简易智能小车
智能循迹小车详细制作过程
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章引言 (1)1.1 智能车制作概述 (1)1.2 参考文献综述 (1)1.3 技术报告内容与结构 (1)第二章设计方案概述 (3)2.1 总体设计 (3)2.2 具体方案 (3)2.2.1 道路识别模块 (3)2.2.2 速度检测模块 (4)第三章模型车整体设计 (5)3.1 机械部分的调整 (5)3.2 传感器设计与安装 (5)3.2.1 光电管安装： (5)3.2.2 摄像头安装： (6)3.2.3 测速装置 (7)第四章硬件电路设计 (9)4.1 整体介绍 (9)4.2 各模块电路介绍 (10)第五章控制算法实现 (15)5.1 总体软件设计 (15)5.2 路径识别算法 (16)5.2.2 基于光电管的模糊控制算法 (16)5.2.2 基于CMOS的算法 (18)5.2.3 两者的结合 (20)5.3 速度控制算法 (20)第六章调试及主要问题解决 (23)6.1 调试工具 (23)6.2 调试过程 (24)6.3 主要技术参数说明 (25)第七章结论 (27)附录A 参考书目 (I)附录B 部分程序...................................................................................... I I第一章引言1.1 智能车制作概述本队在小车制作过程中，先对比赛内容，要求与规则进行了详细分析，然后按照要求制订了几种设计方案，并对几种方案进行比较敲定最后方案。
根据方案完成小车的总体设计和详细设计（包括底层硬件设计和总体软件设计），在完成了车模组装和改造后，完成了各个模块的硬件电路设计与安装，并进行了控制算法的设计和软件实现，最后进行了整车的调试和优化。
1.2 参考文献综述方案设计过程中参考了一些相关文献，如参考文献所列。
例如文献 1 与 2 单片机嵌入式系统在线开发方法。
智能小车实验报告
智能⼩车实验报告简易智能电动⼩车摘要：本系统基于运动控制原理，以MSP430为控制核⼼，⽤红外传感器、超声探头、光敏电阻、霍尔传感器之间相互配合，实现了⼩车的智能化，⼩车完成了⾃动寻迹、避障、寻光⼊库、铁⽚检测、⾏程测量的功能，整个系统控制灵活，反应灵敏。
关键词：MSP430 传感器运动控制系统Abstract:This system based on motion control principle, as control core, with MSP430 infrared sensors, ultrasonic probe, photoconductive resistance, hall sensors, realize the interaction between the intelligent of the car, the car completed the automatic tracing, obstacle avoidance, found the light inventory, iron detection, the function of the trip, the whole system measurement control flexible, sensitive reaction.Keywords: MSP430 sensor motion control system⽬录摘要： (2)⼀、⽅案的设计和论证 (4)1、控制器的选择 (4)2、执⾏部件电动机 (5)3、电机驱动 (5)4、传感器 (6)4.1、引导线的检测 (6)4.2、⾦属的探测 (6)4.3、路程的测量 (7)4.4、障碍物的探测 (7)4.5、寻光⼊库 (8)5、电源 (8)6、系统总体设计⽅案 (8)⼆、硬件设计 (9)1、前向通道 (9)1．1、循迹 (9)1.2、⾦属探测 (11)1.3、路程测量 (11)1.4、避障 (12)1.5、寻光⼊库 (14)2、后向通道 (14)2.1、步进电机驱动 (14)2.2、直流电机驱动电路 (15)2.3、声光信号 (15)3、电源 (16)三、软件设计 (16)四、综合调试 (18)五、测试结果与分析 (18)六、总结分析 (18)七、参考⽂献 (19)⼀、⽅案的设计和论证根据题意可知，本系统是由电动机、功率放⼤与变换装置、控制器及其相应的传感器所构成的典型运动控制系统，其整体结构如图1所⽰：将题中所给的各个指标转化为数字信号，并将其当作给定信号送给控制器，经过必要的算法处理，最后通过执⾏部件电动机反映⾄⼩车的运动状态上，传感器的作⽤在于实时检测⼩车的这种状态，并将运动的⾮电量转换为电压信号反馈给控制器，从⽽构成整个运动控制系统。
