基于ARM7的物流系统自动引导小车控制系统设计

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基于ARM 的智能寻迹小车

基于ARM 的智能寻迹小车
本文在硬件设计的基础上,介绍了ARM的编译平台ADS V1.2、Keil,仿真器平台Protues 7.0等软件系统。通过软件和硬件的相结合实现相应功能。
关键词:AGV;反射式光电传感器;EasyARM2131;直流电机
ABSTRACT
AGV (Automatic Guided Vehicle) is the unmanned driver automatic guided vehicle;its control center is the microcontroller;its driving power is storage battery,andits basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address, stopping precisely and unloading. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.
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。智能车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。基于上述要求,传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像,只要求粗略感知即可,所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而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。MCU驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用ARM资源,直接选择有PWM功能的MCU,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MCU资源,难以精确调速,但MCU选择余地较大。考虑到实际情况,本文选择第二种方案。MCU使用ARMCortex-M3,配合软件编程实现。本设计采用ARM Cortex-M系列中Cortex-M3。以M3为控制核心,利用红外线传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹。

基于ARM嵌入式的智能小车控制系统设计研究

基于ARM嵌入式的智能小车控制系统设计研究

于一体,具有很好的可扩展性,实现了高性能、低功耗的功能。本文介绍了智能小车研究现状,分析了智能小
车的总体框架,继而构建 ARM 嵌入式智能小车控制系统的硬件及软件平台。最后通过联合调试,验证智能小
车控制系统的可行性与稳定性,从而实现智能小车的远程跟踪和远程监控。
关键词:ARM;嵌入式;智能小车;控制系统
1.2 软硬件分析 智能小车是在 ARM 嵌入式操作系统下进行构建的, 其 构 成 有 硬 件 、软 件 以 及 操 作 系 统 。 硬 件 系 统 主 要 由 ARM9 电路板构成;软件部分由驱动程序构成,应用程序 通过该接口对硬件设备进行操作,可以让整个系统的软件 与硬件测试同时进行;操作系统主要由内核、电路构成[3]。 嵌入式系统以应用程序为核心,软硬件相结合。对 嵌入式系统而言,硬件是整个系统的中坚力量,而软件则 是整个系统的灵魂,是系统的血液。现今人们所使用的 所有嵌入式系统,都需要采用嵌入式软件为系统提供灵 活剪裁与特定的制作功能。在进行智能小车设计时,微 处理器是整个硬件设计部分的关键,是完成寻迹模块的 重要配件,通过摄像头采集路面信息,从而完成与 PC 机 的通信[4]。为了更好地实现系统的实用性,采用 RISC 结 构的微处理器作为整个系统的核心,帮助系统完善更多 的功能。 1.3 基于 ARM 的智能小车整体架构设计 智能小车控制系统整体设计框架如图 2 所示。
中图分类号:TP23

文献标识码:A
文章编号:1003-5168(2019)29-0017-04
Design and Research of Intelligent Car Control System
Based on ARM Embedded
LYU Chun (Wuxi Institute of Communications Technology,Wuxi Jiangsu 214151)

自动导引小车系统的设计与实现

自动导引小车系统的设计与实现

四、创新点与不足之处
5、目前的避障算法主要针对静态障碍物,对于动态障碍物的避障还需进一步 研究和改进;
四、创新点与不足之处
6、无线传输技术可能会受到干扰,从而影响远程控制和数据传输的稳定性。
谢谢观看
2、电路控制
2、电路控制
电路控制部分是自动导引小车的核心,它主要由微处理器、传感器接口、电 源管理等模块组成。微处理器根据传感器采集的数据,通过事先编写的算法进行 路径规划和避障操作,从而实现小车的自主行驶。
3、机械传动
3、机械传动
机械传动部分将微处理器发出的电信号转化为小车的运动。它主要由电机、 编码器、传动装置等组成。电机负责驱动小车前进,编码器则将电机的旋转角度 转化为电信号反馈给微处理器,以便实现精确控制。
一、自动导引小车系统的整体设 计
一、自动导引小车系统的整体设计
自动导引小车系统主要由车体结构、电路控制和机械传动三部分组成。车体 结构负责承载货物和导航设备,电路控制部分负责实现小车的各种行为,机械传 动部分则负责将电信号转化为车辆运动。
1、车体结构
1、车体结构
车体结构是小车的核心部分,通常采用基于轮子的设计。这种设计通过调节 轮子之间的间距,可以适应不同场地的行驶需求。同时,车体上还安装有激光雷 达、摄像头等传感器,用于实现自动导航功能。
2、综合运用了多种算法,包括路径规划算法和避障算法,以实现最优路线规 划和安全避障;
四、创新点与不足之处
3、采用了无线传输技术,实现了远程控制和数据传输功能,使用户可以更加 方便地对小车进行操控和监控。尽管自动导引小车系统具有以上优点和创新点, 但仍存在一些不足之处:
四、创新点与不足之处
响;
自动导引小车系统的设计与实 现

基于ARM的机器人套件控制系统设计

基于ARM的机器人套件控制系统设计

基于ARM的机器人套件控制系统设计学院自动化学院专业测控技术与仪器班级04070101学号2010040701021姓名王翰章指导教师卢艳军负责教师卢艳军沈阳航空航天大学2014年6月沈阳航空航天大学毕业设计(论文)摘要智能遥控避障循迹小车是基于ARM的创新实验教学平台所开发出的一款产品,既可以作为家庭智能清洁机器人,也可以在工厂仓库中作为沿固定线路运货的货运机器人。

