基于51单片机的智能跟随旅行箱

基于51单片机的智能跟随旅行箱

发表时间：2019-07-08T12:30:39.180Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：陈远奇1 牛超2 郭茹博 3 胥克4

[导读] 摘要：针对现有旅行箱携带不方便等众多问题，设计了一款可以对指定目标进行实时跟随的旅行箱。

（甘肃省西北民族大学电气工程学院甘肃兰州 730124）

摘要：针对现有旅行箱携带不方便等众多问题，设计了一款可以对指定目标进行实时跟随的旅行箱。智能跟随旅行箱采用STC89C52单片机为控制核心，具有超声波跟随系统，利用车前三个反射式接受探头来监测周围的信息，并肩检测的信号返回给单片机，以此来实现自动跟随功能。基于51单片机的智能跟随旅行箱的系统结构简单，性能稳定，实时性好性价比高，具有广泛的应用价值和广阔的应用前景。

关键词：自动跟随；无轨跟随；智能跟随旅行箱

随着科技的进步以及人们生活水平的提高，外出旅行已经成为人们生活中不可或缺的一部分了，但是对于经常外出的商务人士和行动有所不变的人来说，旅行箱是一个累赘，而智能跟随旅行箱可以显著的减少人们的工作量，此研究具有比较广泛的应用范围，例如商场，工厂，宾馆，超市，酒店等公共场合。极大程度上解放了人们的双手，方便了人们的生活。

1系统总体设计

1.1硬件总体设计

该智能旅行箱以STC89C52为核心控制系统来控制其他多个模块相互配合工作，模块部分由电机模块，电源模块，驱动模块，红外模块等其他模块构成。控制芯片通过对超声波测距模块反馈的信息进行处理后，将信号发送到L298N电机驱动模块，完成对电机的控制。电源模块给电机驱动模块，控制系统，以及超声波模块供电。

图1 总体设计图

1.2超声波模块

超声波是指频率高于20kHz的声波，超声波在介质中传播时遇到不同的界而将产生反射、绕射、折射等原理在各行各业得到广泛应用[1]。超声波传感器具有不易受环境因素十扰，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远等优点，因而超声波经常用于距离的测量[2]。超声波定位系统可以在一定范围内无接触定位，定位精度可达1cm。同时使用3个超声波模块，利用他们收到的超声波信号的时差，来计算发射端与接受端的相对位置，从而实现对指定目标的定位。

1.3电机驱动模块

本设计采用可以同时驱动两组电机的L298N驱动模块来驱动四个电机，这样可以保持整个系统的稳定性，也可以获得较大的速度和功率，通过超声波模块反馈给单片机的信号，单片机通过控制输入到L298N的驱动模块使能端的脉冲占空比从而控制电机的速度以此来实现转弯和直行。

1.4电源模块

保证智能旅行箱的性能，供电系统采用直流+10V电压对电机驱动进行供电，保证智能旅行箱的性能。用L7805CV稳压芯片将电压稳压至5V，以保证控制系统的正常工作。电源部分电路设计简单方便，同时也充分发挥了稳压器保护电路的作用[3]。

2 系统软件设计

在系统启动后，最先开始的工作是时钟配置，相关程序所需的串口初始化，延时函数初始化。然后定时器初始化，对三个超声波测距模块[4]测得的数据进行比例控制计算，并根据输出量控制电机的转速。

3 实验测试

通过对智能旅行箱的模拟环境测试，该设计可以实现对特定目标的跟随，各个系统的运行状态较好，反映比较迅速，响应时间较短。本系统的整体性能优良，能满足了智能旅行箱的设计需求。

4结语

以STC89C52为主要核心，设计并制造了智能跟随旅行箱，该设计结构简单，采用模块化设计，具有良好的扩展性和独立性，较高的

稳定性和灵敏性，实时性好，低成本等特点，在多个场所都有着极高的实用价值。但是在行李箱选择行走移动的路径和速度控制等方面还需要进一步研究。

参考文献：

[1]陈洁，余诗诗，李斌等.基于双阀值比较法超声波流量计处理信号口[J].仪器仪表学报2014，35（10）：2223-2230.

[2]张艳，贾应炜.基于HC-RS04模块的超声波测距系统设计[J].自动化技术与应用，2016，35（03）：101-104+109.

[3]聂宪波，邵泽箭，巩文文，关立强，赵昊宁.基于单片机自动跟随小车的设计与制作[J].山东工业技术，2015（04）：158.

[4]许文卓，顾亭，孙浩谛，刘勇.基于红外循迹的火灾报警小车循迹算法研究[J].甘肃科技，2017，33（04）：11-13.