嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
智能车辆控制系统的设计与开发
智能车辆控制系统的设计与开发随着智能科技的迅速发展，智能车辆控制系统也成为了现代汽车发展的重要方向。
智能车辆控制系统是一种高度集成的系统，它能够将传感器、执行器、计算机等设备集成在一起，实现智能控制、智能处理和智能交互等功能。
那么，智能车辆控制系统的设计与开发又是如何实现的呢？一、智能车辆控制系统的组成智能车辆控制系统主要由以下几个部分组成：1. 感知层：感知层是智能车辆控制系统的基础，它主要包括各种传感器和执行器。
传感器可以检测汽车的各种状态，包括车辆的位置、速度、加速度、转弯角度、车门是否关闭、油门踏板位置等。
执行器则可以根据传感器检测到的车辆状态，对车辆进行控制，例如发动机控制、刹车、转向等。
2. 控制层：控制层是智能车辆控制系统的核心，它负责根据传感器检测到的车辆状态，进行智能控制。
控制层主要包括中央处理器、运算器、算法判定器等。
中央处理器可以对车辆状态进行综合计算，提供控制指令；运算器则可以进行高效计算，提高系统的响应速度；算法判定器则可以对传感器数据进行处理，提供决策依据。
3. 通信层：通信层主要负责智能车辆控制系统内部各个部分之间的互联互通，同时也可以进行与外部设备的通信，例如车载导航、车联网等。
二、智能车辆控制系统的设计方法在进行智能车辆控制系统的设计时，需要根据实际需求进行系统功能的分析、系统构架的设计、软硬件资源的合理配置等。
具体来说，可以遵循下列流程：1. 系统需求分析：首先需要对系统的需求进行分析，明确系统的功能、性能和可靠性等指标。
同时，也要对系统使用场景、环境等进行分析，为后续的系统设计提供依据。
2. 系统构架设计：根据系统需求分析的结果，可以确定系统的总体构架，包括感知层、控制层和通信层等。
同时也需要对系统的软硬件进行选择，包括嵌入式处理器、传感器、执行器、通信模块等。
3. 硬件设计：在确定好总体构架和所需硬件组件后，需要对系统进行硬件设计。
硬件设计主要包括原理图设计、PCB板设计、硬件模块的开发、硬件测试等步骤。
嵌入式系统设计性实验报告
嵌入式系统设计性实验报告本次实验的目标是设计一个能够追踪并控制智能小车运动的嵌入式系统。
具体来说，我们需要设计一套硬件电路和相应的软件程序，使得小车能够通过传感器感知周围环境，并通过控制器控制电机的转动实现运动。
实验中使用了Arduino开发板作为嵌入式系统的核心。
Arduino开发板集成了一个微控制器和一系列输入输出接口，可以通过编写简单的代码控制各种外设。
在本次实验中，我们使用了超声波传感器作为感知器，直流电机作为执行器。
首先，我们需要连接硬件电路。
超声波传感器负责感知周围环境，通过发送超声波脉冲并接收回弹的信号来计算距离。
直流电机则负责控制小车的运动，根据软件的控制信号，控制电机的转速和方向。
在连接硬件电路时需要注意电路的正确连接，以免出现短路或其他损坏。
接下来，我们需要编写软件程序。
首先，我们需要初始化传感器和电机的接口，并设置合适的参数。
然后，在主循环中，我们不断地读取传感器的数值，并根据读取到的数值进行相应的处理。
比如，当距离超过一定阈值时，我们可以控制电机停止运动；当距离小于阈值时，我们可以控制电机朝一些方向运动。
除了距离的处理，我们还可以根据需要处理其他的传感器读数，比如温度、压力等。
最后，当实验结束时，我们需要关闭接口并释放相应的资源。
经过实验，我们成功地设计并实现了一个能够追踪并控制智能小车运动的嵌入式系统。
实验结果表明，我们的系统可以准确地感知周围环境，并根据环境的变化来控制小车的运动。
系统的性能良好，响应速度较快，可以在实际应用中发挥较好的作用。
总结而言，本次实验通过设计一个能够追踪并控制智能小车运动的嵌入式系统，使我们对嵌入式系统设计有了更深入的认识。
通过实验，我们熟悉了嵌入式系统的硬件电路和软件程序的设计过程，提高了对嵌入式系统设计的理解和实践能力。
此外，我们还深刻认识到嵌入式系统在实际应用中的广泛性和重要性。
希望通过今后进一步的学习和实践，能够在嵌入式系统设计领域取得更好的成绩。
基于嵌入式系统的智能车辆控制系统毕业设计
基于嵌入式系统的智能车辆控制系统毕业设计简介智能车辆控制系统是一种基于嵌入式系统的创新技术，旨在提高车辆的安全性、舒适性和能效。
本文档将介绍一个基于嵌入式系统的智能车辆控制系统的毕业设计方案。
目标本毕业设计的目标是设计并开发一个嵌入式系统，用于实现智能车辆控制。
该系统将集成各种传感器和执行器，通过智能算法和软件控制，实现对车辆的自动驾驶、智能巡航和智能安全功能的控制。
设计方案本毕业设计的设计方案如下：1. 硬件设计：选择适合的嵌入式开发板和传感器模块，搭建智能车辆控制系统的硬件平台。
硬件设计：选择适合的嵌入式开发板和传感器模块，搭建智能车辆控制系统的硬件平台。
2. 软件设计：设计并实现嵌入式软件，包括智能算法、驱动程序和用户界面等。
软件设计：设计并实现嵌入式软件，包括智能算法、驱动程序和用户界面等。
3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，测试系统的功能和性能。
系统集成：将硬件和软件进行集成，测试系统的功能和性能。
4. 性能评估：评估智能车辆控制系统的性能，包括精确度、实时性和可靠性等。
性能评估：评估智能车辆控制系统的性能，包括精确度、实时性和可靠性等。
实施计划本毕业设计的实施计划如下：1. 准备阶段：调研相关技术和现有系统，明确设计需求和目标。
准备阶段：调研相关技术和现有系统，明确设计需求和目标。
2. 设计阶段：根据需求和目标，进行硬件和软件设计，并制定详细的设计文档。
设计阶段：根据需求和目标，进行硬件和软件设计，并制定详细的设计文档。
3. 开发阶段：按照设计文档，进行硬件和软件的开发和实现。
开发阶段：按照设计文档，进行硬件和软件的开发和实现。
4. 测试阶段：对系统进行功能测试和性能评估，发现并修复可能存在的问题。
测试阶段：对系统进行功能测试和性能评估，发现并修复可能存在的问题。
5. 完善阶段：根据测试结果，完善系统的功能和性能，并进行优化和改进。
完善阶段：根据测试结果，完善系统的功能和性能，并进行优化和改进。
嵌入式小车实验报告
嵌入式小车实验实验报告一、实验功能介绍本实验采用ARM7系列的EasyARM2131作为智能小车的检测和控制核心。
我们使用步进电机作为小车的马达，通过调整PWM输出的占空比控制步进电机。
引脚P0.0、P0.1输出两路PWM信号来控制两个电机的转动、停止，及转动速度大小和方向，通过调整PWM输出的占空比当PWM输出图（1）的波形时，电机停止；当PWM输出图（2）的波形时，电机全速顺时针转动；当PWM输出图（3）的波形时，电机全速逆时针转动；当PWM的占空比发生变化时，实现电机的速度发生大小改变，PWM的波形如图（4）。
综上所述：实现了电机的驱动，分别使用了ARM上的P0.0、P0.1作为PWM的输出控制两个电机的正反转和转速，通过ARM上的key1、key2、key3、key4、key5按钮来控制两路PWM信号的输出波形占空比，从而实现小车停止、前进，后退，左转，右转等功能。
图（1）图（2）图（3）图（4）同时，LED灯进行流水灯，每按一下按键蜂鸣器发一声。
控制流程：key1控制小车前进，按两下key1，加速前进；key2控制小车倒退，按两下，加速倒退；key3控制小车左转；key4控制小车右转；key5控制小车停止。