采用先进的嵌入式系统开发,成为服务机器人里一个新的研究领域,具有很强的市场价值。

本设计的智能小车采用基于ARM7架构的LPC2138微处理器,设计开发了智能小车的控制系统,通过对超声波测距原理、红外线NEC协议、PWM舵机调速原理和LPC2138内部寄存器知识的掌握和合理配置,使小车集红外线遥控、超声波避障、红外对射管循迹三种功能于一体。

利用逻辑分析仪对小车三种功能的时序进行采集,根据采集到的时序设计程序,实现了利用红外遥控器对这三种方式的手动切换。

关键词:红外遥控;ARM7;超声波避障;红外对射管循迹基于ARM的机器人套件控制系统设计Title of Paper (in English)AbstractIntelligent Remote obstacle avoidance tracking car is based on ARM innovative experimental teaching platform. either as a family intelligent cleaning robot can also be used as cargo freight robot along a fixed line in warehouse, using advanced embedded systems technology, which become a new research field in service robots, with strong market value. The design of the intelligent car use LPC2138 ARM7 microprocessor architecture, through the principle of ultrasonic distance measurement, infrared NEC protocol, the principle of PWM and the reasonable configuration of LPC2138 internal registers, which also set three functions in one. I use a logic analyzer for collecting the sequence of time, according to the timing of the acquisition to achieve the use of infrared manual remote switching of these three founctions.Keywords:Infrared remote control;ARM7;Ultrasonic obstacle avoidance;Infrared ray tube tracking沈阳航空航天大学毕业设计(论文)目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及研究的意义 (1)1.2 课题的研究现状 (1)1.3研究内容和论文的结构安排 (2)2传感器工作原理 (3)2.1主控芯片简介 (3)2.2光电传感器的工作原理 (3)2.3超声波测距的原理 (4)2.4红外通信基本原理 (5)2.5 NEC协议 (5)2.6舵机工作原理 (5)3 总体方案设计 (7)3.1超声波自动避障小车 (7)3.2手动遥控小车 (8)3.3自动循迹小车 (9)3.4利用红外遥控器实现对三种方式的手动切换 (10)4 软件功能设计 (11)4.1高低电平持续时间的捕获模型:按键持续时间采集 (11)4.2 红外编码值捕获程序 (13)4.3 超声波测距捕获程序 (16)4.4 舵机驱动程序 (17)4.5 三种方式切换程序 (18)5.系统调试分析 (20)5.1系统设计中的注意事项 (20)5.1.1外部因素 (20)5.1.2内部因素 (20)5.2硬软件总体调试 (20)基于ARM的机器人套件控制系统设计5.1.1硬件 (21)5.1.2软件 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录Ⅰ智能遥控循迹避障小车程序清单 (24)沈阳航空航天大学毕业设计(论文)1 绪论1.1 课题背景及研究的意义基于ARM7的机器人套件教学实验平台是一个专为学生提供的教学实验平台,鼓励学生亲自动手操作,按照自己的想法来设计硬件结构和软件编程,通过对机器人结构的不断设计、组装和对程序的不断修改、调试来使学生具有广阔的发挥余地并激发出学习热情和创造能力,能够广泛适用于机械、机电一体化、电气工程、自动化工程等方向的就业需求。

基于单片机控制系统自动导引小车(AVG)的设计-答辩稿

基于单片机控制系统自动导引小车(AVG)的设计-答辩稿

机械传动方案
涡 轮 电机
涡杆
车轮
前轮的机械结构
套杯
支架
后轮的机械结构
小车车体受力
F 0,2F 2F P G 0 M 0, 0.075G 0.17P 2 0.3 F 0
z A C
x C
O FA FD A D G P
FC
FA FB 157.66 N FC FD 80.84 N
自动导引小车(AGV)的设计


一、研究的目的和意义 二、机械传动设计 三、控制系统设计
一、研究的目的和意义
AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动导引 车,是一种物料搬运设备,是能在一位置自动进 行货物的装载,自动行走到另一位置,自动完成 货物的卸载的全自动运输装置。
FB C B
蜗杆传动设计
控制系统设计
硬件的组成
AT89C51单片机,程序存储器2764 (8K×8),数据存储器6264(8K×8),两 块8253可编程定时器/计数器,两块 8259A 中断控制器,两块12位DAC1208数/ 模转换器,两块UC3637直流电机驱动器。
单片机存储器扩展

v1 J v 2
小车转弯半径计算
R
R

2g 21来自000 60 4 9.8
708.6mm
取小车转弯的最小半径为 R=710mm
转弯时的左、右轮转速
2
2 r 2 2R B 2A

2R
B
2 710 260 10000 60

读取预设虚拟路径坐标
软 件 流 程 设 计
路径规划及轨迹插补

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计摘要本设计设计了一款能够在通有特定电流的线引导下,自动循迹前进的智能车。

首先对智能车的硬件进行了设计,以NXP公司生产的LPC2131的ARM7核心微控制器为中心,采用了磁导航作为引导方式,对校车的各个模块电路进行了设计,并且在此基础上,完成了系统软件的设计与调试,运用嵌入式实时操作系统μC/OS-II和PID控制算法对小车进行实时控制,达到了较好的实时性和行驶轨迹。

关键词智能循迹;汽车;设计汽车是改变人类生活的一项重要发明,其产生和发展已有百年,从福特的福特汽车到现在的奔驰,汽车的每一次进步都标志着整个人类社会的巨大飞跃。

时至如今,智能化已成为时代的潮流,所以开发车辆自动驾驶系统也成为大势所趋。

在本文中,设计了一种能够在铺有引导线的跑道上自动循迹的小车,小车的控制核心采用荷兰NXP公司生产的LPC2131芯片,并采用电磁引导的方式进行循迹,即通过在跑道中心线铺设一条通有200mA、20KHz电流的导线产生磁场来进行导航,并在赛车后轮轴传动齿轮上加装脉冲编码器来测量后轮转速。