太阳能小车制作方法
太阳能小车制作方法
太阳能小车是一种采用太阳能作为能源的玩具小车，它能够通过
太阳能发电，驱动小车运行，是孩子们非常有趣的玩具。
太阳能小车
制作过程不难，只需要按照一定步骤来完成，就可以制作出一辆太阳
能小车。
首先，我们要准备所需的材料，主要包括：木板、小车底座、太
阳能电池板、摩擦棒、汽车电机、铝条、铝箔、木棍、黑塑料柱等。
木板要剪成4个小车垫子，太阳能电池原池板要用汽车电机驱动，两
个轮子要固定到木板的四角，中间的两个摩擦棒要固定在底座上，木
棍要和黑塑料柱组装在小车的前后，另外，用铝条和铝箔固定两个电机，安装完后，就可以把电池原池板从太阳能电池板中取出，然后把
太阳能电池板安装上结构，最后再将太阳能电池板连接上电池原池板，这样就完成了小车的制作。
太阳能小车制作并不是一件难事，能够给孩子们带来很多乐趣，
而又不会耗费家庭的电量，只要用心，就可以轻松制作出有趣的太阳
能小车来。
简述智能小车的组成部分
智能小车是一种能够自主运行和执行任务的汽车，它通常由以下几个主要组成部分构成：1. 底盘（Chassis）：底盘是智能小车的基本框架，它支撑和承载其他组件。
底盘通常由金属或塑料制成，具有足够的强度和稳定性。
2. 电动机（Electric Motors）：电动机是智能小车的动力源，提供驱动力以实现车辆的前进、后退和转向等运动。
智能小车可能搭载一个或多个电动机，其类型可以是直流电机、步进电机或无刷电机等。
3. 传感器（Sensors）：传感器是智能小车的感知器官，用于感知周围环境的信息。
常见的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、视觉传感器（如摄像头）、陀螺仪、加速度计等。
传感器收集的数据可以用于避障、测距、物体识别等功能。
4. 控制器（Controller）：控制器是智能小车的大脑，负责处理传感器的数据，并做出相应的决策和控制。
控制器可以是单片机、微处理器或嵌入式系统，它通过算法和逻辑来控制电动机、传感器和其他组件的操作。
5. 电源系统（Power System）：电源系统提供智能小车所需的电能。
它通常由电池组成，可以是干电池、锂电池或者其他可充电电池。
电源系统还可能包括电源管理模块，用于监测和管理电池的充电状态和供电情况。
6. 控制算法和软件（Control Algorithms and Software）：控制算法和软件是智能小车的灵魂，它们实现了小车的自主决策和行为控制。
这些算法和软件可以包括路径规划、避障、目标跟踪等功能的实现，通常由程序员编写和优化。
除了以上主要组成部分，智能小车还可以包括其他辅助设备和附件，如车灯、喇叭、蓝牙或Wi-Fi模块等，以增加其功能和交互性。
总而言之，智能小车的组成部分包括底盘、电动机、传感器、控制器、电源系统以及控制算法和软件。
这些组件协同工作，使智能小车能够感知环境、做出决策，并自主地执行各种任务。
科技小发明制作简易遥控汽车
科技小发明制作简易遥控汽车在科技飞速发展的今天，遥控汽车已经成为孩子们喜爱的玩具之一。
然而，市面上的遥控汽车价格不菲，且缺乏自己动手制作的乐趣。
今天，就让我们一起探索如何亲手制作一辆简易遥控汽车，感受科技与创意的奇妙结合。
一、所需材料要制作一辆简易遥控汽车，我们需要准备以下材料：1、一块小型电路板2、一个直流电机3、一组电池（可选用干电池或充电电池）4、一个遥控器（可以购买现成的遥控模块）5、一些电线6、一个塑料或木质的车架7、四个车轮8、螺丝、螺母等固定零件9、电钻、剪刀、钳子等工具二、制作步骤1、首先，我们需要搭建车架。
可以使用塑料板或者木板，根据自己的设计剪出合适的形状，然后用螺丝和螺母将其固定成一个框架。
确保车架足够坚固，能够承受汽车运行时的震动和冲击。
2、接下来，安装车轮。
将四个车轮通过轴安装在车架的四个角落，并确保车轮能够自由转动。
3、把直流电机固定在车架上，通常可以选择在车架的后部中间位置。
使用螺丝将电机固定牢固，然后用电线将电机的正负极与电池盒连接起来。
4、在车架上合适的位置安装电池盒，将电池放入其中，并连接好电线，为整个电路提供电源。
5、关键的一步是安装电路板。
将电路板固定在车架上一个便于操作和保护的位置。
然后，根据电路板的说明书，将电机、电池和遥控器的接收模块与电路板进行正确的连接。
6、完成电路连接后，我们需要对遥控汽车进行调试。
打开遥控器和汽车电源，测试电机的转动方向和速度是否正常。
如果电机转动方向不正确，可以通过调换电机的正负极电线来解决。
