智能小车设计PPT
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智能小车毕业设计答辩ppt课件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
结论
本设计方案按照任务书的要求，以AT89C250单片机 为控制核心，结合红外光寻迹传感器，电机控制模 块实现小车的自动寻迹功能（按路面的黑色轨道行 驶），基本完成各项指标，实现小车智能化
制作的PCB图
通过protel2004画出原理图之后在制作PCB图如下：
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
小车形成
PCB图熨在覆 铜板上
腐蚀覆铜板
覆铜板打孔
焊接元器件
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
小车流程图
左边
红外检测
中间
单片机 AT89C2051 驱动电机
运行
右边
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
系统设计选择
u选择Atmel公司的AT89C2051单片机作为主控制器。AT89C2051是一 个低功耗，高性能的8位单片机，32个IO口， 2个16位可编程定时计数 器。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
电路原理图
通过protel2004软件画出来的原理图如下：
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
智能小车设计ppt课件
导航策略
当检测到障碍物时，采用绕行、停止等策略进行避障操作。
避障策略
硬件调试
检查电路连接是否正确，电源供电是否稳定，传感器是否工作正常等。
软件调试
采用单步调试、断点调试等方法对程序进行逐步排查，找出问题所在并进行修改。
问题解决方法
针对常见问题，如传感器失灵、小车无法直行等，提供相应的解决方法。同时，也可通过查阅相关资料、请教专业人士等方式寻求帮助。
问题三
智能小车的成本控制仍需改进。建议通过优化设计方案、降低采购成本、提高生产效率等措施，降低小车的制造成本和售价。
随着人工智能、物联网、云计算等技术的不断发展，智能小车将更加智能化、自主化和网络化，实现更高级别的自动驾驶和协同作业。
技术趋势
智能小车将在更多领域得到应用，如智能交通、智慧城市、智能家居等，成为未来智能生活的重要组成部分。
精确性
提高智能小车的导航精度和搬运精度，确保准确无误地完成任务。
设计目标
设计一款具有自主导航、避障、搬运等多种功能的智能小车，实现智能化、自动化运行。
稳定性
确保智能小车在各种环境下都能稳定运行，不出现意外情况。02CHAPTER
智能小车硬件设计
选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
主控芯片类型
主控芯片原理
主控芯片优势
通过内部CPU、存储器和外设接口等资源，实现对小车各项功能的精确控制。
具有高集成度、高可靠性和易于开发等特点，满足智能小车复杂控制需求。
03
02
01
红外传感器
超声波传感器
陀螺仪传感器
加速度传感器
01
02
03
04
用于检测障碍物，实现避障功能。
当检测到障碍物时，采用绕行、停止等策略进行避障操作。
避障策略
硬件调试
检查电路连接是否正确，电源供电是否稳定，传感器是否工作正常等。
软件调试
采用单步调试、断点调试等方法对程序进行逐步排查，找出问题所在并进行修改。
问题解决方法
针对常见问题，如传感器失灵、小车无法直行等，提供相应的解决方法。同时，也可通过查阅相关资料、请教专业人士等方式寻求帮助。
问题三
智能小车的成本控制仍需改进。建议通过优化设计方案、降低采购成本、提高生产效率等措施，降低小车的制造成本和售价。
随着人工智能、物联网、云计算等技术的不断发展，智能小车将更加智能化、自主化和网络化，实现更高级别的自动驾驶和协同作业。
技术趋势
智能小车将在更多领域得到应用，如智能交通、智慧城市、智能家居等，成为未来智能生活的重要组成部分。
精确性
提高智能小车的导航精度和搬运精度，确保准确无误地完成任务。
设计目标