鉴于传统的“裸机编程”形式实时性较差且不稳定,故而本设计中将实施操作系统μC/OS-II应用到车辆的自动控制之中,并且应用了PID控制算法以期获得更好的结果。

1 系统硬件设计智能车的设计由采用ARM7核的LPC2131芯片作为核心控制器.如图1所示,系统硬件分为五个模块:核心控制单元、路径识别、微控制器、电机驱动、电源管理和人机交互等模块。

其中,系统模块图如图1所示。

1.1核心控制模块核心控制模块采用LPC2131,其特点是片内资源丰富,有PWM、AD、SPI、I2C、CAN等多种通信接口,且封装小、功耗低,适合智能车系统的使用。

系统引脚的分配如下:P0[27:30]为AD输入模块,接收从传感器得到的信号,P0.21、P0.9为PWM信号输出口,用于控制智能车的转向和行驶,P0.10口作为智能车测速输入口,用于接收脉冲编码器采集到的信号。

基于单片机控制系统自动导引小车(AVG)的设计-开题报告

基于单片机控制系统自动导引小车(AVG)的设计-开题报告

基于单片机控制系统自动导引小车(AVG)的设计-开题报告毕业设计(论文)开题报告题目:自动导引小车(AGV)的设计XXX:机电工程学院系机械工程系专业:机械制造设计及其自动化班级:学号:姓名:指导教师:填表日期:2006年3月21日引言AGV(XXX),即自动导引车,是一种物料搬运设备,是能在一位置自动进行货物的装载,自动行走到另一位置,自动完成货物的卸载的全自动运输装置。

AGV是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。

装卸搬运是物流的功能要素之一,在物流系统中发生的频率很高,占据物流费用的重要部分。

因此,运输工具得到了很大的发展,其中AGV的使用场合最广泛,发展十分迅速。

1913年,XXX使用有轨底盘装配车。

1953年,美国BarrettElectric制造了世界上第一台采用埋线电磁感应式的跟踪路径自动导向车,也被称作“无人驾驶牵引车”。

20世纪70年代中期,具有载货功能的AGV在欧洲得到迅速发展和推广应用,并被引入美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。

从80年代初开始,新的导向方式和技术得到更广泛研究和开发。

90年代以来,AGV从仅由大公司应用,正向小公司单台应用转变,而且其效率和效益更好。

AGV按照引导方式不同分为:固定路径导引、自由路径导引等。

按照移载方式不同分为:侧叉式移载、叉车式移载、推挽式移载、辊道输送机式移载、升降台式移载、机械手式移载等。

一、选题的依据及意义:本课题为自立课题。

AGV是集人工智能、信息处理和图像处理为一体,综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。

属于移动式机器人的一个分支。

它最早是在美国发展起来的,在国外已经有几十年的历史了。

因此,AGV被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。

AGV是一种非常有发展前途的物流输送设备,尤其在柔性制造系统(FMS)中被认为是最有效的物料运输设备。

二、国内外研究现状及开展趋向(含文献综述):AGV是伴随着柔性加工系统、柔性装配系统、计算机集成制造系统、自动化立体仓库而产生并开展起来的。

基于ARM平台的智能小车控制系统的开发与实现

基于ARM平台的智能小车控制系统的开发与实现
whc o sr ce yARM en lmi o rcso hpLM3 6 5 h s ft evlct d lt n tc n lg f ihi cn tu tdb s k re c p o es rc i r S 1 .t eueo h eoiymo uai eh oo yo o
积小、 集成度 高 、 靠性 强 等无可 比拟 的优 势 , 可 为轮 式 机器 人技 术的发 展提 供 了广 阔的前 景 。
1 系统 的功 能 描 述
普 通 的玩具 小 车一 般 需 要 在外 加 条 件下 才 能 按 照 自己的设 想轨 迹去 行驶 , 目前 可借助 嵌入式 而 技 术让 小车无 需 外 加 条件 便 可 完 成 智 能 化 。即 实 现 沿轨 迹行进 的功 能 。从 原 理 上 讲 主要 是 依 靠 比
试过程中出现的问题及解决方法 。 关键 词 : 晶显 示 器 ; 流 电 机 ; 度 传 感 器 液 直 灰 中 图 分 类 号 : S9 82 ; P 23 T 5 .8 T 7 文献标识码 : A 文 章 编 号 :62—7 5 2 0 )4 03—0 17 5 X(0 8 0 —0 2 4
P WM e crm tr a d ter l ai fs l itl e t a ’ y tm.A h a i h a a s h I [ t o o , n ai t nO i e n e i n r Ssse X; e o h e z o mp l g c tt esmet t ec r n u ete me c ga sa e s r Ot t h l kl e n ter d Ma igu e f h x e d dL D, h r y i l a hp rme ryc l sno s t e a n h a . k s e t e C tec s a ec aa — e t e b c i o o n ot e n a ma d p y

基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究

基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究

2018年第3期时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY第45卷第3期Vol.45No.32018年3月Mar.2018基于ARM 嵌入式的智能小车的控制系统设计研究潘晓贝(,472000)摘要:随着汽车行业的不断发展,在科学技术的支持下,汽车智能化已经成为一种趋势。