三、原理介绍简易遥控汽车的工作原理其实并不复杂。
遥控器发出特定频率的信号，汽车上的接收模块接收到这个信号后，将其传递给电路板。
电路板根据接收到的信号指令，控制电机的转动方向和速度，从而实现汽车的前进、后退、左转和右转等动作。
在这个过程中，直流电机起到了将电能转化为机械能的作用，它带动车轮转动，使汽车能够行驶。
而电池则为整个系统提供了所需的电能。
基于单片机的多功能智能小车设计
基于单片机的多功能智能小车设计智能作为现代的新发明，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的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能电动车就是其中的一个体现。
本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。
本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。
目录1 设计任务 (3)1.1 要求 (3)2 方案比较与选择 (4)2.1路面检测模块 (4)2.2 LCD显示模块 (5)2.3测速模块 (5)2.4控速模块 (6)2.5模式选择模块 (7)3 程序框图 (7)4 系统的具体设计与实现 (9)4.1路面检测模块 (9)4.2 LCD显示模块 (9)4.3测速模块 (9)4.4控速模块 (9)4.5复位电路模块 (9)4.6模式选择模块 (9)5 最小系统图 (10)6 最终PCB板图 (12)7 系统程序 (13)8 致谢 (46)9 参考文献 (47)10 附录 (48)1. 设计任务：设计并制作了一个智能电动车，其行驶路线满足所需的要求。
1.1 要求：1.1.1 基本要求：（1）分区控制：如（图1）所示：（图1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线）。
在第一个路程C~D区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s；第二个路程D～E区（2米）以高速行驶，通过时间不得多于4秒；第三个路程E~F区（3～6米）以低速行驶，通过时间不低于10s。
《智能小车概述》PPT课件
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三、CPU/MCU接口技术：外围的与程序接口例如：IIC总线、SPI总线……
•
四、PCB制板技术： 基本的2层板与4层板的制作，EMI和EDS的干扰避免
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五、VHDL与Verilog HDL等给予硬件的软件设计
3） 智能车对于硬件的要求：
一、熟悉2层电路板的绘制：Protel、 Altium Designer 并合理布局（EMI） 二、数字电路与模拟电路的处理
• 解剖智能车 1) Laser 2) CCD/CMOS 3) electromagnetism
• 学做智能车
总体介绍
•汽车动态分析 •车速控制系统 •方向控制系统 •赛道检测系统 •电子控制系统 •策略规划系统 •行为决策系统 •路况记忆系统 •数据传输系统
简易电磁循迹智能小车
应用场景
教育实验
作为教学实验设备，帮 助学生了解电磁感应、
自动控制等原理。
科研项目
作为研究平台，用于探 索智能车辆、传感器技
术等领域的研究。
自动化运输
在特定场景下，如工厂 、仓库等，用于物品的
自动运输和分拣。
娱乐设备
作为玩具或表演道具， 提供智能化的行驶体验
。
02
硬件组成
控制器
控制器是小车的核心部件，负 责接收指令并控制小车的运动 。
详细描述
在智能小车上安装无线接收模块，通过遥控器发送控制信号，实现对小车的远 程控制。遥控器可以控制小车的启动、停止、转向以及速度调节等操作。
THANKS
感谢观看
常见的电磁信号处理算法有滤波、阈值判断、波形识别等，它们可以根据实际情况 进行选择和调整。
电磁信号处理算法还需要考虑噪声和干扰的影响，以及不同材质和环境条件下的变 化，以确保智能小车的准确性和可靠性。
04
调试与优化
调试步骤
01
02
03
04
硬件检查
检查小车的硬件连接是否正确 ，包括电机、电池、传感器等
案例二：自动避障功能演示
总结词
智能小车在行驶过程中能够自动识别障碍物并实现避障。
详细描述
通过在小车前方安装红外或超声波传感器，当小车接近障碍 物时，传感器能够检测到障碍物的存在并发送信号给控制器 ，控制器根据接收到的信号调整小车的行驶方向，实现自动 避障功能。