设计一款具有自主导航、避障、搬运等多种功能的智能小车，实现智能化、自动化运行。
稳定性
确保智能小车在各种环境下都能稳定运行，不出现意外情况。02CHAPTER
智能小车硬件设计
选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
主控芯片类型
主控芯片原理
主控芯片优势
通过内部CPU、存储器和外设接口等资源，实现对小车各项功能的精确控制。
具有高集成度、高可靠性和易于开发等特点，满足智能小车复杂控制需求。
03
02
01
红外传感器
超声波传感器
陀螺仪传感器
加速度传感器
01
02
03
04
用于检测障碍物，实现避障功能。
基于单片机智能小车ppt课件
本次设计的智能小车是沿黑线行驶的，由于黑纸和白色纸质地板对光线的 反射系数不同，因此可以通过反射光的强弱来使小车沿着黑线行驶。其具体工 作过程如下：小车沿白色纸质地板行驶，安装在小车下的红外发光二极管发射 红外线信号，遇到白线时，红外线会被反射回来，被光敏三极管吸收，光敏三 极管将会被导通，比较器输出低电平；遇到黑线时，红外线信号被黑色吸收， 不会反射回来光敏三极管处于截止状态，比较器输出高电平。将检测到的信号 送到单片机I/O口，当I/O口检测到高电平的信号时，表明红外线信号被黑色吸 收，小车正在沿黑线行驶，没有偏离轨道；当I/O口检测到低电平的信号时，表 明红外线被反射回来，被光敏三极管吸收，小车检测到了白色，已偏离了轨迹 ，需要调用循迹子程序来纠正轨迹。左边检测到白色时小车右转、右边检测到 白色时小车左转、两边都检测到白色时小车会自动停车、两边都检测不到白线 时，表明小车正在沿着预定轨迹行驶，没有偏离轨迹。 智能小车的避障也是通过这一原理实现的，不同的是避障电路安装位置不 同，避障电路安装在小车的车头，当有障碍物时红外线会被反射回来，比较器 输出低电平，无障碍物时，无红外线反射回来，比较器输出低电平，左边检测 到障碍物时小车右转、右边检测到障碍物时小车左转、两边都检测到障碍物时 小车会自动停车、两边都检测不到障碍物时，小车会按原定路线继续向前行驶。 这里就不再做详细的介绍了。
如上图所示，为HS1838的接受到的红外码。在没有信号输入 时，HS1838输出高电平，有信号输入时，接收到红外码时首先输 出9ms的低电平，再输出4.5ms的引导码，接着输出数据。数据0 是0.56ms的低电平和0.56ms的高电平，数据1是0.56ms的低电平 和1.68ms的高电平。可见0和1的区别在于高电平持续时间的长短 不同，根据这个区别我们就可以见别出0和1了。但是在解码之前 需要判断引导码，如果引导码不正确就不解码，所谓判断引导码， 就是看看是否有9ms的低电平和4.5ms的高电平。
智能循迹小车ppt文档全文预览
REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法， 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块，提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域，验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合， 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中，可以采用分模块调试的方法，逐个验证每个模块的功能是否正常；同时，可以利用串口通信等手 段，实时输出调试信息，帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化，可以采用动态阈值调整的方法，提高轨迹检测的准确性；针对电机控制的优化，可以采用 PID控制算法，提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外，还可以通过硬件升级、算法改进等手段，进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用，如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略，实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平，如实 现自主导航、避障、路径规划等功能， 使其更加适应复杂环境。