传统的汽车驾驶主要是人为操作,而且驾驶员有时候会受到其他因素的干扰,所以存在一定的安全风险。

而智能化汽车的设计和使用不仅能够帮助人们节约资源,还可以解决人们无法完成的工作。

文章结合ARM 嵌入式的智能小车的控制系统设计进行了分析,旨在不断促进汽车智能化的发展。

关键词:ARM 嵌入式;智能小车;控制系统作者简介:潘晓贝(1982-),女,河南三门峡人,大学本科,讲师,主要研究方向:自动化控制,嵌入式应用。

智能小车属于当前社会的新产物,智能化是其最大的特点,尤其是不需要通过人为管理就可以完成相关的任务。

此外,智能小车可以借助计算机等完成最佳线路的选择,因此可以有效提高效率,并且可以保证准确性。

智能小车可以借助电子、信息、传感等多种知识于一体,因此对这一技术的研究能够促进社会的发展。

1嵌入式系统和智能小车概述(1)嵌入式系统。

嵌入式系统的使用,对于智能小车的发展来说具有重要意义。

嵌入式系统主要指的是非桌面计算系统,比如一些计算机能够实现嵌入,在嵌入之后可以发挥其专用的功能。

嵌入式系统的中心是应用,而且其中的软件和硬件都比较灵活,便于进行裁剪,而且具有足够的可靠性,满足功耗、体积等综合性的要求。

这种系统还是一个完全嵌入受控制器件内部,所以是为了特定的目的而设计的专用系统。

比如一些带有数字的设备,汽车、微波炉等都会使用这种嵌入式系统,这种嵌入式系统的使用可以有效保证效率,大部分的这种系统都是利用单个程序完成整个控制逻辑。

嵌入式系统的主要特点是专一性、周期长、知识集成等,因此受到了很多人的欢迎,被应用于各种产品中。

(2)ARM 硬件开发平台。

自动导引小车系统的设计

自动导引小车系统的设计

自动导引小车系统的设计自动导引小车(AGV)系统是一种能够自主导航和运载物品的智能化系统。

它通过利用传感器、计算机视觉、导航算法等技术实现自主导航和路径规划,可以在工厂、仓库、医院、港口等环境中广泛应用。

下面将详细介绍AGV系统的设计。

首先,AGV系统的设计需要考虑到小车的导航能力。

系统应该具备接收和解析导航信号的能力,可以通过激光、红外线、超声波等传感器检测周围环境,并利用这些传感器数据生成地图。

同时,系统需要使用导航算法对地图进行处理,规划出小车的最优路径,确保小车能够安全地穿越复杂的环境,避开障碍物和其他车辆。

其次,AGV系统的设计还需要考虑到小车的感知能力。

系统应该具备通过视觉系统、传感器等方式识别和感知目标物体的能力,以便小车能够精确地抓取和放置物品。

此外,系统还可以通过使用机器学习算法对感知数据进行处理和分析,提高小车的识别和感知能力。

此外,AGV系统的设计还需要考虑到小车的通信能力。

系统应该具备与其他系统、设备、人员进行无线通信的能力,以便能够实现数据传递、任务分配等功能。

通过与其他系统的无缝连接,AGV系统可以实现与生产调度系统、仓库管理系统等的互联互通,提高工作效率和准确性。

在设计AGV系统时,还需要考虑到小车的安全性。

系统应该具备安全检测和控制系统,以确保小车在运行过程中不会与人员或其他设备发生碰撞,避免意外事故的发生。

系统还可以设置安全保护措施,如紧急停止按钮、声光报警系统等,以便及时应对紧急情况。

最后,AGV系统的设计还需要考虑到小车的管理和监控能力。

系统应该具备对小车进行实时监控和管理的功能,可以追踪小车的位置、工作状态、运行轨迹等信息。

此外,系统还可以记录和分析小车的工作数据,提供准确的统计分析和报表,以便对生产过程进行优化和改进。

综上所述,自动导引小车(AGV)系统的设计需要考虑到导航能力、感知能力、通信能力、安全性和管理监控能力等多个方面。

通过合理的系统设计,可以实现小车的自主导航、智能感知和高效运作,提高工作效率和准确性,为工业生产和物流运输等领域带来巨大的便利和效益。

ARM7嵌入式系统在车辆调度中的应用

ARM7嵌入式系统在车辆调度中的应用

ARM7嵌入式系统在车辆调度中的应用一、问题分析:整个系统包括四个部分(1)通信主站;(2)车载从站;(3)通信链路。

(4)系统监控部分。

下面对各个部分的功能做一个简单的介绍。

(1)通信主站:完成信息的转发,它是连接系统监控部分和车载从站的纽带,它将从系统监控部分来的信息转发给车载从站。

并且接收车载从站的信息,并将信息上传给系统监控部分。

(2)车载从站:被监控的对象,接收监控调度命令,并可以返回自己的状态信息。

状态信息的取得是依靠在车载从站中的GPS接收机来完成车辆位置和速度信息等的采集工作。

(3)通信链路:完成通信主站和车载从站的信息传递及通信主站和系统监控部分的信息交互。

其中前者在本次设计中是以GSM手机模块做为通信的工具,而后者是采用RS232或USB来实现的。

(4)系统监控部分:以图形的方式将被监控车辆的位置信息显示在电子地图上(GIS,地理信息系统的采用),并且可以显示其状态等文字信息。

并且可以通过系统监控部分的人机界面来完成调度命令等信息的输入。

由于在很多的论文中包含了这些车辆监控系统的基本组成元素,所以在这里就简单的介绍一下。

相关内容可以参考有关的论文资料。

下面重点讨论UC/OS-II的内核调度机理、操作系统的移植、基于状态机的嵌入式系统程序开发和硬件设计方面的问题。

二、解决难点:1、操作系统的移植:将UC/OS-II这个操作系统移植到三星公司ARM7TDMI S3C44B0X上要注意OSCtxSW()这个任务切换函数,其中任务切换的核心是利用出栈指令将各个任务的工作现场加以恢复。