二、嵌入式小车实验图片下图为给ARM下载程序时：下图为小车运行时正面：下图为小车运行时背面：三、程序代码#include "../user/includes.h"#define PWM_TC_EN 1#define PWM_RST 2#define PWM_EN 8#define PWM_VAL_LIST_SIZE 5const u32 pwm_mr_val[PWM_VAL_LIST_SIZE] = {PWMMR_VAL_0, PWMMR_VAL_1, PWMMR_VAL_2, PWMMR_VAL_3, PWMMR_VAL_4};#define PWM_VAL_PTR_ORG 2 //初始化时指向pwm_mr_val的第2项，开始时输出1500微秒#define PWM_VAL_PTR_TRE 3#define PWM_VAL_PTR_ONE 1u8 g_pwm_val_left_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;u8 g_pwm_val_right_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;void pwm_init(void){//设置P0.0，P0.1为PWM1与PWM3输出引脚PINSEL0 &= 0xFFFFFFF0;PINSEL0 |= 0x0000000A;g_pwm_val_left_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;g_pwm_val_right_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;PWMTCR = PWM_RST;PWMPR = 0;PWMPCR = 0;PWMLER = 0; //不锁存PWMMR0 = PWMMR0_VAL; //设置PWM的周期为20msPWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER = (PWM0 | PWM1 | PWM3);PWMMCR = 2; //匹配后复位PWMPCR = (PWM1 | PWM3) << 8; //设置PWM1和PWM3有效PWMTCR = PWM_TC_EN | PWM_EN; //PWM_TC_EN为开始计数，PWM_EN为整个PWM输出的使能开关}void pwm_acc(u8 pwm){if(pwm & PWM1){if(g_pwm_val_left_ptr + 1 < PWM_VAL_LIST_SIZE){PWMLER &= ~PWM1;PWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMLER |= PWM1;}}if(pwm & PWM3){if(g_pwm_val_right_ptr + 1 < PWM_VAL_LIST_SIZE){g_pwm_val_right_ptr ++;PWMLER &= ~PWM3;PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER |= PWM3;}}}void pwm_dec(u8 pwm){if(pwm & PWM1){if(g_pwm_val_left_ptr > 0){g_pwm_val_left_ptr --;PWMLER &= ~PWM1;PWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMLER |= PWM1;}}if(pwm & PWM3){if(g_pwm_val_right_ptr > 0){g_pwm_val_right_ptr --;PWMLER &= ~PWM3;PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER |= PWM3;}}}void pwm_rig(void)g_pwm_val_right_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;g_pwm_val_left_ptr = PWM_VAL_PTR_TRE;PWMLER &= (~(PWM1 | PWM3));PWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER |= (PWM1 | PWM3);}void pwm_lef(void){g_pwm_val_right_ptr = PWM_VAL_PTR_ONE;g_pwm_val_left_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;PWMLER &= (~(PWM1 | PWM3));PWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER |= (PWM1 | PWM3);}void pwm_rst(void){g_pwm_val_left_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;g_pwm_val_right_ptr = PWM_VAL_PTR_ORG;PWMLER &= (~(PWM1 | PWM3));PWMMR1 = pwm_mr_val[g_pwm_val_left_ptr];PWMMR3 = pwm_mr_val[g_pwm_val_right_ptr];PWMLER |= (PWM1 | PWM3);}按键程序：#include "../user/includes.h"#include "../gpio/gpio.h"#include "../user/truck.h"//按键的优先级最低，设为0，但频率最高xTaskHandle g_key_handle = (void*)0;extern xSemaphoreHandle g_sem_handle;u32 key_get(void) //读GPIOu32 key = 0;gpio_read_group(KEY_GROUP, &key);return key;}void key_tsk(void* p_para) //按键的任务函数{u32 key = 0;static u32 last_key = 0;static u8 i = 0;while(1){key = key_get();if(last_key != key){last_key = key;i = 0;}else{if(i < 255){i ++;}}if(i == KEY_RETRY_TIMES) //KEY_RETRY_TIMES为3，连读3次，以确认按键有效{if((key & KEY_LEFT_FORWARD) ==0){xSemaphoreGive(g_sem_handle); //按键任务抛出信号量，以便和蜂鸣器同步，让蜂鸣器鸣叫truck_left_acc();truck_right_acc();vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);}else if((key & KEY_RIGHT_FORWARD) == 0){xSemaphoreGive(g_sem_handle);truck_rig();vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);else if((key & KEY_LEFT_BACKWORD) == 0){xSemaphoreGive(g_sem_handle);truck_left_dec();truck_right_dec();vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);}else if((key & KEY_RIGHT_BACKWORD) == 0){xSemaphoreGive(g_sem_handle);truck_lef();vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);}else if((key & KEY_STOP) == 