2023
2023
REPORTING
智能循迹小车ppt文档 全文预览
2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01
多功能智能小车的设计27页PPT
中断返回
寻迹子程序
循迹检测开始
PINA&0X38=0X00 N
PINA&0X38=0X08 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X20 N
PINA&0X38=0X28 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X38
返回
Y 出界，后退探测 熄灭全部LED
Y 转右点亮右边 LED
MC33886驱动电机原理
电机 供电 电源
MC33886
电 机 驱 动
保护电路
左电机
+5V直 流逻辑电平
右电机
保护电路
元件安装
前 测障红外传感器
光敏电阻
跳绚霓虹灯
蜂鸣器 后
寻迹光电开关 车体中心
转向灯
数据采集原理
A/D转换技术——A/D转换器将电位器输入的模拟电 压转换成数字量，然后送入单片机进行处理。
Y 前 进 两 个 LED 点 亮
Y 转左点亮左边 LED
Y 直行点亮两个 LED
Y 前进点亮两个 LED
Y 十字线或终点转 左探测
硬件看门狗电路
MCU监控电路，即看门狗电路，时刻监视着单片机的运行状态， 当单片机进入死寻环或死机后，复位单片机，使系统重启，从而 保证系统的正常运行。它实际上是一个定时器，这个定时器只要 上电就开始运行，当外界给它一个跳变的脉冲时，定时器就清零。 如果外界超过一定时间没有跳变脉冲输入，则该定时器一直运行 到溢出，这时就会输出复位信号。在实际的系统中，单片机的一 个引脚接到看门狗电路的输入端，并每隔一段时间改变该引脚的 输出电平，使看门狗定时器清零，这叫做运行喂狗指令。当单片 机进入死寻环或死机而无法再持续执行喂狗指令时，看门狗就复 位单片机。
寻迹子程序
循迹检测开始
PINA&0X38=0X00 N
PINA&0X38=0X08 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X20 N
PINA&0X38=0X28 N
PINA&0X38=0X30 N
PINA&0X38=0X38
返回
Y 出界，后退探测 熄灭全部LED
Y 转右点亮右边 LED
MC33886驱动电机原理
电机 供电 电源
MC33886
电 机 驱 动
保护电路
左电机
+5V直 流逻辑电平
右电机
保护电路
元件安装
前 测障红外传感器
光敏电阻
跳绚霓虹灯
蜂鸣器 后
寻迹光电开关 车体中心
转向灯
数据采集原理
A/D转换技术——A/D转换器将电位器输入的模拟电 压转换成数字量，然后送入单片机进行处理。
Y 前 进 两 个 LED 点 亮
Y 转左点亮左边 LED
Y 直行点亮两个 LED
Y 前进点亮两个 LED
Y 十字线或终点转 左探测
硬件看门狗电路
MCU监控电路，即看门狗电路，时刻监视着单片机的运行状态， 当单片机进入死寻环或死机后，复位单片机，使系统重启，从而 保证系统的正常运行。它实际上是一个定时器，这个定时器只要 上电就开始运行，当外界给它一个跳变的脉冲时，定时器就清零。 如果外界超过一定时间没有跳变脉冲输入，则该定时器一直运行 到溢出，这时就会输出复位信号。在实际的系统中，单片机的一 个引脚接到看门狗电路的输入端，并每隔一段时间改变该引脚的 输出电平，使看门狗定时器清零，这叫做运行喂狗指令。当单片 机进入死寻环或死机而无法再持续执行喂狗指令时，看门狗就复 位单片机。
智能小车设计 PPT
2、1 智能小车硬件设计
2、电机及驱动模块的选择方案
方案一:选择普通直流电机。 直流电机能够通过减速齿轮 增大扭力,提高带负载能力。直流 电机的优点是:价格廉价,驱动控 制容易,但不能做到精确控制是其 一大弱点。
2、1 智能小车硬件设计
方案二:选择步进电机。 步进电机的特点是:能够精确控 制电机选择步数与角度,能良好的达 到题目要求的精确度。 考虑到题目性能要求,我们选择 了步进电机,同时采纳电机驱动芯片 BA6845FS。BA6845FS包罗两个独立 的H桥电路。直截了当给芯片上电, 即可实现电机的驱动。此芯片集成 度高,电路简单,控制方便可靠,体积 小,效率高。