案例三：无线控制功能演示
总结词
通过无线遥控器对智能小车进行远程控制。
。
软件编程
根据设计要求编写控制程序， 确保小车能够按照预设路径行
驶。
测试运行
智能循迹小车
智能循迹小车随着科技的飞速发展，无人驾驶技术逐渐成为现代交通领域的重要组成部分。
其中，智能循迹小车作为一种先进的无人驾驶车辆，具有广泛的应用前景。
本文将介绍智能循迹小车的基本原理、系统构成、设计方法以及应用场景。
智能循迹小车通过传感器感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息，再通过控制系统对感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，最终控制车辆的行驶。
其中，循迹小车通过特定的传感器识别道路标志，并沿着标志所指示的路径行驶，实现自动循迹。
传感器系统：用于感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息。
常见的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波等。
控制系统：对传感器感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，并控制车辆的行驶。
常用的控制系统包括基于规则的控制、模糊控制、神经网络等。
执行机构：根据控制系统的指令，控制车辆的行驶速度、方向等。
常见的执行机构包括电机、舵机等。
电源系统：提供电力支持，保证小车的正常运行。
常用的电源包括锂电池、超级电容器等。
硬件设计：根据需求选择合适的传感器、控制系统、执行机构和电源等硬件设备，并对其进行集成设计，保证各个设备之间的兼容性和稳定性。
软件设计：编写控制系统的程序，实现对车辆的控制。
常用的编程语言包括C++、Python等。
在软件设计中需要考虑如何处理传感器感知到的信息，如何制定行驶策略，以及如何控制执行机构等方面的问题。
调试与优化：通过实验测试小车的性能，发现问题并进行优化。
常见的调试和优化方法包括调整控制系统的参数、更换硬件设备等。
智能循迹小车具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：交通管理：用于交通巡逻、交通管制等，提高交通管理效率。
应急救援：在灾难现场进行物资运输、人员疏散等任务，提高应急救援效率。
自动驾驶：作为无人驾驶车辆的样机进行研究和发展，推动自动驾驶技术的进步。
教育科研：用于高校和研究机构的科研项目，以及学生的实践和创新项目。
2024版智能小车控制PPT课件
不同类型的传感器具有不同的作用原理。例如，超声波传感器通过发射超声波 并接收其反射波来测量距离；红外线传感器则利用红外线的反射或吸收特性来 检测物体；摄像头则通过捕捉图像信息来实现视觉感知。
电机驱动方式及性能比较
电机驱动方式
智能小车的电机驱动方式主要有直流电机、步进电机、伺服电机等。这些电机具有不同的特点和适用场景，需要 根据智能小车的实际需求来选择合适的电机。
要点一
深度学习在路径规划中的应用
要点二
强化学习在路径规划中的应用
随着深度学习技术的发展，越来越多的研究将深度学习技术 应用于路径规划中，通过训练神经网络模型来学习路径规划 策略，提高路径规划的智能化水平。
强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法， 可以应用于路径规划中，通过不断试错来学习最优路径规划 策略。
实施效果评估
通过实际测试和数据分析，评估避障策略的实施效果，并进行优 化和改进。
06
智能小车调试与性能评估
硬件组装注意事项
选择合适的组件和配件，确保其 质量和性能符合设计要求。
按照电路图和说明书正确连接各 个模块，避免出现短路或断路现
象。
注意电源线的接线方式，确保正 负极正确连接，避免反接或虚接。
传感器数据采集与处理策略
传感器类型选择
根据智能小车功能需求，选择合适的 传感器，如超声波、红外、陀螺仪等。
数据采集与处理
设计合理的数据采集电路和信号处理 算法，提高传感器数据的准确性和稳 定性。
电机控制算法实现与优化
电机控制算法
实现基本的电机控制算法，如PID控制、 模糊控制等，确保小车能够稳定、准确地 行驶。
04
路径规划与导航技术探讨
arm智能小车设计方案
摘要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们的关注，而汽车的智能化已成为科技发展的新方向。
本设计就是在这样的背景下提出来的。