0){xSemaphoreGive(g_sem_handle);truck_stop();vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);}//vTaskDelay(KEY_TSK_KEY_DLY);}vTaskDelay(KEY_TSK_DLY_TICK); //查一次按键就挂起按键任务KEY_TSK_DLY_TICK个系统心跳节拍}}t_rtn key_init(void){gpio_set_pin_as_io(KEY_GROUP, KEY_PIN);gpio_set_input(KEY_GROUP, KEY_PIN);if(xTaskCreate(key_tsk, KEY_TSK_NAME, KEY_TSK_STK_SIZE, INVALID_PTR, KEY_TSK_PRI, &g_key_handle) == pdTRUE) //创建按键的任务函数{return NO_ERR;}else{return TASK_CREATE_FAIL;}}#include "includes.h"//#include "../gpio/gpio.h"#include "../led/led.h"#include "../key/key.h"#include "../beep/beep.h"#include "../pwm/pwm.h"#include "truck.h"xSemaphoreHandle g_sem_handle = (void*)0; //声明信号量，用于按键与蜂鸣器同步s32 main(void){vSemaphoreCreateBinary(g_sem_handle); //创建信号量，g_sem_handle默认为1，多任务启动时蜂鸣器会鸣叫led_init(); //初始化跑马灯，并创建任务beep_init(); //蜂鸣器任务key_init(); //按键任务truck_init(); //PWM设置vTaskStartScheduler(); //任务调度函数while(1){}}其中truck程序：#include "typedef.h"#include "usercfg.h"#include "../pwm/pwm.h"void truck_init(void){pwm_init();}void truck_left_acc(void){pwm_acc(PWM_LEFT);}void truck_right_acc(void){void truck_left_dec(void){pwm_dec(PWM_LEFT);}void truck_right_dec(void){pwm_acc(PWM_RIGHT);}void truck_rig(void){pwm_rig();}void truck_lef(void){pwm_lef();}void truck_stop(void){pwm_rst();}Led灯程序：xTaskHandle g_led_handle = (void*)0;void led_run(void){static u32 led = 0;gpio_write_group(LED_GROUP, 1 << (led + 18));led ++;if(led >= MAX_LED_NUM){led = 0;}}void led_tsk(void* p_dly_ms) //走马灯任务函数{while(1) //一个任务就是一个死循环，循环熄灭LED {led_run();}}t_rtn led_init(void){gpio_set_pin_as_io(LED_GROUP, LED_PINS);gpio_set_output(LED_GROUP, LED_PINS);gpio_set(LED_GROUP, LED_PINS);if(xTaskCreate(led_tsk, //led_tsk为任务函数入口地址LED_TSK_NAME, //为任务名LED_TSK_STK_SIZE, //为任务堆栈空间INVALID_PTR, //为空指针，即不给任务函数传递参数LED_TSK_PRI, //为任务优先级&g_led_handle) == pdTRUE) //走马灯任务创建函数，g_led_handle为任务句柄{return NO_ERR;}else{return TASK_CREATE_FAIL;}}蜂鸣器程序：#define BEEP_GPIO_GROUP 0 //蜂鸣器用的是GPIO0.7#define BEEP_PIN 1 << 7#define beep_on() gpio_clr(BEEP_GPIO_GROUP, BEEP_PIN)#define beep_off() gpio_set(BEEP_GPIO_GROUP, BEEP_PIN)#define BEEP_TSK_NAME "Beep"xTaskHandle g_beep_handle = (void*)0;extern xSemaphoreHandle g_sem_handle;//通过按键任务的信号量使蜂鸣器任务进入就绪态void beep_tsk(void* p_ms){while(1)xSemaphoreTake(g_sem_handle, portMAX_DELAY); //等待按键给出的信号量g_sem_handle的到来，如果有信号量出现，继续往下执行beep_on();//beep_off();vTaskDelay(configTICK_RATE_HZ * BEEP_TSK_DLY_MS/ 1000);beep_off();}}t_rtn beep_init(void){gpio_set_pin_as_io(BEEP_GPIO_GROUP, BEEP_PIN);gpio_set_output(BEEP_GPIO_GROUP, BEEP_PIN);beep_off();if(xTaskCreate(beep_tsk, BEEP_TSK_NAME, BEEP_TSK_STK_SIZE, INVALID_PTR,BEEP_TSK_PRI, &g_beep_handle) == pdTRUE) //errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY {return NO_ERR;}else{return TASK_CREATE_FAIL;}}。
嵌入式技术的智能小车的设计
嵌入式技术的智能小车的设计
嵌入式技术的智能小车的设计是一项复杂的系统工程，主要集成电机控制、传感器技术、计算机视觉技术、避障技术、语音技术等多种先进技术，以实现小车的各种智能功能。
嵌入式技术的智能小车的设计中，最重要的部分是选择合适的电机控制系统，由于小车的负载比较小，因此必须选择能够支持低功耗、低成本、高效率的电机控制系统，来实现小车的高效率运动。
传感器技术是嵌入式技术的智能小车的设计中另外一个重点内容，小车必须装备适当数量的传感器，来实现室外环境的监测、小车路径规划以及避障行为等功能。
常见的传感器包括红外传感器、光电对射传感器、陀螺仪传感器、超声波传感器、光流传感器等，可以根据不同的应用场景选择相应的传感器，以更好地实现各种智能功能。
计算机视觉技术在智能小车的设计中也扮演着重要的角色，尤其是在室外环境下，往往需要小车获取复杂的外部信息，以便精确地导航和避障。
小车上安装计算机视觉系统，以检测周围环境，并捕捉室外物体，根据检测结果，及时进行路径调整或是避障，以避免碰撞和损坏。
最后，语音技术也是智能小车的设计中一个重要的部分，语音技术可以方便地控制小车的行为，以及实现人机交互功能。
智能小车装备语音技术，可以实现语音识别和有限状态机，根据语音输入指令，来控制小车的行为，可以将小车设计需求，快速实现智能化。
因此，嵌入式技术的智能小车的设计考虑了电机控制、传感器技术、计算机视觉技术、避障技术以及语音技术等多个因素，结合实际的技术特性和应用场景，以确定小车的设计和实现智能功能的具体方案。
只有这样，才能使智能小车拥有足够的智能特性，真正实现自主行驶和避障交互的智能机器。
