智能救援小车

智能救援车

摘要：本设计中智能车采用AT89C52单片机作为检测和控制的核心，实现救援车的智能控制，包括智能避障、路面寻线、自动报警、自动寻找并吸取铁片等功能。智能避障运用三对独立的含滤波功能的红外接收和发射管实现；路面寻线采用的是四个一体的红外对管来检测；电机采用的是直流减速电机，采用PWM

控制两个电机的转速；运用电磁体来实现对铁片的吸取和释放。实现的功能是：从出发点出发，进入迷宫区，在迷宫中自动检测出口，直到走出迷宫。走出迷宫时鸣警示意。然后，寻着路面上的黑线行进，检测到黑线上任意位置的铁片时，再次鸣警示意，并吸取铁片，到达指定位置后，自动放下铁片。

关键词：智能救援；路面寻线；智能避障；自动检测

Abstract: This design by AT89C52 single chip microcomputer as intelligent vehicle detection and control of the core, JiuYuanChe intelligent control, including intelligence obstacle avoidance, road line, automatic alarm, automatic search and absorb iron etc. Function. Intelligence obstacle avoidance of independence by three of the filtering, receiving and transmitting tube infrared, Road line is used for pipe of four infrared detection, Dc motor, gear motor is adopted PWM control two motor speed, Using electromagnets to achieve iron absorption and release. Functions: starting from the start, into the maze, automatic detection in the maze of labyrinth, until exports. When the alarm bell of labyrinth. Then, the road to the black, black line of arbitrary position when the alarm bell, iron, and learn from the iron, reaches the specified location, automatic putdowm the piece.

Keywords: intelligent rescue, Road line, Intelligence obstacle avoidance, Automatic detection

一、方案的比较与选择

1.1设计要求

1.1.1 设计任务

设计制作一个智能小车，该小车能按照要求自动运行，通过一个建筑物中曲折的道路，并完成规定的动作。设矩形建筑物有两个门A、B，门宽24厘米，建筑物的墙壁是10厘米高（或与小车高度相同）、2厘米厚的矮墙，建筑物内无引导轨迹（见图示1）。

图1 迷宫线路图

1.1.2设计要求

1．基本要求

（1）要求智能小车从A门进入并开始自动计时，从B门出来，在行进过程中，能自动选择适当的路径，避开墙壁，找到通路，三分钟之内到达B门；

（2）到达B门，停5秒，小车自动计时并数字显示AB段所用的时间，并声光报警；

2．发挥部分：

（1）自B门外，循弧形引导轨迹BC前进（引导轨迹为2厘米宽）；

（2）途中检测到铁片D（铁片D放置在轨迹BC前二分之一段上的任意位置）时停车3秒，并声光报警；

（3）要求小车拾起铁片D，继续沿引导轨迹前进；

（4）到达C点；

（5）在C点处，放下铁片D并停止前进。声光显示救援结束，并停止计时，分别显示BD、DC段所用的时间。铁片为直径2厘米的圆形薄片。

1.2 各控制模块方案的选择与论证

1.2 .1控制模块（单片机的选择）

方案一：采用MCS-51系列单片机。传统的51 单片机具有价格低廉,使用简单等特点。

方案二：采用PIC单片机作为控制模块。PIC具有丰富的资源：RAM，ROM空间大、指令周期短、低功耗、低电压、可编程AD处理。

鉴于AT89C52完全可以满足我们的需求，以及我们对它比较了解，因此我们采用

方案一。

1.2.2 电机的选取

方案一：用步进电机。步进电机可以精确地控制角度和距离。步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。并且它的体积大，价格高，质量大，。用步进电机的编程复杂，增加了编程的难度。

方案二：采用直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。

方案二能够较好的满足系统的要求，因此我们选择了此方案。

1.2.3 电机驱动

方案一：采用继电器对电机的开关进行控制，可以完成电机的正转，反转，调速，但继电器响应时间慢，使小车运动灵敏度降低，增加了避障的难度。而且机械结构易磨损，可靠性不高。它适用于大功率电机的驱动，对于中小功率的电机则极不经济。

方案二：采用集成的驱动电路芯片，如L298N 、LG9110、L293等，集成芯片具有体积小，可靠性安全性高，抗干扰能力强等优点，适合控制智能小车的运动。有较大的电流驱动能力，连接方便，简单。

综合以上原则，选择L298N驱动直流电机。L298N的电路原理图如图2。

图2 L298N 工作原理图

VSS-9引脚为芯片供电VS-4引脚为电机供电ENA-6引脚为通道1使能端利用单片机CCP模块等产生一定频率的脉冲作用于ENA，根据脉冲占空比不同就可以得到不同的输出电压，从而达到调速目的。

通过单片机的控制左右两个电机的转动。采用PWM进行分频，从而实现对电机的转速进行控制。当需要左转时，通过单片机控制使得左边的电机转速慢于右边的电机，从而使得小车左拐。同理，可使小车右拐。

1.2.4 避障模块

方案一：采用碰撞开关避障。这个方案结构虽然简单，但是救援车必须碰到障碍物避障模块才能工作。有破坏性。