智能小车设计
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
1、1 题目要求简介
题目要求两辆小车在如右图所示的赛道上 实现如下功能: 1、 基本要求
1、2 设计思路介绍
智能小车功能需求
精准寻迹 快速行进 位置同步 自主超车
完成功能需求 所需的模块
光电检测模块
电机及驱动模块 无线通讯模块
主处理模块 供电系统模块
解决方案
红外传感器 +
步进电机 +
ARM控制板 +
无线收发
主要报告内容
一、题目要求及设计思路简介 二、智能小车系统设计 三、系统关键问题分析及解决方案 四、系统实现及测试 五、指导教师点评
2、1 智能小车硬件设计
3、位置同步方案
《智能车的制作》课件
决策与学习算法
要点一
总结词
用于根据环境信息和历史经验做出决策，并不断学习和优 化
要点二
详细描述
决策与学习算法是智能车的“大脑”，它根据感知与识别 算法获取的环境信息、历史经验以及预设规则，做出相应 的行驶决策。决策与学习算法需要具备高度的自适应性， 能够根据不同环境和状态调整自身的行为。此外，它还需 要具备学习能力，通过不断的学习和优化，提高智能车的 行驶性能和安全性。常见的学习方法包括强化学习、深度 学习等。
智能车的发展趋势
总结词
未来智能车的发展趋势包括技术不断创新、成本不断 降低、法规不断完善等。
详细描述
随着传感器技术、计算机视觉技术、人工智能技术的 不断发展，智能车的性能将得到进一步提升，实现更 加高级的自动驾驶功能。同时，随着技术的成熟和规 模化生产，智能车的成本将逐渐降低，使得更多的人 能够享受到智能出行的便利。此外，政府将制定更加 完善的法律法规，规范智能车的研发、测试、使用和 管理，保障道路交通安全和数据隐私。
总结词
用于智能车行驶路径的计算和控制
详细描述
路径规划算法是智能车软件算法的重要组成部分，它负责根据起始点和目标点，结合环境信息，计算出最优或可 行的行驶路径。常见的路径规划算法包括Dijkstra算法、A*算法、动态规划等。这些算法通过不断地优化路径， 确保智能车能够高效、安全地到达目的地。
运动控制算法
。
详细描述
智能车的特点包括高度的自动化、智能化、安全性、舒适性和节能环保等。它可以自主 完成大部分驾驶任务，减轻驾驶者的负担，提高驾驶安全性。同时，智能车能够根据驾 驶者的习惯和需求进行个性化设置，提供更加舒适和便捷的出行体验。此外，智能车还
具备节能环保的优势，能够有效地降低能源消耗和排放污染物。
智能循迹小车精讲PPT课件
2024/1/27
22
地图构建技术探讨
增量式地图构建
随着机器人的移动不断更新地图信息。
多机器人协同建图
利用多个机器人的感知信息共同构建环境地 图。
2024/1/27
23
导航策略优化方向
动态避障
实时感知环境中的动态障碍物，并调整路径规划以避免碰撞。
2024/1/27
24
导航策略优化方向
多目标点导航
代码实现
在循迹算法的基础上，增加避障逻辑。当检测到障碍物时，根据避障策略调整小车的运动状态，同时更新路径信 息，确保小车能够安全地绕过障碍物并继续沿着预定路径行驶。
2024/1/27
15
调试技巧与经验分享
调试技巧
使用仿真工具进行前期验证，可以大大缩短开发周期；在实际调试过程中，可以采用分模块调试的方 法，逐一验证各个模块的功能和性能。
智能循迹小车精讲 PPT课件
2024/1/27
1
目 录
2024/1/27
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件组成 • 软件编程与算法实现 • 路径规划与导航策略 • 无线通信与远程控制 • 性能测试与评估指标 • 总结与展望
2
01
智能循迹小车概述
2024/1/27
3
定义与发展历程
2024/1/27
适用于无权图，能找到最短路径。
A*算法
引入启发式函数，提高搜索效率。
18
路径规划方法比较
RRT（快速扩展随机树）
通过随机采样构建路径，适用于高维空间和 复杂环境。
2024/1/27
PRM（概率路线图法）
构建连通图后进行路径搜索，适用于静态环 境。
19
基于单片机智能小车ppt课件
关键技术与挑战
关键技术