此次设计的简易智能小车是基于arm11控制及传感器技术的，实现的功能是小汽车可自动识别目标（比如一个小球），，利用电两个电机的差动调节，控制电动小汽车的自动避障、寻光及自动停车。
通过摄像头采集视野范围图像并对图像处理进行目标识别，并由arm系统来控制智能车的行驶状态.。
11。
1智能小车的意义和作用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,由此发展起来的智能小车引起了众多学者的广泛关注和极大的兴趣.智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车,无人生产线，仓库,服务机器人，航空航天等领域。
作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。
因此为了使智能小车工作在最佳状态,进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的.智能小车要实现自动寻迹功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给机器人一个视觉功能.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.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。
循迹小车原理
寻迹小车在历届全国大学生电子设计竞赛中多次出现了集光、机、电于一体的简易智能小车题目。
笔者通过论证、比较、实验之后，制作出了简易小车的寻迹电路系统。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
总体方案整个电路系统分为检测、控制、驱动三个模块。
首先利用光电对管对路面信号进行检测，经过比较器处理之后，送给软件控制模块进行实时控制，输出相应的信号给驱动芯片驱动电机转动，从而控制整个小车的运动。
系统方案方框图如图1所示。
图1 智能小车寻迹系统框图传感检测单元小车循迹原理该智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸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“道路”—黑线。
笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。
红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，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。
传感器的选择市场上用于红外探测法的器件较多，可以利用反射式传感器外接简单电路自制探头，也可以使用结构简单、工作性能可靠的集成式红外探头。
ST系列集成红外探头价格便宜、体积小、使用方便、性能可靠、用途广泛，所以该系统中最终选择了ST168反射传感器作为红外光的发射和接收器件，其内部结构和外接电路均较为简单，如图2所示：图2 ST168检测电路ST168采用高发射功率红外光、电二极管和高灵敏光电晶体管组成，采用非接触式检测方式。
ST168的检测距离很小，一般为8~15毫米，因为8毫米以下是它的检测盲区，而大于15毫米则很容易受干扰。
笔者经过多次测试、比较，发现把传感器安装在距离检测物表面10毫米时，检测效果最好。
R1限制发射二极管的电流，发射管的电流和发射功率成正比，但受其极限输入正向电流50mA的影响，用R1=150的电阻作为限流电阻,Vcc=5V作为电源电压，测试发现发射功率完全能满足检测需要；可变电阻R2可限制接收电路的电流，一方面保护接收红外管；另一方面可调节检测电路的灵敏度。
智能小车概述ppt课件
具有自主导航、避障、搬运、定位、 无线通信等多种功能，可广泛应用 于工业自动化、智能物流、服务机 器人等领域。
发展历程及现状
发展历程
智能小车经历了从遥控车到自主导航车的演变，随着传感器、计算机视觉、人 工智能等技术的不断发展，智能小车的性能和应用范围得到了显著提升。
现状
目前，智能小车已经成为机器人领域的研究热点之一，国内外众多高校和企业 都在积极开展相关研究，并取得了丰硕的成果。
设计电源管理模块，实现电源的充电、 放电、保护等功能。
04
CATALOGUE
软件系统开发与调试
嵌入式操作系统选型及移植
01
常见的嵌入式操作系统 比较：如Linux、 FreeRTOS、uCOS等
02
选定操作系统的理由与 优势分析
03
操作系统移植的步骤与 注意事项