利用中断返回指令改变PC的指针达到任务切换的目的。

它实际上是从任务堆栈中恢复处理器所有的寄存器,并且执行中断返回指令。

实际的移植是用软件来模拟中断的发生。

移植中的关键问题是如何构造任务堆栈及任务切换时的出栈顺序。

而任务区堆栈初始化主要是模拟任务被中断后堆栈中的内容。

另值得注意的是开关中断的函数OS_ENTERCRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()这个函数。

基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究

基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究

基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究智能小车的控制系统是指通过嵌入式ARM处理器实现对小车运动和功能的控制。

本文将基于ARM嵌入式处理器的智能小车控制系统进行设计和研究。

首先要考虑的是硬件平台的选择,对于智能小车的控制系统,我们选择了ARM嵌入式处理器作为主控制单元。

ARM嵌入式处理器具有低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点,非常适合作为智能小车的控制系统。

在硬件平台上,我们可以选择一款具有较高性能的ARM Cortex-A系列处理器,例如Cortex-A53或Cortex-A72其次是软件平台的选择。

在智能小车的控制系统设计中,我们可以使用Linux操作系统作为嵌入式系统的基础。

Linux操作系统具有较好的稳定性和可扩展性,可以方便地进行开发和调试。

在Linux操作系统上,我们可以使用C/C++等编程语言编写控制程序,实现对小车的运动和功能的控制。

同时,我们还可以使用开源的ROS(机器人操作系统)作为控制系统的开发框架,以实现更加复杂的控制算法和感知模块。

接下来是小车的运动控制。

智能小车通常具有多个轮子和驱动电机,我们可以通过PWM(脉冲宽度调制)信号控制驱动电机的转动速度。

在ARM嵌入式系统上,我们可以使用GPIO(通用输入输出)接口输出PWM信号,从而实现对驱动电机的控制。

另外,我们还可以通过编码器等传感器来获取小车的运动信息,从而实现更精确的运动控制和定位功能。

除了运动控制,智能小车还需要具备一些功能模块,例如避障、图像识别和路径规划等。

在ARM嵌入式系统上,我们可以通过连接距离传感器、摄像头或激光雷达等外设,实现对周围环境的感知和识别。

通过图像处理和机器学习算法,我们可以实现对障碍物的检测和识别。

同时,我们还可以使用路径规划算法,根据目标位置和环境情况,生成小车的运动路径。

这些功能模块可以通过ROS开发框架进行集成和实现。

最后是通信模块的设计。

智能小车通常需要与上位机或其他智能设备进行通信,以接收指令和传输数据。

ARM智能小车控制系统设计与实现

ARM智能小车控制系统设计与实现

学号:15507108 天津商业大学宝德学院毕业设计(论文)ARM智能小车控制系统设计与实现Design and Implementation of ARM IntelligentVehicle Control System系:计算机与信息技术专业:计算机科学与技术班级:1501学生姓名:相佩豪指导教师:董晶讲师2019年5月目录摘要....................................................................I Abstract.................................................................II 1 导言................................................................. 1 1.1 课题的研究背景及意义................................................. 1 1.2 智能小车控制系统的国内外发展现状..................................... 1 1.3 课题的目的和主要工作................................................. 31.4 论文的组织结构....................................................... 32 系统需求分析和规格说明............................................... 4 2.1 系统总体设计需求..................................................... 4 2.2 系统详细设计要求..................................................... 42.3 规格说明............................................................. 43 系统总体设计......................................................... 5 3.1 系统结构设计......................................................... 5 3.2 系统软件结构设计..................................................... 53.3 系统硬件结构设计..................................................... 64 系统详细设计.........................................................7 4.1 硬件构件设计.........................................................74.2 软件模块设计.........................................................125 系统集成与测试.......................................................28 5.1 系统实现.............................................................28 5.2 系统测试.............................................................305.3 系统展示.............................................................306 总结.................................................................35 参考文献...............................................................36 致谢...................................................................38摘要传统的汽车主要是人们自己进行驾驶,但是驾驶员可能会受到未知因素的干扰,因此存在一定的安全隐患。

基于ARM7与PLC处理器定量装车控制仪设计

基于ARM7与PLC处理器定量装车控制仪设计
2 1焦 01
仪 表 技 术 与 传 感 器
I s u n T c nq e a d S n o n t me t e h i u n e s r r
2 1 01 NO 8 .
第 8期
基 于 A M7与 P C处 理 器定 量 装 车 控 制仪 设计 R L
吕志 刚 , 王 鹏
Ab t a t T i a e e ih d t e q o a i s me tf r la i g i c n a tma ial o d l u d o a t i h p e iin, sr c : h sp p rd sg e h u t n t u r n o o d n t a u o t l l a i i r g s wi h g r cso c y q h wh c a e wi ey u e n p t lc e c l n , i d p t p to h r n t e d s e . c r ig t a a k s tf m C i h c n b d l s d i er — h mia p a t o l e o , e rlw a a d o h ri u t s Ac o d n o l d ts e o P o l f n i r o r o a e ,h n tu n a u o t al o lt aa a q ii o c c l t n, o t l a d oh r f n t n u n o d n . i rp n l t e i sr me t n a tma i l c mp e e d t c u s in, a u ai c n r n te u ci s d r g l a i g W t c c y t l o o o i h t e h l fRS 8 ew r r a — me i fr t n d rn o d n a e ta s t d t C,r m h c it b tv o t ls se h ep o 4 5 n t o k,e lt n omai u g la i g c n b r n mi e o P fo w ih d sr u ie c nr y tm i o i t i o C l b r e AR o t l ri r s o sb e frc c lt g f w, mp r tr o e s t g, o al e fm d. M7 c n r l e p n i l a u ai o t o oe s o l n l e e au e c mp n a i c mmu ia i gwi C, e i g w t n nct t P d a n i n h l h d t n t e n t n . L s r s o sbe fr tsi g s n o s c nr lv u s a d o h rf n t n . g nc c mb n t n o RM7 a a d oh rf c i s P C i e p n i l o e t e s r , o t a e n t e u ci s Or a i o i ai f A a u o n o l o o a d P C C n u e t e r l bl y a d sa i t f h n t me t w ih i u t ts a g o r s e to 印 p i ain a d e t n in n L a e s r h ei i t n t bl y o e i s u n , h c l sr e o d p o p c f n a i i t r l a l t n xe so . c o Ke r s ARM7: L q oa l a ; o mee ; S一4 5 n t o k y wo d : P C; u t o d f w t r R l 8 ew r