包括传感器技术、控制算法、导航定位技术、通信技术、电源管理技术等。
挑战
在实现智能小车自主导航、环境感知、动态决策等功能时，需要解决传感器精 度与稳定性问题、复杂环境下的导航定位问题、多智能小车协同控制问题等。
02
单片机原理及选型
单片机工作原理
01
02
03
04
05
中央处理器（ CPU）
编程语言选择
C语言或汇编语言，推荐使用C语言进行开发，可读性和可移植性更好
主程序流程图设计思路
初始化
包括单片机、传感器、电机等模块的 初始化
循环检测
不断检测传感器输入信号，判断小车 当前状态
控制算法
根据传感器输入信号，通过控制算法 计算出控制量
输出控制
将控制量输出到电机驱动模块，控制 小车运动
关键算法实现方法探讨
常见单片机类型及特点
8051系列
经典的单片机系列，具有简单 的结构和丰富的外设接口，适
合初学者使用。
AVR系列
高性能、低功耗的单片机，具 有快速的执行速度和丰富的外 设接口，适用于高端应用。
PIC系列
精简指令集（RISC）单片机， 具有高性能、低功耗和易于编 程的特点，广泛应用于各种领 域。
ARM系列
测试智能小车的避障、防撞等安全功 能，确保其能够在复杂环境下安全运 行。
性能优化方向和建议
算法优化
优化控制算法，提高智能小车的运动精度和稳定性。例如，采用更先 进的控制算法，如模糊控制、神经网络控制等。
硬件升级
升级硬件设备，提高智能小车的性能。例如，采用更高性能的电机、 更精确的传感器等。
系统集成
32位高性能单片机，具有强大 的处理能力和丰富的外设接口
2024版年度智能小车控制PPT课件
智能小车控制PPT课件•智能小车概述•智能小车硬件组成目录•智能小车软件系统设计•路径规划与导航技术探讨•障碍物识别与避障策略设计•智能小车调试与性能评估•总结与展望01智能小车概述智能小车定义与特点定义智能小车是一种集成了传感器、控制器、执行器等设备的自动化车辆，具有自主导航、避障、搬运等功能。
特点智能小车具有高度的自主性、智能化和灵活性，能够适应各种复杂环境，完成多种任务。
物流运输智能家居环境监测娱乐产业智能小车应用领域智能小车可用于仓库、机场等场所的货物搬运和运输，提高物流效率。
智能小车可搭载各种传感器，对环境进行实时监测和数据采集，应用于环保、气象等领域。
智能小车可作为智能家居系统的一部分，实现家庭环境的自动化控制和智能管理。
智能小车也可作为玩具、模型等娱乐产品，满足消费者的多样化需求。
技术创新应用拓展标准化与规范化安全性与隐私保护智能小车发展趋势01020304随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，智能小车的智能化水平将不断提高。
智能小车的应用领域将不断拓展，涉及到更多的行业和领域。
未来智能小车的发展将更加注重标准化和规范化，推动产业的健康发展。
智能小车的发展也需要关注安全性和隐私保护问题，确保用户的数据和隐私安全。
02智能小车硬件组成车身结构与材料选择车身结构智能小车的车身结构一般采用轻质、坚固的材料制成，如铝合金、碳纤维等。
这些材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，能够满足智能小车在各种环境下的运行需求。
材料选择在选择车身材料时，需要考虑材料的机械性能、加工难度、成本等因素。
同时，还需要根据智能小车的具体应用场景来选择适合的材料，以确保车身的耐用性和稳定性。
传感器类型及作用原理传感器类型智能小车常用的传感器包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。
这些传感器能够感知周围环境中的障碍物、道路标识等信息，为智能小车的自主导航和避障提供数据支持。
作用原理不同类型的传感器具有不同的作用原理。
(2024年)智能小车课件
、定位精度高的优点，但受信号遮挡和多径效应等因素影响。
2024/3/26
02 03
超声波定位
利用超声波传感器发射超声波并接收反射波，通过测量反射时间计算小 车与障碍物之间的距离和位置信息。具有成本低、实现简单的优点，但 受环境噪声和温度等因素影响。
视觉定位
通过摄像头捕捉图像信息并利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析 ，提取出特征点并进行匹配和定位。具有信息丰富、精度高的优点，但 受光照、天气等环境因素影响较大。