04
移植过程中可能遇到的 问题及解决方案
02
CATALOGUE
智能小车关键技术解析
传感器技术
红外传感器
用于检测障碍物、测距等。
超声波传感器
实现非接触式测量，常用于泊车 辅助系统。
摄像头与图像传感器
用于环境感知、道路识别等视觉 任务。
雷达传感器
提供高精度距离和速度信息，用 于自动驾驶系统。
控制器与执行器技术
微控制器
作为智能小车的“大 脑”，负责数据处理和
机器人教育
智能小车作为机器人教育的载体，可帮助学生了解机器人原理、编 程等知识。
教学实验平台
智能小车可作为教学实验平台，支持学生进行各种创新性实验和项 目实践。
比赛竞技
智能小车比赛可激发学生创新精神和团队协作能力，培养学生综合素 质。
06
51单片机智能小车电路
51单片机智能小车顶顶电子设计的这款简易智能小车，采用STC89C51/52单片机作为小车的检测和控制核心；采用光电开关、声控传感器、光敏传感器、温度传感器、红外接收器等来检测和感应各种外界情况，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶；智能小车既可以采用LED数码管来显示有关信息，也可以采用1602LCD实时显示小车行驶的距离。
机器小车主要由底盘(含2个带电机的驱动轮、2个从动轮，底板)、电路板和6节5号电池盒三部分组成，其正面和底面外形如图所示：下图是51单片机智能小车的电路组成框图：`下图是智能小车中主要元件在小车中的位置实物图:二、产品配置智能小车产品配置如下：1.小车底板1块、车轴插片4片2.车轮4只3.车轴2根，垫片2只，铜螺帽2只》4.带齿轮箱的电机及104电容各2只5.智能小车开发板1块（除DS18B20外，板上集成电路配备完整）6.避障光电传感器1只（TCR T5000）、循迹光电传感器2只（RPR220）、速度光电传感器1只（RPR220）7.双向插头排线4根8.串口线1根)9.红外遥控器1只10.固定电路板与底板的长螺丝、橡皮垫圈各2只节5号电池盒(因电池属易燃易爆物品,故不配送,请自行购买)12.丰富的源程序、电路原理图和操作使用手册（用户购买后，只需要再另外购502胶水（1元左右）、双面胶（1元左右）和6节5号电池（采用普通的华太电池即可，6节约元）即可进行组装与实验了。
需要说明的是,小车的组装非常简单,有关详细的组装方法，我们将在智能小车操作使用手册上，采用图解的形式进行说明。
三、选配件用户购买产品后，可进行小车的基本实验，如果用户想进行一些特殊的实验，需要购买以下产品，说明如下：1.温度传感器DS18B20，价格6元。
链接：配置DS18B20后，可进行温度显示的实验。
液晶显示器，价格16元。
\链接：配置1602液晶显示器后，可进行液晶显示方面的实验。
简易电磁循迹智能小车
赛车
小车位于轨道中心
小车偏左
小车偏右
小车左转
小车右转
左传感器 弱 强 弱 无 无 弱 强
右传感器 弱 弱 强 弱 强 无 无
左电机 慢 慢 快 慢 快 停 停
逻辑判断表
右电机 慢 快 慢 停 停 慢 快
总体设计方案
电磁传感器
电
信号采集及处理
源
模
块
逻辑控制
电机设的漆包线通有20KHz的方波，传感器采用传统的 电磁感应线圈方案，它具有原理简单，体积较小，价格便宜，相应频率快， 电路实现简单等优点。
简要说明
后序
科技进步的空间还很巨大，智能车辆技术仍有待提高 我们的任务依然艰巨 望各位同学学好专业技能， 站在国家科技发展的
高度上去面对各种挑战与艰难 不忘初心 砥砺前行
就这样
thanks!!!
貌似没有什么诚意
然而2就6 是没了
简介概要 设计要求
以汽车模型作为基础，通过自动 识别道路中心位置处由通有交变 电流（20KHz）的导线所产生的 电磁场道路检测，从而实现自动
寻迹的功能。
该设计原理采用电磁感应效应检测导体周围产生的磁场。根据 麦克斯韦电磁场理论可知，通有交变电流的导体周围会产生电 磁场。由比奥-萨伐定律可知,在通有电流I，长度为L，距离导线 中心为r的磁感应强度为：
全国大学生电子竞赛E题——简易智能小车
简易智能电动车------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：本系统是采用普通玩具小车和红外传感器、光敏元件、金属探测器、光电开关以及霍尔元件结合，通过16位MCU——SPCE061A来调控的智能小车。
在小车行进的过程中，用SPCE061A带有的PWM功能，配合霍尔元件测速度，做到2个驱动电机的自动调速；用2个红外传感器感测地面行走轨迹；用4个光电开关的相应动作，规避正面、左右侧前方以及后面的障碍，并且控制定点倒车；利用双电机驱动的优势控制小车原地转动，用光敏元件追踪定点光源；当金属探测器感测到金属物品以后会报警示意。
