智能循迹小车答辩

智能寻迹小车硬件设计
循迹模块:
利用红外线对于不同颜色具有不同的反射性质的特点。在小车行驶 过程中传感器的红外发射二极管不断发射红外光，当红外光遇到白色地 面时发生漫发射，红外对管接收管接受到反射光；如果遇到黑线则红外 光被吸收，则红外对管接收管接收不到信号（反射光）.
本设计是由十对红外光电对管TCRT5000型组成，红外对管采集回来 的信号通过LM324芯片比较器比较后输出高或低电平，从而实现信号的检 测。
课题：智能寻迹小车
专业：应用电子技术 学生：胡裕炜、刘桂兰、王丹槽 指导老师：杨俊鸣 答辩日期：2013年1月18日
➢选题背景 ➢系统设计要求 ➢智能寻迹小车总体设计方案 ➢智能循迹小车硬件设计 ➢智能循迹小车软件设计 ➢结论
目录
选题背景
自第一台工业机器人诞生以来，制造能替代人工作的机器一直是人类 的梦想。
图7.1. 小车直走
图7.2. 小车左拐
结论
图7.3. 小车进入分岔路口
图7.4. 小车进入X路口
图7.4. 小车出X路口
图7.3. 小车出分岔路口
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究 课题，开始着力研究智能化。
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关注。 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向。
场地示意图
设计要求
图1
功能介绍
设计要求
1. 万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行一周，全程时间不
信
出
号
交
有
叉
效
路
小
口
车
︵
左
X
大
︶
拐
信号检测有效，命令小车左大拐，EF之间实现S路线行驶
信
出
号
分
有
叉
效
路
小
口
车
︵
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
左
Y
微
︶
调
前后两排光电管先后接收到分叉口的信号，通过配合控制小车行驶路线
3.左拐程序流程图：
智能寻迹小车软件设计
开始
是 left1(左微调)
否 是 left2(左小拐)
否 left3(左大拐) 右轮正转 左轮减速
智能寻迹小车硬件设计
图4 H桥式电路
直流电机驱动电路图:
智能寻迹小车硬件设计
图 5 电机驱动电路
1.主程序流程图：
智能寻迹小车软件设计
开始 系统初始化
否 X、Y 路口信号？
是
小车执行X、Y路口命令 实现S路线行驶
奇数圈 否
偶数圈 否
寻迹
是 左拐
是 左拐
寻迹
是 straight 直走
否
是
left
左拐
超过3分钟；
2. 万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行两周，并且每周从E
到F必须经过不同的S形路径；
3. 万向轮在前，小车每一圈行驶的S形路线要与上一圈行驶的路
线不同。
小车总体结构
红外检测模块
智能寻迹小车的总体设计方案
直流电机
单片机模块
电机驱动模块
电源模块
智能寻迹小车的总体设计方案
循迹模块方案比较
1. 采用光敏电阻组成光敏探测器。 2. 采用TCRT5000型红外发射管和接收管传感器。
电机驱动模块比较
1. 采用继电器对电动机的开或关进行控制。 2. 采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。 3. 采用L298N作为电机驱动芯片。
电机模块比较
1. 采用直流减速电机，配合L298N驱动芯片组合。 2. 采用步进电机，配合L298N驱动芯片组合。
否
是
right
右拐
2.X、Y路口信号采集:
进 入 分 叉 路 口 ︵ Y ︶
智能寻迹小车软件设计
信 号 有 效 小 车 左 微 调
前后两排光电管先后接收到分叉口的信号，通过配合控制小车行驶路线
进
信
入
号
交
有
叉
效
路
小
口
车
︵
左
X
微
︶
调
为了减缓小车在此路段的速度，让小车有足够时间检测到下个路口信号
智能寻迹小车软件设计
图2 红外管的位置 小车的红外光电对管6对安装在万向轮前，作为判断路口，另4对安装在 万向轮后作为寻迹。如图2所示。
红外对管电路图
图3
直流电机驱动模块：
L298N部包含4 通道逻辑驱 动电路, 即内含二个H 桥的高 电压大电流双全桥式驱动器 （注图4为其中的一个H桥电 路）, 接收标准TTL 逻辑电平 信号,可驱动46V 、2A 以下 的电机，其中整体驱动模块 电路图见图5。
返回
4.右拐程序流程图：
智能寻迹小车软件设计
开始
是 right1(右微调)
否 是 right2(右小拐)
否 right3(右大拐) 左轮正转 右轮减速 返回
结论
在同学及老师的指导下，完成了毕业设计的基本要求。本 次设计利用了单片机STC89C51为核心，光电传感器以及L298n 控制电路作为辅助电路，使小车能够在引导线上实现直走、左 拐、右拐功能。其中小车运行一周，全程时间在1分钟左右。在 EF之间能够实现S型路线行驶，通过对路口的信号判断和路口 的计数，将在小车行走的上下圈EF之间行的S型路线不同。