有所不同，这一点请自己根据实际情况合理选择，图2.2为舵机的安装图图 2.1 图2.2 舵机安装过程中有一点需要尤其注意，由于舵机不是360°可转的，因此必须保证车轮左右转的极限在舵机的转角范围之内。
舵机安装完毕之后就可以对小车的转角进行控制了，但是由于玩具车的车体设计往往限制了小车的转角，因此可以对小车进行局部的“破坏”来增大前轮的转角，要知道在比赛中追求速度的同时一个大的转角对小车的可控性会有一个很大的提升，如图2.3所示，就是对增加小车转角的一个改造，这是我在去年小车比赛中的用法。
将阻碍前轮转角的一部分用烙铁直接烫掉。
但是这种做法也有风险哦，由于你的改造会破坏小车的整体结构，有可能会对小车的硬件结构造成破坏，因此如果你的小车在改造之后显得过于脆弱的话那你就要对你的小车采取些加固措施了。
图2.32.3车体的整体布局除了舵机的安装，车体的整体布局也是很重要的一方面，好的布局不仅能够增强小车的美观性，也能够提高小车的整体性能。
首先是电路板的放置，很多自己搭建的电路板要合理的安装在小车上，还要考虑到比赛过程中可能的冲撞给电路板带来的损害，在电路板的安装中尤其注意循迹模块的安装，由于循迹模块安装在小车的前部，伸出车体的长短都有讲究在设计时要有所考虑。
其次是电池的放置，由于电池较重，电池的放置直接影响到小车的重心，在追求速度的比赛中对电池安装的位置也要有所考虑，具体的优劣这里只做提醒，不多叙述。
计算机及信息工程学院（常州）学生科协-电子设计部8 电子设计部QQ 讨论群83159175第三章 硬件设计下面就要进入小车设计的主题部分-硬件设计，硬件设计的好坏直接决定了小车的设计水平，对于硬件设计我觉得要把握两点：心细、周到。
很多人原先对于小车的迷茫还是来源于硬件部分，相信在本章结束后大家都能对循迹小车的工作原理有一个简单的了解。
3.1 电源模块设计电源是整个系统稳定工作的前提，因此必须有一个合理的电源设计，对于小车来说电源设计注意两点：1、与一般的稳压电源不同，小车的电池电压一般在6-8V 左右，还要考虑在电池损耗的情况下电压的降低，因此常用的78系列稳压芯片不再能够满足要求，因此必须采用低压差的稳压芯片，在本文中以较为常见的LM2940-5.0为例。
2、单片机必须与大电流器件分开供电，避免大电流器件对单片机造成干扰，影响单片机的稳定运行。