本系统采用16位单片机SPCE061A做CPU，运算速度快，结构简单，电机控制快速准确，行走稳定，并带有语音播放的特色功能。
关键词：智能小车SPCE061A------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、方案比较及论证：2.1系统构建1)采用凌阳公司16位单片机SPCE061A做核心控制；2)3个I/O口控制双刀双掷继电器从而控制电机的正向和反向转动；3)2个黑白线传感器，用来控制小车寻线行走；4)3个光电传感器控制小车寻找光源，进入车库；5)1个金属传感器用来检测金属铁片；6)4位LED动态显示检测到的金属铁片，并在到达终点以后显示总的路程和时间；7)4个障碍传感器，用来躲避障碍区的障碍物；8)1个霍尔元件用来记录小车的行进距离和时间；9)小车采用双电机，4轮驱动；电源为12节5号电池，分别为CPU，传感器和电机提供电源；小车的选择是关键，如下图：2.2 小车驱动用SPCE061A 的PWM 功能，配合3个双刀双掷的继电器，控制2个电机的转动方向以及转动速度2.3 传感器1、 寻线传感器：2个，并在一条直线上，安装在小车的头部底盘上，中间间隔3cm ，距离地面1cm 。
基于51单片机的WiFi智能小车设计
基于51单片机的WiFi智能小车设计
姜婵
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2022(30)20
【摘要】智能小车是集多种高新技术为一体的集合体。
在复杂的道路环境下,能够自动绕开障碍物并沿着预定的轨迹行进是其主要特点。
目前已成为众多领域的关键设备。
本次设计的智能小车能够实现实时视频采集传输,具有自动循迹避障的功能,可实时显示时间、速度、里程,并且可以利用软件系统对行驶速度进行控制,让小车在前行过程中自动保持安全距离,可使用电脑客户端或手机APP通过WiFi对其进行控制。
整个系统采用多模块协调配合,小车具有较高的自适应能力。
【总页数】4页(P73-75)
【作者】姜婵
【作者单位】西安职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于51单片机的简易智能小车设计
2.基于51单片机智能小车的设计与实现
3.基于STC89C51单片机的多功能智能小车设计策略研究
4.基于51单片机的智能小车控制系统设计与制作
5.基于51单片机的环湖植树智能小车的设计
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系统可以分为四个
基本模块
一片８９Ｃ５２
作为主机
主从机之间用单片机通信联系
对各模块的实现１．测金属计算路程模块
金属探测使用接近开关
方案一 在小汽车前后各放一个接近开关Ｊ１
相距为Ｌ
Ｊ２探测到金属
片前端的时间是ｔ２
Ｊ２探测到金属片后端的时间
是ｔ４
则小车的速度为Ｌ／（ｔ２－ｔ１）
ｔ１＋Ｌ
由于小车启动时是加速运动方案二 在小车的前端放置一个接近开关
单片机
记下脉冲数和时间
就可以算出小车的平均
速度
光电传感器可以通过两种方法得到脉冲
数
通过黑白对光线的反射强
弱不同产生脉冲
并且经常使用
另一种方法是
按照光电编码盘的原理使
用光电开关进行测速
所以这种方法
也不容易实现安
装也很方便
所以小磁铁的放
置数量是有限的
所以很难实现
精确均匀分布
综合以上方案
我们本着节约的原则没有采用
光电传感器不
方便安装
所以也没有采用
考虑到本题对速度要求
不是太高
２．电动机驱动调速模块
方案一 在电动机前段加电位器使
之分压减少以降低转速
从
而避免突然加速对系统的冲击
这种方案的缺点是调节转速需
要人工手动调节电位器小
车刹车时由于电容放电不能及时刹车
用单片机控制Ｌ２９８的输
入使之工作在占空比可调的开关状态
电子开关的速度
很快缺点是小车启动
时车轮容
易打滑
我们选择第二
种
根据以往的实践经验我们特别加了一个
时钟模块以统一整个系统的时间
减少因为时
间不统一而出错的几率
４．主控模块
主控模块是系统的核心
躲避障碍物
跟踪黑线的大致原理是
由于黑线和白纸的反射
系数不同
方案一 采用直流不调制的反射式
红外发射经过电压比较器比较后送入单片机
并且将输出电压规
范到两个标准值
考虑不理想的原因主要是
周围环境光线的干扰
接收器
如果采用带有交流分量的调
制信号另
外
如果使用占空比小的调制信
号瞬时电流
可以很大
基于上述考虑５．躲避障碍物的选择
躲避障碍物有以下两种方案可供选
择
超声波传感