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现随着现代科技的飞速发展，汽车行业也在不断进行创新和改进。
智能化已经成为汽车行业的新常态，也为人们的出行提供了更为方便和安全的保障。
基于嵌入式系统的智能车载系统就是其中一种。
一、什么是嵌入式系统？嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常嵌入到其他产品中，以实现产品的自动化控制、数据处理和通信等功能。
嵌入式系统具有时序性、可靠性、实时性和高效性等特点，因此通常采用专门的处理器和操作系统。
二、智能车载系统的必要性智能车载系统是将嵌入式系统技术应用于汽车行业的产物。
它能够实现汽车信息化、智能化和安全化等功能，具有较高的实用价值。
在智能车载系统中，嵌入式系统主要用于控制汽车各个部件的工作，如发动机、变速器、制动系统等。
同时，嵌入式系统也可实现车辆的导航、安全警示、娱乐和智能驾驶等功能，提高汽车行驶的安全性、舒适性和便利性。
三、智能车载系统的设计和实现智能车载系统的设计和实现需要从以下几方面进行考虑：1.嵌入式系统平台的选择根据车载系统的特点，需选择适合的嵌入式平台，并确定操作系统和编程语言等技术路线。
常用的平台有树莓派、Arduino、STM32等。
其中，树莓派具有高性能、丰富的外设和良好的兼容性等特点，适合做复杂的车载系统；Arduino则适合做一些简单的车载系统，如温度控制、音响系统等。
2.传感器和外设的集成智能车载系统中需要集成很多传感器和外设，如GPS模块、摄像头、车载音响、气压传感器等。
这些外设需要与嵌入式平台进行连接和数据交互，通常采用串口、SPI、IIC等通信协议。
3.软件的开发智能车载系统的软件是关键部分，需要进行完整的需求分析、程序设计、编码和测试等工作。
常见的编程语言有C语言、Python、Java等。
对于复杂车载系统，建议使用RTOS(实时操作系统)，能够提高对系统资源的优化和调度。
4.系统的优化和调试在进行实际应用前，需要对系统进行多方面的优化和调试，确保其稳定性和可靠性。
嵌入式智能车辆操控技术研究与开发
嵌入式智能车辆操控技术研究与开发智能车辆是当今汽车行业发展的热点领域之一，嵌入式智能车辆操控技术作为智能车辆的核心技术之一，更是备受关注。
本文将重点探讨嵌入式智能车辆操控技术的研究与开发。
一、技术背景随着人工智能和物联网技术的不断发展，嵌入式智能车辆操控技术逐渐成为智能交通领域的重要组成部分。
嵌入式智能车辆操控技术通过引入智能传感器、图像识别、机器学习等先进技术，使车辆具备自主感知、决策和执行能力，实现更高级的自动化驾驶。
二、智能车辆操控系统1. 感知系统嵌入式智能车辆操控技术中的感知系统包括车辆周围环境感知和车内环境感知。
车辆周围环境感知依赖于传感器技术，包括激光雷达、摄像头、毫米波雷达等，通过对周围环境进行实时感知、识别和跟踪，获取道路状态、障碍物信息等。
车内环境感知则是通过传感器对车内信息进行感知，如驾驶员状态、车内温度等。
2. 决策系统决策系统是智能车辆操控技术中非常重要的一个部分，它通过分析感知系统获取到的环境信息，结合借鉴的驾驶经验和规则，做出相应的决策。
通过机器学习、深度学习等算法，决策系统可以实现自主的路径规划、避障、制动等功能，确保车辆安全行驶。
3. 执行系统执行系统是智能车辆操控技术的最后一步，它将决策系统做出的决策通过控制执行器（如操控系统、刹车系统等）实现车辆的具体动作。
执行系统需要高速响应，准确控制车辆的加速、转向、制动等动作，并及时根据新的环境信息进行调整。
三、技术挑战与解决方案嵌入式智能车辆操控技术研究与开发面临着诸多挑战，我们需要找到相应的解决方案。
1. 环境复杂性车辆行驶环境的复杂性是智能车辆操控技术研究中一个重要的问题。
面对各种复杂的道路条件、天气状况和动态障碍物等，如何快速准确地感知并做出正确决策是一个不容忽视的难题。
解决方案之一是通过更高分辨率的传感器，如高清摄像头和更灵敏的雷达，提高环境感知的准确性。
此外，融合多传感器数据以及使用机器学习算法提供更精确的环境感知也是解决方案之一。
智能小车控制系统设计实现
关键词：智能小车；控制系统；设计和实现1智能小车控制系统概述智能小车控制系统是一个综合、复杂的系统，其既有多种技术，也含有嵌入式的软件设备和硬件设备、图像识别、自动控制和电力传动、机械结构等技术知识，智能小车的控制系统主要是围绕嵌入式控制系统进行的，将其作为操控的中心，并借助计算机系统，最终完成自动造作和控制的过程[1]。
智能小车的控制系统流程图见图1所示。
2智能小车的设计和实现2.1智能小车的硬件设计硬件设计是保证智能小车平稳运行的必要条件，它关系着控制系统的精度和稳定性，因此在设计时需要用在模块化设计思想，该研究是通过采取硬件系统K60芯片作为核心控制器，并通过图像采集模块和电机、舵机驱动模块、测速模块、电源模块等组成硬件设计系统图，见图2。
首先，电源电路设计，该设计时智能小车的动力来源，为小车运行提供不断的电力，一般采取7.3V、容量为2000mAh的可充电型的镍铬电池作为电源，但是其不能直接为控制器传输电力，需要在转变电路后才可以进行传输。
转变电路可以保证控制器直接对电池内的电压进行调节，保证不同模块可以正常工作和运行，智能小车主要是依靠控制电力和电机驱动进行转变的。
其次是K60最小系统板，在设计时需要将K60的管脚部分做成最小系统的单独电路板，这样可以简化电路板的设计，促使调试更加顺利，K60系统板主要由K60芯片、复位电路、时钟电路、JTAG下载电路、电源滤波电路组成。
再其次是电机驱动电路，该电路是在集成芯片的驱动下进行的，可以为控制器更其他模块提供较大的电流最终集成电机驱动芯片，但是要特别注意这部分因为在电机驱动过程中有较大的分功率，会导致小车在进行调试时因为过大的电流导致小车电路发生堵塞现象，而使小车电路被烧毁，因此需要设计者避免这种现象，可以将驱动电路做成驱动板[2]。
最后是舵机接口电路。
在智能小车设计中，舵机主要保证小车可以顺利转向，因此舵机的运行电压、转向动作、转向速度都是需要考虑的因素，一般选择舵机时主要选择Futaba3010，选择供电电压为6V。
嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
董宗祥;石红瑞;杨杰
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2010(0)2
【摘要】智能小车作为智能车辆的仿真车,是研究智能车辆的基础;介绍了智能小车测控系统的结构和软硬件实现;系统以ARM9为控制器,采用μC/OS-Ⅱ操作系统,用红外传感器识别路径,采用模糊自适应PID控制策略得到控制量,并最终通过舵机和直流电机对小车的位置和速度进行控制;测试结果表明,在该控制系统下,智能小车具有良好的位置跟踪和快速切换速度性能,该系统可以作为对智能车辆进一步研究的平台.
【总页数】4页(P357-359,362)
【作者】董宗祥;石红瑞;杨杰
【作者单位】东华大学信息科学与技术学院,上海,201620;东华大学信息科学与技术学院,上海,201620;东华大学信息科学与技术学院,上海,201620
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.6
【相关文献】
1.基于B/S架构的嵌入式WEB测控系统的设计与实现 [J], 邓轻松
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3.基于ARM9的嵌入式智能小车设计与实现 [J], 阮文进
4.嵌入式智能小车的设计与实现 [J], 梁明亮;孙逸洁
5.嵌入式智能小车的设计与实现 [J], 李越
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智能小车_嵌入式系统设计
