智能小车报告

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 蓝牙智能小车

专业：测控技术与仪器

班级：测控1301

小组成员：何凯旋

学号：11 23 10 15

2016年 4月

目录

摘要 (1)

第一章蓝牙智能小车简介 (2)

第二章蓝牙智能小车机械结构 (3)

第三章蓝牙智能小车电路 (6)

3.1系统原理框图 (6)

3.2 电机驱动模块 (6)

3.3 信号检测模块 (7)

3.3 主控电路模块 (8)

第四章蓝牙智能小车软件结构 (9)

4.1 主程序程序图 (10)

4.2循迹流程图 (11)

4.3 红外避障流程图 (13)

4.4遇到的困难和解决办法 (15)

第五章心得体会 (17)

致谢 (17)

摘要

智能车辆作为现代社会的新产物，以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备，智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。这次创新课程，我们小组主要对蓝牙智能小车进行设计，利用了循迹传感器实现了循迹功能，利用红外传感器实现了避障功能，并将循迹和避障功能结合起来，完成了小车循迹跑一周并避障。

关键词：蓝牙智能小车循迹传感器红外传感器循迹避障功能

第一章蓝牙智能小车简介

机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。

控制器部分：接收传感器部分传递过来的信号，并根据事前写入的决策系统（软件程序），来决定机器人对外部信号的反应，将控制信号发给执行器部分。好比人的大脑。执行器部分：驱动机器人做出各种行为，包括发出各种信号（点亮发光二极管、发出声音）的部分，并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。对机器人小车来说，最基本的就是轮子。这部分就好比人的四肢一样。传感器部分：机器人用来读取各种外部信号的传感器，以及控制机器人行动的各种开关。好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。无线部分：用蓝牙从机的TTL接口接收信号反馈给单片机，还可以通过电脑的无线局域网网卡来控制路由器的TTL 串口来控制单片机的状态。由于蓝牙模块容易得到且接口方便，电压可以用+5V 控制，携带方便，便于在小车上安装。电机驱动：电机驱动需要大电流，较高的电压，考虑到单片机的负载能力，用L298N驱动模块来驱动电机，单片机输出逻辑信号控制L298N模块输出正反向电压，由此控制电机的正反转。

第二章蓝牙智能小车机械结构

智能小车的机械结构主要由四部分组成：电源系统、电机驱动、主板系统和系统板系统。下图具体介绍了小车各部分结构。

红外发射器

电源显示灯

寻迹传感器

四个红外接收传感器

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灯

单片机

蜂鸣器

充电状态

显示灯

以下是主要部件的主要功能和用途：

一、循迹传感器：一般用来识别黑白线，小车沿着这条黑白线行走，就需要循迹传感器 原理：循迹传感器通常采用红外的方式，红外管发射出来的红外光通过地面（白色）反射回来，在接收管理收到信号，一旦碰到黑线，那么红外光都被吸收，接收管没有接收到信号，从而得知传感器是否压线：从而调整小车运行方向。

舵机

稳定电源 车灯控制接口

二、单片机或者微处理器：主要承担将软件部分所编好的程序加载到小车中，使小车可以按照自己的思路做出相应的变化。

三、舵机：它由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的 IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。

四、红外传感器：基本原理是利用物体的反射性质。因为在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。而如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机通过输入内部的算法，协调小车两轮工作，从而完成躲避障碍物动作

第三章蓝牙智能小车电路

3.1系统原理框图

小车是以STC12C5A60S2为主控制器。开始由电脑或者手机发送蓝牙无线信号来启动并复位小车，由超声波传感器或红外光电传感器进行障碍检测，通过单片机控制小车行驶、显示、避障和调速。智能车使用4WD驱动，以提高整车运动的平稳性；在智能车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术实现快速、平稳地的调速；通过红外光电传感器实现自动避障，自动循迹等功能；最后通过蓝牙无线传输功能将智能车的行驶信息实时地传送给上位机，以实现实时监控功能。当然也可通过蓝牙无线遥控来控制小车的行驶状态。这就是本设计的总体设计思路。

3.2 电机驱动模块

电机驱动一般采用桥式驱动，芯片内部集成了H桥式驱动电路，课通过单

片机给与电路PWM信号来控制小车速度，起停等。其驱动原理如图3-1所示。

图3-1 电机驱动原理图

3.3 信号检测模块

小车循迹原理是小车在有黑线的路面上行驶，由于黑线和白色地面对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断黑线。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断向地面发射红外光，当红外遇到白色地面时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号，再通过比较强来采集高低电平，从而实现信号的检测。避障的原理亦是如此。信号检测原理如图3-2所示。

图3-2 信号检测原理图