选型建议
02
根据项目需求和预算，选择合适的硬件平台；
硬件连接与配置
03
电源、电机、传感器等设备的连接与配置方法。
28
软件编程环境与工具介绍
编程环境安装与配置
如Arduino IDE、Visual Studio Code等；
编程语言选择
C/C、Python等，根据项目需求和硬件平台选择；
调试工具与方法
2024/3/26
16
2024/3/26
04
CATALOGUE
导航与定位技术
17
导航方式分类及特点
2024/3/26
惯性导航
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器测量小车的加速度和角速度，通过积分计算得到小车 的位置和姿态信息。具有自主性强、不受外界干扰的优点，但存在误差累积问题。
视觉导航
通过摄像头捕捉图像信息，利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析，提取出道路、障 碍物等特征信息，实现小车的导航。具有信息丰富、精度高的优点，但受光照、天气等环 境因素影响较大。
实现方法
开发手机APP，实现用户界面和控制逻辑；在小车上搭载无线通讯模块和控制器，接收并执行手机 APP发送的控制指令。
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19
实物图
20
蓝牙通讯模块
❖ 该模块主要用于短距离的数据无线传输领域。 可以方便的和PC机的蓝牙设备相连，也可以 两个模块之间的数据互通。避免繁琐的线缆 连接，能直接替代串口线。
通过主机即手机端与蓝牙模块配对成功，由 蓝牙模块将接收到的信号以电平形式传达于 单片机，从而控制小车的前进后退和转向问 题。
21
实物图
22
主程序流程图
开始
检测蓝牙 端是否开
启
开启
未开启
避障，显 示模块正
常工作
屏蔽循迹 模块
避障，显 示模块正
常工作
循迹模块 执行
23
智能小车实物图
24
工作台
25
总结
❖ 现在小车已经能够独立的完成寻迹和避障功能了。虽然有时候它不能很完整的走 完所规定的路线，但从它转弯、直走的轨迹上来说，已经基本上是按轨迹很完美 的前行，左右摆动的幅度也不是很大，所以还是给人一种比较完美的感觉。另外， 可能在安装上有点纰漏，使小车的运行轨迹总是很不稳定，前一秒钟是一种状态， 后一秒有可能就是另外一种状态，所以需要不停的对小车进行修改。
❖ 采用stc89c52作为系统控制的方案。 stc89c52单片机算术运算功能强，软件编程 灵活、自由度大，功耗低、体积小、直流电机，配合L298N驱动芯片组合。 优点在于硬件电路的设计简单。当外加额定 直流电压时，转速几乎相等。这类电机用于 录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转 速的机器或设备中，也用于变速范围很宽的 驱动装置。
3
火焰检测
烟雾检测
超声波测距
光强检测
4
智能小车结构
5
各个模块
避障系统
温度显示 超声波 测距
单片机 主控模块 stc89c52
电机驱动 循迹系统 报警系统 小车间通讯
6
主控单元
❖ 控制器主要用于控制电机，通过相关传感器 对路面的障碍进行处理，并将处理信号传输 给控制器，然后控制器做出相应的处理，实 现小车的自动避障。
挑战杯
团队：one is all
论文题目：基于单片机的智能小车 设计（灭火功能）
1
智能小车介绍
❖ 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱. 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设 计与制作 (以下简称 智能小车) ,论文对智能小车的 方案选择,设计思路,以及软硬件的功能和工作原理 进行了详细的分析和论述.经实践验收测试,该智能 小车的电路结构简单,调试方便,系统反映快速,灵活, 设计方案正确,可行,各项指标 稳定,可靠.
❖ 通过现在对小车的研究，它不仅能单独的实现避光、避火和避障功能，而且可将 两者有效的结合起来，不过还需要对它的机械结构做一定的修改，使其运行起来 更加稳定，转弯也更灵活.