智能小车是在动态不确定环境下对人工智能的考验，是以各种工控目的为载体的高科技对抗，是培养信息、自动化领域科技人才的重要手段，同时也是展示高科技水平的生动窗口和促进科技成果实用化和产业化的有效途径。
智能小车的研究融入了机器人学、机电一体化技术、通讯与计算机技术、视觉与传感器技术、智能控制与决策等多学科的研究成果，反映出一个国家信息与自动化技术的综合实力。
所以本论文对智能小车的研究意义重大。
一、总体设计方案 (2)1.总体方案 (2)2.平台选取 (2)3.可行性论证 (3)二、软件编码 (3)1.PWM模块 (3)2.红外线接收模块 (8)3.红外探头模块 (16)三、程序调试 (25)四、小结 (25)一、总体设计方案1.总体方案智能小车可在自主行驶和人工控制两种模式之间切换，并实现自动避障。
通过PWM输出驱动步进电机来实现小车的行驶，改变PWM的周期、占空比、正反则可以实现前进、后退、转弯、加速、减速等行为。
通过红外探头检测前方障碍实现自动避障。
外接红外线接收器，可以通过自制的红外线遥控来控制小车的行为。
2.平台选取EasyARM1138开发板开发板搭载Luminary LM3S1138芯片，为32位ARM Cortex –M3内核（ARM v7架构），50Mhz运行频率。
拥有7组GPIO，可配置为输入、输出、开漏、弱上拉等模式。
4个32位Timer，每个都个拆分为2个独立子定时器。
6路16位PWM，通过CCP管脚能产生高达25Mhz的方波。
自制车架车轮用步进电机精确控制，步进电机用放大电路驱动，受PWM信号控制。
锂离子电池给放大电路和开发板供电。
车架前方有红外探头，通过即时返回数据进行判断实现自动避障。
开发板外接红外线接收头，实现红外线人工控制。
编程开发平台IAR Embedded WorkbenchIAR是LM3S系列适配的开发平台之一，适合用C语言和库函数进行编程，操作简单，较易上手。
3.可行性论证LM3S1138芯片的资源比较丰富，自带Timer产生PWM方波。
基于嵌入式系统的车辆监控与调度系统的设计与实现
基于嵌入式系统的车辆监控与调度系统的设计与实现近年来，随着车辆的普及化和交通事故的不断发生，车辆安全问题越来越引人关注。
为了提高车辆安全性和管理效率，基于嵌入式系统的车辆监控与调度系统已成为当今的热门研究方向。
本文将从系统设计与实现两个方面，详细介绍基于嵌入式系统的车辆监控与调度系统。
一、系统设计1.系统概述基于嵌入式系统的车辆监控与调度系统以实时监测车辆状态、提高车辆利用率和降低维护成本为主要目标。
该系统包括车载终端、服务器和移动端三个模块，车载终端通过传感器不断采集车辆信息后，通过网络上传至服务器进行数据处理和存储，移动端则负责车辆的实时监测和调度。
2.功能模块车辆监控与调度系统主要包括以下功能模块：（1）车辆状态监测：该模块主要通过传感器采集车辆的状态信息，如速度、油耗、空气质量等，实时监测车辆的运行状况，并在出现异常情况时进行报警。
（2）车辆调度管理：该模块主要通过移动端进行车辆调度管理，实现对车辆的实时监测、路径规划和调度指令下发等功能，进一步提高车辆的安全性和运营效率。
（3）数据分析管理：该模块主要对车辆信息进行分析，提供数据分析报告，帮助管理者了解车辆的实际状况和运营效率，并为后续运营管理提供参考依据。
3.技术方案在针对车辆监控与调度系统实现的过程中，我们采用以下技术方案：（1）嵌入式系统：采用ARM嵌入式处理器作为车载终端的主控处理器，实现数据处理、存储和上传等功能。
（2）通讯模块：采用GPRS通讯模块实现车载终端与服务器之间的数据传输功能，确保数据的安全性和准确性。
（3）传感器：采用多功能传感器，如GPS、气压传感器等，实现车辆信息的实时采集。
二、系统实现1.硬件部分（1）车载终端硬件设计：车载终端采用ARM9嵌入式处理器作为主控处理器，并配备GPS、气压传感器和GPRS通讯模块，实现车辆信息的实时采集和上传。
（2）服务器硬件设计：服务器采用双路Intel Xeon E5-2620v2处理器，配置64GB内存和4TB硬盘，实现数据的实时处理和存储。
基于嵌入式系统的车辆安全监控系统设计与实现
基于嵌入式系统的车辆安全监控系统设计与实现近年来，人们对车辆安全问题的关注度越来越高，尤其是在交通事故频发的现代社会，车辆安全监控系统逐渐成为了必要的安全防护措施之一。
本文将从设计和实现的角度出发，探讨基于嵌入式系统的车辆安全监控系统。
一、需求分析要设计一款有用的车辆安全监控系统，首先需要进行需求分析，明确监控系统需要实现的功能。
根据市场上已有的产品，我们可以大致了解到车辆安全监控系统需要具备的以下几个方面的功能：1）路况监测；2）车辆状态监控；3）报警功能；4）远程控制。
二、方案设计在明确了需求后，下一步需要根据需求设计出一套完整的方案。
考虑到车辆安全监控系统的特殊性质，采用嵌入式系统设计方案是比较合理的选择。
我们可以先将整个系统分为两个主要模块：传感器模块和控制器模块。
1、传感器模块传感器模块是车辆安全监控系统的核心部分。
传感器模块需要安装在车辆上，使用各种传感器对车辆周围环境和车辆状态进行监测。
传感器模块的主要功能有：1）安装在车辆周围进行路况监控。
可选择使用摄像头、雷达、红外线传感器等多种传感器对道路状况进行监测，比如识别车道线、交通标志等，以便于实时分析道路状况。
2）安装在车载系统中进行车辆状态监测。
可选择安装车速传感器、电机温度传感器、油量传感器等传感器，实时检测车辆状态参数，方便及时判断车辆状态是否异常。
3）安装在车辆的外部和内部进行报警功能。
可选择使用摄像头、声波传感器等传感器，实时监测车辆周围环境，如果监测到异常情况（比如车辆撞车、有人从车内下车等），及时发出报警提示。
2、控制器模块控制器模块主要用于对传感器模块进行控制，以及对传感器模块获取的数据进行处理和分析，最后再根据需要进行报警和远程控制等功能。
控制器模块的主要功能有：1）通过网络连接和服务器进行交互。
可选择使用GPRS、GPS等技术实现网络连接，方便对传感器模块进行控制和进行数据传输。
2）处理和分析传感器数据并进行处理。
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能车载系统设计与实现第一章绪论随着智能化、自动驾驶时代的到来，基于嵌入式系统的智能车载系统成为汽车电子领域的热门话题。
智能车载系统通过数据采集、处理、自主驾驶等实现了对行车环境的智能感知，能够自动规避障碍物、自主导航等，为驾驶员提供更加优质的驾驶体验，为交通安全做出了巨大的贡献。
本文旨在探究基于嵌入式系统的智能车载系统的设计与实现。
第二章基于嵌入式系统的智能车载系统的系统结构智能车载系统结构通常由感知单元、控制单元和执行单元三部分组成。
其中，感知单元对车辆周围环境进行感知，包括距离测量、图像识别、传感器检测等，控制单元对感知单元采集到的数据进行处理，并根据处理结果输出相应的控制指令，执行单元对控制单元发出的控制指令进行执行，例如车辆转向、刹车等。
第三章基于嵌入式系统的智能车载系统的功能设计基于嵌入式系统的智能车载系统的功能设计应该考虑到以下几个方面的需求：1.感知单元的功能设计感知单元应该能够对整个环境进行感知，包括距离测量、图像识别、传感器检测等。
其中，远程测距模块负责检测周围障碍物和车辆间的距离，图像识别模块负责识别车道、交通标志、行人、车辆等，传感器检测模块负责检测汽车的速度、转向、刹车等状态。
2.控制单元的功能设计控制单元应该能够对感知单元采集到的数据进行处理，并根据处理结果输出相应的控制指令。
例如，当传感器检测到汽车前方有障碍物时，控制单元应该发出刹车指令，当传感器检测到汽车即将偏离车道时，控制单元应该发出转向指令。
3.执行单元的功能设计执行单元应该负责汽车的具体操作，例如车辆转向、加速、刹车等。
执行单元需要根据控制单元发出的指令进行具体的操作，确保汽车在安全的状态下行驶。
第四章基于嵌入式系统的智能车载系统的技术实现技术实现方面，基于嵌入式系统的智能车载系统需要采用大量先进的技术手段。