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计

基于ARM7+μC/OS—II的智能循迹小车设计摘要本设计设计了一款能够在通有特定电流的线引导下,自动循迹前进的智能车。

首先对智能车的硬件进行了设计,以NXP公司生产的LPC2131的ARM7核心微控制器为中心,采用了磁导航作为引导方式,对校车的各个模块电路进行了设计,并且在此基础上,完成了系统软件的设计与调试,运用嵌入式实时操作系统μC/OS-II和PID控制算法对小车进行实时控制,达到了较好的实时性和行驶轨迹。

关键词智能循迹;汽车;设计汽车是改变人类生活的一项重要发明,其产生和发展已有百年,从福特的福特汽车到现在的奔驰,汽车的每一次进步都标志着整个人类社会的巨大飞跃。

时至如今,智能化已成为时代的潮流,所以开发车辆自动驾驶系统也成为大势所趋。

在本文中,设计了一种能够在铺有引导线的跑道上自动循迹的小车,小车的控制核心采用荷兰NXP公司生产的LPC2131芯片,并采用电磁引导的方式进行循迹,即通过在跑道中心线铺设一条通有200mA、20KHz电流的导线产生磁场来进行导航,并在赛车后轮轴传动齿轮上加装脉冲编码器来测量后轮转速。

鉴于传统的“裸机编程”形式实时性较差且不稳定,故而本设计中将实施操作系统μC/OS-II应用到车辆的自动控制之中,并且应用了PID控制算法以期获得更好的结果。

1 系统硬件设计智能车的设计由采用ARM7核的LPC2131芯片作为核心控制器.如图1所示,系统硬件分为五个模块:核心控制单元、路径识别、微控制器、电机驱动、电源管理和人机交互等模块。

其中,系统模块图如图1所示。

1.1核心控制模块核心控制模块采用LPC2131,其特点是片内资源丰富,有PWM、AD、SPI、I2C、CAN等多种通信接口,且封装小、功耗低,适合智能车系统的使用。

系统引脚的分配如下:P0[27:30]为AD输入模块,接收从传感器得到的信号,P0.21、P0.9为PWM信号输出口,用于控制智能车的转向和行驶,P0.10口作为智能车测速输入口,用于接收脉冲编码器采集到的信号。

自动引导小车结构及控制系统设计

自动引导小车结构及控制系统设计

本科毕业论文(设计)论文(设计)题目:自动引导小车结构及控制系统设计学院:__机械工程专业:机械设计制造及其自动化_班级:_______学号:____学生姓名:______指导教师:____2012年6月5日诚信责任书本人郑重声明:本人所呈交的本科毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。

特此声明。

论文(设计)作者签名:日期:2012.06.05目录摘要 ........................................................................................................................................ I V ABSTRACT .. (V)第一章绪论 (1)1.1 AGV小车简介 (1)1.2 国内外AGV的发展概况 (2)1.3 AGV自动引导车的发展趋势 (3)1.4 自动引导车的关键技术 (3)1.4.1 传感技术 (4)1.4.2 导引跟踪与定位技术 (4)1.4.3路径规划 (5)1.4.4 智能控制技术 (5)第二章系统的总体方案 (6)2.1 国内常见的几款AGV特点及其设计方案的分析 (6)2.1.1 电磁感应引导式AGV (6)2.1.2激光引导式AGV (6)2.1.3视觉引导式AGV (7)2.1.4 惯性导引式AGV (7)2.1.5光学控制带导引式AGV (7)2.1.6 GPS导引式AGV (8)2.2 本设计的基本思路 (8)2.2.1 硬件部分 (8)2.2.2 机械部分 (9)第三章自动导引小车的硬件设计 (10)3.1 硬件系统整体介绍 (10)3.2 硬件的选型原则 (10)3.3 单片机及其扩展 (11)3.3.1 AT89C51主控芯片 (11)3.3.2 程序存储器的扩展 (13)3.3.3 数据存储器的扩展 (16)3.3.4 并行I/O接口电路的扩展 (17)3.3.5译码电路设计 (19)3.3.6 AT89C51的时钟电路 (20)3.3.7 复位电路 (21)3.4 PWM信号发生电路设计 (21)3.4.1 PWM的基本原理 (21)3.4.2 PWM信号发生电路设计 (22)3.4.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (23)3.5 电机驱动单元 (24)3.6 传感器单元 (26)3.7 电源管理单元 (27)3.8 操作及显示单元 (29)第四章自动引导小车的机械设计 (31)4.1 常用自动导引车的运动机构分析 (31)4.1.1 三轮结构 (32)4.1.2 四轮结构 (32)4.2 自动导引小车轮系结构的设计 (33)4.3 自动引导小车的技术指标 (34)4.3.1 小车的行驶阻力的计算 (34)4.3.2 电机的选择 (35)4.3.3 确定小车的驱动轮直径 (36)4.3.4 确定的小车的最小转弯半径 (36)4.4 整车的机械设计 (36)4.5 小车的轨迹规划 (38)第五章总结 (39)参考文献 (40)致谢 (41)自动引导小车结构及控制系统设计摘要自动导引小车是一种无人操纵的物料搬运设备,是自动化工厂重要的运输工具之一。