❖ 电路的成熟化需要我们在实验中进一步加以改进，在小车的制作上，在传感器的 安装上，如果能有更好的改进的话，可以让小车走的更加平稳。但是硬件已基本 成型，更够有更大发挥空间的地方还是软件，更优的算法将会让小车从任意迷宫 中走出去。在今后的探索中，能做出更好的驱动电路，以便在应用与实际生活中。
8
电源单元方案选择
❖ 使用3节18650为驱动模块供电，电压为12v， 同时使用3节普通干电池为单片机供电，电源 为4.5v。之所以采用两个独立的供电模块， 是为了避免使用同一电源时所造成的干扰， 同时也延长了小车的使用时间。
9
超声波测距方案选择
❖ 用超声波传感器进行避障。超声波传感器的 原理是：超声波由压电陶瓷超声波传感器发 出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波 传感器接收。这个过程中所消耗的时间乘以 超声波的传播速度就是障碍物与小车的距离。
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总体设计
❖ 智能避障小车采用后轮驱动，左右后轮各用 一个直流电机驱动，通过调制后面两个轮子 的转速从而达到控制转向的目的。在车体前 部装有超声波传感器和红外避障模块，当小 车前面的传感器检测到障碍时，小车车头转 向，这时主控芯片控制其中一个电机停止， 车体转向。控制电机驱动来实现前进，转向， 倒退等。
❖ 小板输出接口可以与单片机IO口直接相连 ❖ 传感器与火焰要保持一定距离，以免高温损
坏传感器，对打火机测试火焰距离为80cm， 对火焰越大，测试距离越远
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实物图
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光敏二极管模块
❖ 光敏二极管模块对环境光强最敏感，一般用来检测 周围环境的亮度和光强，在大多数场合可以与光敏 电阻传感器模块通用，二者区别在于，光敏二极管 模块方向性较好，可以感知固定方向的光源。
(传感器收到时刻-传感器发出时刻)×声速=障碍物与小车的距离
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超声波避障原理
❖ 超声波是一种频率比较高的声音,指向性强.超 声波避障的原理是利用超声波在空气中的传 播，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来， 从而避免与障碍物相撞。由此可见，超声波 避障原理与雷达原理是一样的。
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超声波实物图
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红外避障模块方案的选择
❖ 采用红外避障模块，利用红外发射和接收探 头来完成的，我们知道光有反射的特性，当 小车遇到障碍物时，红外接收端接收到红外 发射端发射的信息，反馈给单片机，进行控 速避障。
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红外避障模块实物图
❖
防止超声波模块检测不
到位。红外探测距离可
调。
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火焰传感模块
❖ 火焰传感器对火焰最敏感，对普通光也是有 反应的，一般用做火焰报警等用途。
❖ 模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO口 输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模 块D0输出低电平。
❖ 小板数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单 片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变。
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实物图
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烟雾传感模块
❖ MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁 空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传 感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的 电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。 使用简单的电路即可将电导率的变化转换为 与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-2气 体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高， 对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。 这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款 适合多种应用的低成本传感器。
实物图
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蓝牙通讯模块
❖ 该模块主要用于短距离的数据无线传输领域。 可以方便的和PC机的蓝牙设备相连，也可以 两个模块之间的数据互通。避免繁琐的线缆 连接，能直接替代串口线。
通过主机即手机端与蓝牙模块配对成功，由 蓝牙模块将接收到的信号以电平形式传达于 单片机，从而控制小车的前进后退和转向问 题。
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实物图
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主程序流程图
开始
检测蓝牙 端是否开
启
开启
未开启
避障，显 示模块正
常工作
屏蔽循迹 模块
避障，显 示模块正
常工作
循迹模块 执行
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智能小车实物图
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工作台
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总结
❖ 现在小车已经能够独立的完成寻迹和避障功能了。虽然有时候它不能很完整的走 完所规定的路线，但从它转弯、直走的轨迹上来说，已经基本上是按轨迹很完美 的前行，左右摆动的幅度也不是很大，所以还是给人一种比较完美的感觉。另外， 可能在安装上有点纰漏，使小车的运行轨迹总是很不稳定，前一秒钟是一种状态， 后一秒有可能就是另外一种状态，所以需要不停的对小车进行修改。
❖ 采用stc89c52作为系统控制的方案。 stc89c52单片机算术运算功能强，软件编程 灵活、自由度大，功耗低、体积小、直流电机，配合L298N驱动芯片组合。 优点在于硬件电路的设计简单。当外加额定 直流电压时，转速几乎相等。这类电机用于 录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转 速的机器或设备中，也用于变速范围很宽的 驱动装置。
3
火焰检测
烟雾检测
超声波测距
光强检测
4
智能小车结构
5
各个模块
避障系统
温度显示 超声波 测距
单片机 主控模块 stc89c52
电机驱动 循迹系统 报警系统 小车间通讯
6
主控单元
❖ 控制器主要用于控制电机，通过相关传感器 对路面的障碍进行处理，并将处理信号传输 给控制器，然后控制器做出相应的处理，实 现小车的自动避障。
挑战杯
团队：one is all
论文题目：基于单片机的智能小车 设计（灭火功能）
1
智能小车介绍
❖ 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱. 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设 计与制作 (以下简称 智能小车) ,论文对智能小车的 方案选择,设计思路,以及软硬件的功能和工作原理 进行了详细的分析和论述.经实践验收测试,该智能 小车的电路结构简单,调试方便,系统反映快速,灵活, 设计方案正确,可行,各项指标 稳定,可靠.