例如，需要采用计算机视觉、人工智能等技术来实现对车道、交通标志、行人、车辆等的识别和跟踪；需要采用深度学习等技术来实现对数据的处理和分析；需要采用ROS等技术框架来实现模块化开发和快速迭代等。
新能源汽车的嵌入式系统设计与实现
新能源汽车的嵌入式系统设计与实现随着环境保护与可持续发展意识的提高，新能源汽车的发展迅速，成为了汽车产业的重要方向。
而新能源汽车的核心技术之一，就是嵌入式系统的设计与实现。
本文将从嵌入式系统的定义、设计原则和实现过程等方面，对新能源汽车的嵌入式系统进行详细解析。
什么是嵌入式系统？嵌入式系统是指被嵌入到其他设备中的计算机系统，它拥有专用的功能和特定的设计约束。
在新能源汽车中，嵌入式系统起到了连接各个汽车子系统的作用，比如电池管理系统、电机控制系统、充电管理系统等等。
这些嵌入式系统通过采集和处理传感器、执行控制算法等方式，实现对新能源汽车的各项功能进行管理和控制。
嵌入式系统的设计原则在设计新能源汽车的嵌入式系统时，需要遵循一些原则，以确保系统的稳定性、高效性和安全性。
1.模块化设计模块化设计是指将整个嵌入式系统拆分为多个独立的模块，每个模块独立开发和测试，并通过标准接口进行通信。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性，同时也降低了开发和测试的难度。
2.实时性要求新能源汽车的嵌入式系统需要实时响应各种传感器数据和控制指令，以确保汽车系统的安全和稳定运行。
因此，在设计过程中需要考虑系统的实时性要求，选择合适的硬件平台和实时操作系统，并进行严格的调度和优化。
3.低功耗设计由于新能源汽车使用的是电池作为能源，因此嵌入式系统设计中需要考虑功耗的问题。
通过选择低功耗的处理器、优化算法和合理的节能策略，可以延长电池的使用时间，提高整个系统的能效。
4.安全性设计新能源汽车的嵌入式系统需要具备良好的安全性能，以防止恶意攻击和故障导致的安全风险。
在设计过程中，需要采用合适的加密算法、认证机制和防护措施，确保系统中的数据和指令不被篡改或窃取。
嵌入式系统的实现过程嵌入式系统的实现过程包含硬件设计和软件开发两个方面。
硬件设计硬件设计是指选择合适的处理器、传感器和控制器，并进行电路设计、PCB布线和制造。
在新能源汽车的嵌入式系统中，需要选择低功耗、高性能的处理器，并配置相应的外设接口，以实现与其他子系统的通信和控制。
嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
控制技术计算机测量与控制.2010.18(2) Computer Measurement &Control ・357・收稿日期:20090815; 修回日期:20090920。
作者简介:董宗祥(1981),男,黑龙江人,硕士研究生,主要从事检测与控制、嵌入式系统的研究。
石红瑞(1968),女,博士,副教授,硕士生导师,主要从事过程控制,仪器仪表方向的研究。
文章编号:16714598(2010)02035703 中图分类号:TP24216文献标识码:A嵌入式智能小车测控系统的设计与实现董宗祥,石红瑞,杨 杰(东华大学信息科学与技术学院,上海 201620)摘 要:智能小车作为智能车辆的仿真车,是研究智能车辆的基础;介绍了智能小车测控系统的结构和软硬件实现;系统以ARM9为控制器,采用μC/OS 2II 操作系统,用红外传感器识别路径,采用模糊自适应PID 控制策略得到控制量,并最终通过舵机和直流电机对小车的位置和速度进行控制;测试结果表明,在该控制系统下,智能小车具有良好的位置跟踪和快速切换速度性能,该系统可以作为对智能车辆进一步研究的平台。
关键词:智能小车;ARM9;μC/OS 2II ;模糊自适应PIDDesign and Implem entation of Emb edd ed Sm art C ar M easu rem ent and C ontrol SystemDong Zongxiang ,Shi Hongrui ,Yang Jie(College of Information Science &Technology ,Donghua University ,Shanghai 201620,China )Abstract :As an emulator of t he intelligent auto ,t he smart car is t he basic object for t he research of intelligent auto.In t his paper ,t he structure of t he smart car was introduced and t he hardware and t he software were designed.The smart car control system was designed on t he ARM9core controller and operated in μC/OS 2II operation system ,wit h t he ultrasonic sensor as t he navigation.Fuzzy auto 2adjusted PID was used as control strategy and t he position and t he speed are controlled by steer motor and DC motor respectively.The test result s indicate t hat ,t he smart car had a position track and fast speed switch performance under t he control system.This system can be used as t he platform for furt her study of intelligent auto.K ey w ords :smart car ;ARM9;μC/OS 2II ;fuzzy auto 2adjusted PID.0 引言近年来,随着智能交通、人工智能以及控制技术的发展,智能车辆的研究在智能交通领域已成为热门课题[1]。
基于嵌入式系统的智能交通监控系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能交通监控系统设计与实现在现代社会中，随着交通工具的普及和道路网络的不断扩展，交通拥堵和交通事故已成为社会面临的重要问题。
为了解决这些问题，智能交通监控系统应运而生。
本文将介绍基于嵌入式系统的智能交通监控系统的设计与实现。
一、系统概述智能交通监控系统是一种通过感知和分析交通状况来实现交通监测和调度的系统。
该系统利用嵌入式系统和传感器技术，实时采集路况信息，并通过数据处理和分析算法，提供准确和可靠的交通监控结果。
二、硬件设计智能交通监控系统的硬件设计主要包括嵌入式系统和传感器。
嵌入式系统是系统的核心部件，负责数据的采集、处理和通信。
传感器用于感知环境信息，如车辆的位置、速度和车流量等。
在嵌入式系统设计方面，我们选择了一款性能强大且具有低功耗特性的嵌入式处理器作为核心芯片。
该芯片具备较高的计算能力和良好的扩展性，可以满足系统对实时性和可靠性的要求。
此外，嵌入式系统还需要配备足够的存储空间和通信模块，以便将采集到的数据传输到监控中心。
传感器的选择应基于实际需求。
例如，通过使用摄像头传感器可以实时捕获道路情况，包括车辆数量、车辆类型和车速等信息。
通过使用微波传感器可以探测车辆的距离和速度。
通过使用地磁传感器可以检测车辆的到达和离开时间。
三、软件设计智能交通监控系统的软件设计包括系统驱动程序的开发、数据处理算法的设计和用户界面的实现。
系统驱动程序负责与硬件设备的交互，确保数据的准确采集和传输。
数据处理算法根据采集到的数据进行分析和处理，提取有关交通状况的关键信息，并将结果反馈给用户。