基于ARM的智能机器人小车控制系统设计

基于ARM的智能机器人小车控制系统设计

基于ARM的智能机器人小车控制系统设计基于ARM的智能机器人小车控制系统设计1 引言机器人小车是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。

随着传感技术、计算机科学、人工智能及其它相关学科的迅速发展,机器人小车正向着智能化的方向发展。

机器人小车要具有智能其必须具有感知作业环境的能力、任务规划的能力以及决策的能力。

从系统硬件层次上讲,机器人小车必须具有丰富的传感器,功能强大的控制计算机以及灵活精确的驱动系统。

随着控制系统研究的深入,采用复杂的控制算法已成为必然,这使得软件的复杂度和程序代码增加。

而单片机作为控制系统的微处理器,在数据处理和代码存储等方面都已经无法满足系统的需求,ARM微处理器资源丰富,具有良好的通用性,其主要优点是高性能、低价格、低功耗。

ARM本身是32位微处理器,但却集成了16位的Thumb指令集,这使得ARM可以代替16位的处理器如51系列单片机使用,同时具有32位处理器的速度。

基于ARM的嵌入式系统其性能优良,移植性好,已广泛应用在各个行业,因此将ARM微处理器应用于机器人小车的控制系统是一种较好的选择。

2 机器人小车控制系统结构机器人小车底盘采用四轮结构,前轮为万向轮,起支撑作用,不起导向作用。

两个后轮为驱动轮,采用差动方式转向,每一个驱动轮采用一个直流电机独立驱动,直流电机与各自的驱动轮采用速度反馈和闭环PID控制,以实现小车精确的速度和位置控制。

工作时,通过控制系统调节电机的通断时间比例(即输入电压),调节相应的驱动轮转速,从而达到调速的目的。

机器人小车的系统结构如图1所示。

其系统结构可划分为三层,上层为传感器层,主要包括用于避障的超声波传感器和其他的功能传感器(如编码器等);中间层是数据处理和控制的决策层,由主控制器ARM7以及在此基础上扩展的外围部件、无线收发模块、正交解码器等组成;下层为驱动层,包括直流电机组成的驱动单元和驱动轮等。

基于ARM 的智能寻迹小车

基于ARM 的智能寻迹小车
Key word:AGV;Reflection type photoelectric sensor;EasyARM2131;DC motor
1引言
自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。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。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车具有自动寻迹、避障功能。
It is introducedthatARM translation platform ADS V1.2, simulator platform Protues 7.0, and operation.The function is realized by hardware and software.
智能车要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给小车一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车(AVG—auto-guide vehicle)系统,基于它的智能小车实现自动识别路线,判断并自动避开障碍,选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、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MCU(ARM)进行处理,然后由MCU根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。
(8) 内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器;

基于ARM7的智能小车

基于ARM7的智能小车

行进状态显示:
小车行进过程中,通过4个发光二极管 显示小车的行进状态: 前进:D3亮; 后退:D4亮; 左转:D2亮; 右转:D1亮。
电源:
小车由4节干电池供电(6V),在干电 池使用一段时间后电压会降到5V以下。所 以从电压及功耗的角度考虑,系统控制部 分应尽量工作在3.3V电压下。使用低压差 的稳压芯片MIC5209-3.3V,在输入电压大 于3.5V时,就能稳定输出3.3V电压,并且 功率消耗很低。
GPS卫星定位:
GPS模块同GPRS模块一样,仍然可以 通过串口通信。 它能返回地理位置(经纬度,精确到 2.5M),海拔,方向,速度,实时时间等信 息。 工业上许多场合都将GPS和GPRS配合 使用,实现远程测量控制。
数字量输入接口
小车有2个8路数 字量输入接口,可外 接数字信号传感器; 如:光电开关。
自动寻迹,避障:
通过数字量输入接口接入光电开关,如 图所示的E3F-DS10C4 : 其工作电压为2—6v,满足 小车行进过程中的电量消耗。
自动寻迹,避障:
光电开关具有一个红外发射探头,和一 个红外接收头,当发射出去的红外光被反 射回来接收到时,输出低电平,否则输出 高电平。其距离可调(3cm-80cm)。利用 它可以检测到黑线,或前方障碍物,即实 现寻迹及避障功能。
步进பைடு நூலகம்机控制:
两相四线步进电机: 一路电源输入,4路控制 输入。 可用来带动光电开关,检 测360度范围内的障碍物。
更多的拓展功能:
GPRS通信 GPS卫星定位 外接其他数字量/模拟量的传感器(如湿度, 二氧化碳浓度等) 太阳能供电
GPRS通信:
SIM-300 GPRS模块通过串口接收指 令,返回数据。工作电压3.3V-4.8V。小车 可控制GPRS模块进行短信的收发,或通过 TCP连接登陆远程服务器。远程服务器通 过Internet控制小车及接收小车的数据。
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基于ARM7的物流系统自动引导小车控制系统设计
1 总体方案设计
物流系统自动引导小车(AGV)控制系统由AGV智能控制模块、监视模块、及无线网络通讯模块等三大部分组成。