❖ 通过现在对小车的研究，它不仅能单独的实现避光、避火和避障功能，而且可将 两者有效的结合起来，不过还需要对它的机械结构做一定的修改，使其运行起来 更加稳定，转弯也更灵活.
❖ 电路的成熟化需要我们在实验中进一步加以改进，在小车的制作上，在传感器的 安装上，如果能有更好的改进的话，可以让小车走的更加平稳。但是硬件已基本 成型，更够有更大发挥空间的地方还是软件，更优的算法将会让小车从任意迷宫 中走出去。在今后的探索中，能做出更好的驱动电路，以便在应用与实际生活中。
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电源单元方案选择
❖ 使用3节18650为驱动模块供电，电压为12v， 同时使用3节普通干电池为单片机供电，电源 为4.5v。之所以采用两个独立的供电模块， 是为了避免使用同一电源时所造成的干扰， 同时也延长了小车的使用时间。
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超声波测距方案选择
❖ 用超声波传感器进行避障。超声波传感器的 原理是：超声波由压电陶瓷超声波传感器发 出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波 传感器接收。这个过程中所消耗的时间乘以 超声波的传播速度就是障碍物与小车的距离。
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总体设计
❖ 智能避障小车采用后轮驱动，左右后轮各用 一个直流电机驱动，通过调制后面两个轮子 的转速从而达到控制转向的目的。在车体前 部装有超声波传感器和红外避障模块，当小 车前面的传感器检测到障碍时，小车车头转 向，这时主控芯片控制其中一个电机停止， 车体转向。控制电机驱动来实现前进，转向， 倒退等。
❖ 小板输出接口可以与单片机IO口直接相连 ❖ 传感器与火焰要保持一定距离，以免高温损
坏传感器，对打火机测试火焰距离为80cm， 对火焰越大，测试距离越远
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实物图
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光敏二极管模块
❖ 光敏二极管模块对环境光强最敏感，一般用来检测 周围环境的亮度和光强，在大多数场合可以与光敏 电阻传感器模块通用，二者区别在于，光敏二极管 模块方向性较好，可以感知固定方向的光源。
(传感器收到时刻-传感器发出时刻)×声速=障碍物与小车的距离
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超声波避障原理
❖ 超声波是一种频率比较高的声音,指向性强.超 声波避障的原理是利用超声波在空气中的传 播，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来， 从而避免与障碍物相撞。由此可见，超声波 避障原理与雷达原理是一样的。
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超声波实物图
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红外避障模块方案的选择
❖ 采用红外避障模块，利用红外发射和接收探 头来完成的，我们知道光有反射的特性，当 小车遇到障碍物时，红外接收端接收到红外 发射端发射的信息，反馈给单片机，进行控 速避障。
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红外避障模块实物图
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防止超声波模块检测不
到位。红外探测距离可
调。
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火焰传感模块
❖ 火焰传感器对火焰最敏感，对普通光也是有 反应的，一般用做火焰报警等用途。
❖ 模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO口 输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模 块D0输出低电平。
❖ 小板数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单 片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变。
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实物图
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烟雾传感模块
❖ MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁 空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传 感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的 电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。 使用简单的电路即可将电导率的变化转换为 与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-2气 体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高， 对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。 这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款 适合多种应用的低成本传感器。