用户界面是与系统交互的窗口，通过直观的界面展示交通监控结果，同时提供用户操作和设置的功能。
在软件设计方面，我们采用了C和C++等编程语言，结合相应的开发工具和库函数，来实现系统的各个模块。
数据处理算法应综合考虑不同传感器的数据差异，并使用适当的算法对数据进行分析和处理。
用户界面的设计应简洁直观，易于操作。
四、系统实现智能交通监控系统的实现需要经过多个阶段，包括系统的搭建、软件的开发和硬件的调试。
基于嵌入式系统开发的智能小车控制方法研究与实现
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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。
嵌入式系统程设计 简易智能小车
江西理工大学机电工程学院自动化083 7号钟延江西理工大学嵌入式系统课程设计题目：简易智能小车学院：机电工程学院专业：自动化班级：083学生：钟延学号：07号指导教师：王祖麟温如春摘要本设计采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心。
我们使用L298来驱动直流电机的转动；我们使用三端稳压集成电路7805、7812做成的稳压电源作为电机、H桥的工作电源。
引脚13、19接ARM7系列LPC2103的两路PWM来控制整个电路的导通、断开、速度的大小，当PWM输出为高电平时，整个电路处于导通，实现电机可以转动；当PWM输出为低电平时，整个电路断开，实现电机不能转动；当PWM的占空比发生变化时，实现电机的速度发生大小改变。
综上所述：实现了电机的驱动，分别使用了ARM上的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3作为GPIO控制两个电机的正反转；分别使用ARM上的P0.13、P0.19作为PWM来控制电机的转速。
同时，在调速时，可以利用示波器，方便看出，PWM输出的占空比，使得调节更加直观。
【关键字：2103 L298 PWM 电机】目录第1章设计概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计任务和要求 (1)1.3设计方案 (1)第2章器件选择 (2)2.1ARM内核 (2)2.2电机选择 (3)第3章功能模块描述 (4)3.1电源模块 (4)3.2H桥模块 (5)3.3键盘显示板模块 (7)第4章软件设计 (9)第5章功能实现描述 (10)第6章实践感悟 (11)第7章致谢 (12)第8章参考文献 (13)第9章附录 (14)第1章设计概述1.1 设计目的采用ARM7系列的LPC2103作为智能小车的检测和控制核心，利用PWM技术来调节输出电压的占空比，实现直流调速的功能模块。
并且通过键盘显示板控制小车的转向，学会使用键盘显示板实现人机对话。
最终达到动态控制小车电动机的转速，使得小车可以实现前进，后退，转弯的功能。
嵌入式小车实验报告
嵌入式系统实验报告一、实验目的1.熟悉Keil集成开发环境的使用2.熟悉STM32F107v实验板3.掌握相关中断设计技巧4.熟练运用ADC转换二、实验要求1.小车速度控制实现小车速度的控制，能够根据小车当前的运动状态对小车的速度快慢进行调节。
2.小车方向控制车辆的方向控制，不对转向角度提出要求；能够在运行过程中，需要根据具体的路况对自身运行状态进行相应的控制，能够进行以下四种状态的切换：前进：四个车轮能够同时朝着前进的方向进行运动，保证速度一致；后退：四个车轮能够同时朝着后退的方向进行运动，保证速度一致；左转：左边的两个轮子后退，而右边的两个轮子前进。
右转：右边的两个轮子后退，而左边的两个轮子前进。
3.串口控制要求能够使用串口功能，实现小车的远程控制，最好是采用无线通信接口进行控制，能够将小车的所有功能实现三、实验原理1.硬件配置该实验利用L298N电机驱动芯片作为开发板与电机的连接件。
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。
该芯片采用15脚封装。
主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。
内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。
使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。
简要说明：●工作电压：控制信号直流5V；电机电压直流3V~46V（建议使用36伏以下）●最大工作电流：2.5A●额定功率：25W●特点：1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有过电压和过电流保护5、可单独控制两台直流电机6、可单独控制一台步进电机7、PWM脉宽平滑调速8、可实现正反转2.产生 PWM波以及TIM定时器的设置为获取PWM波我们首先对TIM进行设置，由于TIM是可编程的定时器，则可以认为是脉宽可调的波形。
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ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ
万方数据
第２期
董宗祥．等：嵌入主要由以下几部分组成：通讯模块，实时路径探测模块， 实时速度获取模块，位置和速度闭环控制模块，ＬＣＤ显示模 块，电源监控模块。应用程序软件流程图如图３所示。
３智能小车控制系统的软件设计
控制系统的软件设计分为３个层次：物理层、操作系统层 和任务层。物理层包括存储器分配、启动代码编写等底层软件 设计；操作系统层包括／，Ｃ／ＯＳ－ＩＩ移植和任务的分配。任务层 主要包括路径提取和控制策略等应用程序的设计。 ３．１物理层软件设计
本文设计的启动代码放在ｓ３ｃ２４４０ｉｎｉｔ．Ｓ文件里，启动代 码实现定义人口地址，初始化堆栈和外部数据空间，设置中断 异常向量表，Ｎｏｒ Ｆｌａｓｈ和Ｎａｎｄ Ｆｌａｓｈ启动选择，搬运程序到 ＳＤＲＡＭ中，搬运完成后跳转到ｍａｉｎ函数执行。
［至委亘困篓墨兰蔓茎釜兰！茎篁！釜兰
：塑！
一Ｉ
ＩＩ——●—＿——●———●■———●—●———■————■■———●——●－—－——●＿—————●—＿＿————＿—＿●—●●■————————●■—●————■●■———●—●■——■—■—————●■——●———＿
文章编号：１６７１—４５９８（２０１０）０２—０３５７—０３
ＡＲＭ要求必须将中断向量表存放在规定的地址内，当有 中断发生时，ＣＰＵ通过中断向量表中存放的跳转指令，转到 对应的中断服务程序。ＡＲＭ要求异常中断向量表必须放在从 ０地址开始的连续８×４字节空间，对应ＡＲＭ的８种中断异常 情况。外部中断向量表放在从０ｘ２０到ＯｘｅＯ的连续地址空间。 本设计将中断向量表对应的中断处理程序入口地址统一存放在 ＳＤＲＡＭ中从０ｘ３３ＦＦＦＦ００开始的一段连续的地址空间中。 ３．２ Ｉ－Ｃ／ＯＳ－ＩＩ的移植
｝ｔＣ／ＯＳ－ＩＩ是一个可移植、固化、裁剪的占先式实时多任 务内核，它采用标准的ＡＮＳＩＣ语言编写，使之可供不同架构 的微处理器使用［６］。ＡＲＭ处理器完全满足ｔ－Ｃ／ＯＳ－ＩＩ移植到该 处理器上要求。
下面将移植过程与工作内容描述如下： ①ＯＳ—ＣＰＵ．Ｈ中用＃ｄｅｆｉｎｅｓ定义的与处理器相关的常 量，宏和类型定义。在此文件中设置ＯＳ—ｃＲＩＴＩＣＡＬ— ＭＥＴＨＯＤ的值为３，设置０Ｓ—ＳＴＫ—ＧＲ（）ｗＴＨ的值为１， 用ｔｙｐｅｄｅｆ命令定义１０种数据类型，定义堆栈的宽度为３２位。 ②ＯＳ—ＣＰＵ—Ｃ．Ｃ中编写６个函数，其中５个函数为钩 子函数只要声明没必要包含代码。另一个函数是ｏＳＴａｓｋＳｔ— ｋｌｎｉｔ（），这个函数实现为任务初始化堆栈，被ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅ （）和ＯＳＴａｓｋＣｒｅａｔｅＥｘｔ（）这两个函数调用，这里初始化了 处理器在任务切换时存入堆栈中的１５个寄存器为ＬＲ、Ｒ０～