工作过程是通过接入互联网的手机或者微型计算机客户端通过无线网络向远程的AGV发送控制指令代码,期间传输信号由发送端使用加密狗加密。

当信号经互联网发送到接收终端时,AGV网络模块把接受的指令传送到处理器,处理器指示驱动模块驱动AGV执行动作。

运动的同时监视模块把采集到的图像通过无线互联网传输到客户机端,其整体结构如图1所示。

1.1 智能控制模块
本部分是AGv的核心部分。

采用的是嵌入式系统设计,可以准确高效地运行及处理数据。

控制器通过网络组件WIFI或者GPRS与外部网络进行数据通讯,用户可以使用家用宽带网络或者手机短信的方式实现模块的远程控制。

同时在本地控制还可以应用红外无线键盘、数字液晶屏来提供本地人机交互界面。

1.2 网络模块
AGV无线网络通讯模块是AGV通讯信号传输的重要组成部分,由WIFI或者GPRS模块来实现通讯。

通讯中介是家用无线路由或者移动网络GPRS。

1.3 监视模块
AGV监视模块通过单片机驱动舵机实现全方位的监视。

视频信号通过摄像头来采集,信号转换后将视频的PAL信号传输至处理器,经无线网络传输实时传到客户端。

摄像头的控制与智能控制模块连接,摄像头的运动受控制模块的控制。

1.4 驱动模块
AGV驱动模块是通过可编码的直流电机来驱动的。

当处理器接收到客户端传来的指令,处理器对驱动模块信号处理。

从而实现AGV的全方位的移动。

2 系统硬件设计
本文采用的是PHILIPS单片32位ARM微控制器LPC2138,作为控制器的处理器,负责和WIFI、GPRS无线通讯模块、监视模块、数据存储、键盘、红外、显示屏等模块进行数据通讯和对无线网络客户端发送的信号进行采集和处理。

2.1 控制核心模块
ARM外围电路包括电源键盘显示屏、SD卡、SDRAM以及与各个辅助模块进行连接的扩展接口等。

ARM处理器内嵌512k FLASH、32k的可读写RAM。

电路中SDRAM芯片选用hy57v25641,存储容量为16M。

用其做系统运行所需内存,为操作系统信号的采集和数据的处理提供了可靠的运行空间。

扩展的接口有串口、USB接口。

串口为下载程序和与GPRS 模块通讯用,USB接口用于与WIFI连接从而接入无线互联网络。

LCD显示屏主要与键盘配合完成本地人机交互界面,LCD液晶240×320像素,65k色,驱动芯片是ili9325。

键盘采用的是PS2接口方便使用电脑键盘,与LCD合力完成本地人机信息交换。

串口通过MAX232与上位机进行通信,辅助单片机的下载通过ISP下载,支持在线调试。

2.2 外围网络模块
WIFI和GPRS模块用于实现处理器与客户端的通信连接。

WIFI模块采用的是wfS000-u USB WIFI模块。

GPRS模块采用的是BENQ M22A模块。

各通讯模块外围电路主要有:电源部分、工作指示及数据连接扩展口组成。

2.2.1 TTL电平
GPRS模块与处理器的连接通过串口通讯,模块与处理器间的电平均为TTL电平,所以无需进行电平转换就可直接进行连接。

2.2.2 MAX232转换电平
由于编程及调试控制器电脑与处理器间的电平定义不同,采用MAX232进行电平的转换,其外围电路主要有电源供电部分。

MAX232电平转换模块用来处理电脑端的RS232信号得到TTL电平,实现电脑和处理
器及GPRS模块之间的通信电路如图2所示。

2.2.3 GPRS外围网络模块
GPRS模块第15管脚必须持续3s的低电平才能实现模块的启动。

本文采用的是软件模拟低电平GPRS模块启动。

关机电路同样是管脚持续低电平3s,电路如图3所示。

GPRS模块第35脚是一个工作状态指示灯接口,状态表示分别为:亮1s灭1s为启动搜索信号;亮1s灭2s为信号正常;持续点亮为有数据输入或者输出。

其工作原理图如图4(a)所示。

图4(b)为GPRS模块SIM卡连接示意图。

GPRS模块串口工作方式的电平为TTL电平,所以GPRS模块和控制核心处理器的连接可以是直接连接。

但考虑到模块的调试及程序的烧录,所以在GPRS模块与处理器连接处使用转接开关。

以此完成电脑到处理器的通信、GPRS模块到电脑的通信。

GPRS模块、处理器、电脑的通信电路连接示意图如图5所示。

3 监视模块
监视模块采用的是普通高清视频摄像头,分辨率达1024×768。

视频采用PAL模式传输经处理器处理,通过无线互联网把图像传输到客户端,其电路图如图6(a)所示。

摄像头的各方位由单片机驱动舵机来实现,舵机驱动电路如图6(b)所示。

4 驱动模块
驱动模块采用的驱动芯片为L298N,该芯片功率大,电源可直接采用1 2V。

单个芯片可以控制两个直流电机,本文采用两片L298N以实现AGV的各方位移动。

电路如图7
所示。

5 电源模块
电源部分采用的是12V直流锂电池,功率为10W。

对各个模块部分进行分别供电。

稳压管采用的是7805。

由于GPRS对电源要求特别高,所以单独采用一个LM2941S对其供电。

wf8000 WIFI模块是华为公司生产的一种专门用于嵌入式系统的无线网络模块。

模块符合802.11b标准,芯片采用prism3.0。

原理图如图8所示。

6 结论
利用本控制系统,可以实现AGV的远程控制及工作环境实时监控。

结合运输机械装置可以实现在特殊工作环境下的智能远程控制搬运工作。

在物流系统等一些环境较差的场所可以代替人的工作,实现更多的功能,为货物搬运工作带来便利。

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