器的原理是
超声波碰到物体反射回超声波传感器
ｔ／２
计算出小车同障碍物之间的距离
方案二 反射式红外线光电传感器
因为它只在２００３年全国大学生电子设计竞赛一等奖
简易智能电动车（Ｅ题）
图
１
大于阀值距
离则输出高电平
确定一条比较精确的路
线
由于时间的限制虽然通用性比较差６．电源选择
方案一 所有器件采用单一电源
但是由于我们的小车有两台电机
而且ＰＷＭ驱动
的电动机电流波动较大
有毛刺等干扰
缺点十分明显
将电动机驱
动电源与单片机以及其周边电路完全隔
离这样做虽然
不如单电源方便灵活
提高了系统稳
定性
故采用方案二
１
都采用ＰＷＭ控
制技术
前轮电机采用ＰＷＭ调节小车
的转角
所以为了节省时间我
们直接采用这个电路来控制前轮
以保证
电动机启动瞬间的８Ａ电流要求
当Ｕ１
为高电平
Ｑ２
Ｑ４
当Ｕ１
为低电平
Ｑ２
Ｑ４
电动机反转
通过Ｄ１
起到了保护电动机的作用
这
样不仅增加了各系统模块之间的隔离度
我们采用电机控制专用芯片Ｌ２９８来控制后轮电机
可以用来
驱动２个直流电动机或步进电动机等感
性负载可
靠性高由
图３
可见
其输出脚
用来
连接电流检测电阻
４脚为电机驱动电源
Ｖｓ７１２脚输入标准ＴＴＬ逻辑电平信号
６
控制逻辑如图
３ｂ
允许驱动电压
Ｖｓ＝５０Ｖ
直流
允许输出电流Ｉｏ（ＭＡＸ）＝２Ａ
ｓ）允许功耗Ｐｔｏｔ＝２５Ｗ （ＴＣＡＳＥ＝７５
峰值电流
可达３Ａ
则可以输出２Ａ的电流
这时
Ｌ２９８的外围电路和控制都比较简
单
以下几个因素是必须考虑的
Ｌ２９８的允许采样电
压是
２．３Ｖ
Ｌ２９８的允许电流和允许功率限制
驱
动电源电压为
Ｕ则上
述条件限制可以表示为
７．６￣７．８Ｖ
镍氢电池
１５．４Ｖ或Ｕ３
节电池串联
１５．４Ｖ令
Ｒｓ＝１
因
为实际电机电流不可能达到２Ａ２３．１Ｖ
必须强制ＩＭＡＸ
＜２．５／（Ｕ－２．５）＝１．２Ａ是比较稳妥的也
还可以正常工作
时芯片会烧毁
不论Ｒｓ＝１
ＩＭＡＸ都会比较大
以选择５Ｗ系列的电阻为
宜
图５为用Ｌ２９８驱动直流电机的整体电路图
脉宽输入
转动方向
） 路面黑线检测电路的设计与实
现
为了检测路面黑线
如图６所示
３
小车
经过铁片会分别给单片机一个下降沿和
一个上升沿脉冲
接近开关亦称无接触开关
它由振荡器和整形放大
器组成
当金属体接近
感应区时
从而吸
收了振荡器的能量由整
形放大转换成电信号
霍尔速度传感器的使用原理图如
图７
所示霍尔元件
产生
完成脉冲数到距离的转换
４
路程
电路如图８所示
５
其中６节
电池为前后电机和接近开关提供９Ｖ电
压
电路如图９所示
６
让单片
机记住这条路线
感光电路是两个光敏三极管
当两个光敏三极管的信
号同时为低时
这样就找到了光源
喇叭口与灯光成一个角
度
实现停车各个
模块在车上用机械方法固定
真正实现了硬件模块
化
在我们自己
的测试场地里有很多脚印
系统的软件设计
１．方案比较与分析
方案一 本系统可以采用单ＣＰＵ或两片ＣＰＵ
通过中断相连接
每片ＣＰＵ资源利用率比较高
多
个单片机为从机
这样结构比较复杂
由于在本题中我们使用了四种共１０
个传感器所以我们采用一个主机带三个从机的多机通信方式来
控制
使我们在控制上有很大的灵活性
以便进一步完善
小车功能
软件的总体设计思想
本软件系统设计运用分时多任务与
面向对象的编程思想
单片机控制电路主
要由一片８９Ｃ５２和三片８９Ｃ２０５１
组成
负责对
三片８９Ｃ２０５１控制与监视
０ｘ０２
其中负责时间发生与
任意大小延时监视
负责电机的正转反转调速
０ｘ０３
为辅助信息采集器（ＣＯＬＬＥＣＴＯＲ）
并分析反馈给主机
但考虑到小车寻迹信号
对这些信
号要求迅速
内部资源相对宽
松
软件流程图如图１２
所示
３．软件所实现
的功能
计
算
并储存
３
产生ＰＷＭ
信号
使小车的速度占
空比等几个参数可调
非常方便
第一
块铁片中线距起点实际距离为９３ｍ
ｍ
第三块铁片中线距起点实际距
离为１８０ｍｍ
主要是因为只用一片霍尔开关的精度不是很高
太快容易冲出跑道
图
１２
系统检测部分选择的传感器合理
跑道下金属物
并建立一些较优良的测试算法
测速
电
动车驱动采用了双电机牵引方案
为系
统执行部件的可靠工作提供了保证
电路设计体现了模块化思想
因而系统安装并具
有较大的灵活性
作品的避障功能采用了编程预置运行线路进行绕障的方案
此外
以上不足在其它参赛作品中也较普遍地存在
武汉大学电
子信息学院教授
使小车跑完全程
大约需要３３
秒左右
结束语
这次制作的小汽车可以说是对上
次竞赛题目的升级
由于时间太紧
比如非
常耗电等
通过
比赛使我们在原来的基础上又学到了
很多知识
培养了团队精神
图
９。