图２控制器及外围部件框图
２．２导航单元 选择十二对红外收发对管ＲＰＲ一２２０作为路径探测传感器，
十二对红外传感器“一”字排开作为智能小车的导航单元，安 装在车体的前端。为了提高抗干扰能力和节能，控制器通过十 二路通道定时发送高频通断信号驱动ＲＰＲ一２２０传感器的发射 管。ＲＰＲ－２２０接收管接收到的是模拟信号，控制器有两种方 式接收信息，一种是将模拟信号先经过放大电路，然后送给比 较器变成数字量信号再送给控制器；另一种是将模拟信号直接 传送给控制器的ＡＤ接口，这样做可简化外围电路，但ＡＤ转 化需要花费ＣＰＵ时间，降低了智能小车对路径信息采集的实 时性，本文选择了前者。 ２．３执行单元 ２．３．１直流电机驱动和速度检测
１智能小车系统结构
图１（ａ）为基于ＡＲＭ９和ｇＣ／ＯＳ－ＩＩ的智能小车控制系统 结构层次图，控制系统主要包括４个模块：探测模块，电源模 块，通信模块，控制和执行模块。图１（ｂ）为智能小车实 物图。
收稿日期：２００９—０８—１５ｆ修回日期：２００９—０９—２０． 作者简介：董宗祥（１９８１一），男，黑龙江人，硕士研究生，主要从事检 测与控制、嵌入式系统的研究。 石红瑞（１９６８一），女，博士，副教授，硕士生导师，主要从事过程控 制，仪器仪表方向的研究。
文本选用的用于速度控制的直流电机型号为ＲＳ－３８０Ｓ，使 用Ｈ桥驱动芯片Ｍｃ３３８８６驱动直流电机，采用两路ＰＷＭ控制 驱动芯片为直流电机提供电流。选两路ＰＷＭ可以方便地控制 电机的正反转，以达到反转刹车的作用。智能小车前行的过程 中受到电池电压降低、电磁场、轮胎磨擦、转向轮转向阻力等
不定闪素的干扰，开环控制无法满足性能要求，凶此闭环控制 是必须的。实施闭环控制须对速度进行实时探测，这里使用的 速度传感器型号为ＩＳＣ３００４旋转编码器，精确度达到３６０ｐ／ｆｉ“。 ２．３．２舵机控制
关麓词：智能小车，ＡＲＭ９，“Ｃ／０§ＩＩ；模糊自适应ＰＩＤ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｍａｒｔ Ｃａｒ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｄｏｎｇ Ｚｏｎｇｘｉａｎｇ，Ｓｈｉ Ｈｏｎｇｒｕｉ，Ｙａｎｇ Ｊｉｅ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａｎ ｅｍｕｌａｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｕｔｏ，ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｃａｒ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｏｂｊｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｕｔｏ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ。ｔｈｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｃａｒ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｅａｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ９ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｇＣ／ＯＳ－ＩＩ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ。ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｅｎｓｏｒ ａｓ ｔｈｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ．Ｆｕｚｚｙ ａｕｔｏ－ａｄｊｕｓｔｅｄ ＰＩＤ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｓｔｅｅｒ ｍｏｔｏｒ ａｎｄ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｃａｒ ｈａｄ ａ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｒａｃｋ ａｎｄ ｆａｓｔ ｓｐｅｅｄ ｓｗｉｔｃｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｕｔｏ．
中图分类号：ＴＰ２４２．６
文献标识码：Ａ
嵌入式智能小车测控系统的设计与实现
董宗祥，石红瑞，杨 杰
（东华大学信息科学与技术学院，上海２０１６２０）
摘 耍：智能小车作为智能车辆的仿真车，是研究智能车辆的基础；介绍了智能小车测控系统的结构和软硬件实现；系统以ＡＲＭ９ 为控制器，采用肛Ｃ／ＯＳ－ＩＩ操作系统，用红外传感器识别路径，采用模糊自适应ＰＩＤ控制策略得到控制量，并最终通过舵机和直流电机对 小车的位置和速度进行控制，测试结果表明，在该控制系统下，智能小车具有良好的位置跟踪和快速切换速度性能，该系统可以作为对 智能车辆进一步研究的平台。
本文研究的用于位置控制，舵机选择的是ＦＵＴＡＢＡ公司 的￥３０１０型扭力型伺服机，它直接由控制器输出的ＰＷＭ信号 控制。舵机的转角和ＰＷＭ的占空比存在一定的线性关系，控 制器只需改变ＰＷＭ的占空比即可灵活地控制智能小车行进的 方向。舵机的响应速度为０．１６ｓｅｃ／６０（６．０Ｖ），本设计通过延 长力臂的方式增强对小车位置控制的实时性。
本文设计的智能小车基于ＡＲＭ９控制器和ｐｃ／ｏｓ－ＩＩ操作 系统。首先概述智能小车的系统结构，然后介绍控制器、导 航、无线串口通讯、执行等单元的硬件设计，接着分析“Ｃ／ ＯＳ－ＩＩ操作系统的移植、路径提取方法和控制策略，最后在赛 道参数典型值为２５ ｍｍ的标准道路上对智能小车的性能指标 做了测试，并对测试结果进行分析。
智能小车的硬件是整个控制系统能否顺利运行的基础。硬 件以ＡＲＭ９核控制芯片为控制器，用红外传感器识别路径， 使用舵机和直流电机分别进行位置控制和速度控制。硬件包 括：控制器及外围电路单元，导航单元，执行单元。 ２．１控制器与外围电路单元
Ｓ３Ｃ２４４０Ａ是整个控制系统的核心部件，它完成从导航单 元获取路径信息，采集瞬时速度，进行数据处理，控制算法运 算，输出控制量和上位机通讯等功能。为了使得控制器发挥更 稳定的处理性能，还需设计电源模块、复位电路、内存扩展、 ＬＣＤ显示和ＪＴＡＧ调试等外围辅助电路，控制器与外围部件 框图如图２所示。
Ｒ１２、ＣＰＳＲ。
③在０ｓ—ＣＰＵ一八Ｓ文件里用汇编语言编写５个函数： ＯＳＣｔｘＳｗ（）——任务级的任务切换函数，ＯＳＩｎｔＣｔｘＳｗ （）——中断级的任务切换函数，ＯＳＳｔａｒｔＨｉｇｈＲｄｙ（）——优先 级最高的就绪任务函数，ＯＳ—ＣＰＵ—ＩＲＱ—ＩＳＲ（）——ｌＲＱ中 断服务函数。０ｓＴｉｃｋｌＳＲ（）——时钟节拍中断服务函数。 ３．３应用程序的设计
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图３应用程序软件流程图
处理器初始化时，通过配置￥３Ｃ２４４０Ａ的ＰＬＬ寄存器使 处理器工作在４００Ｍ的系统频率下。“Ｃ／ＯＳ－ＩＩ初始化时，０Ｓ— Ｉｎｉｔ（）初始化全局变量和数据结构，并创建具有最低优先级 和永远处于就绪状态的空闲任务ＯＳＴａｓｋｌｄｌｅ。调用０ｓＴａ— ｓｋＣｒｅａｔｅ（）函数创建优先级最高的ＭａｉｎＴａｓｋ任务，应用程 序划分为６个任务块来实现，这６个任务由主任务ＭａｉｎＴａｓｋ 创建，优先级依次降低，各个任务的详细功能描述如下。