智能小车设计

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。
(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
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。
超声波实物图
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。
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。
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。 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
电机单元方案
采用直流电机，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。
电源单元方案选择
使用3节18650为驱动模块供电，电压为12v，
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）
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。
实物图
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。
实物图
烟雾检测 火焰检测
光强检测
超声波测距
智能小车结构
各个模块
电机驱动
避障系统
单片机
循迹系统
主控模块
温度显示 stc89c52 报警系统
超声波 测距
小车间通讯
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。 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、技术成 熟，成本也比ARM低。

实物图
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。
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。
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。


致谢
最后我要衷心地感谢老师。感谢他悉心的指
导和莫大的帮助，让我能够顺利的完成此次 设计。 感谢五位亲爱的队友，默默的奋斗，克服一 切困难，做好自己的工作，我想我们在奋斗 一个真正的one is all。
实物图
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。 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。
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
智能小车实物图
工作台
Fra Baidu bibliotek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。