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1、摘要智能汽车原本只是在科幻电影中出现的场景，现在已经渐渐地走进我们的生活。从最简单的倒车雷达到现在的自动驾驶，智能化汽车的概念早已深深的被社会接收，并且汽车智能化的需求也日益明显。如何使汽车自动无人驾驶成为科研的主要方向。智能小车作为智能汽车的一个缩影，在国内还是国际的各种比赛中，它的身影永远是最亮眼的一道光，出现了很多不同的方案。伴随着我们国家高新技术水平的日益提高和工业自动化水准的渐渐推进，智能车被普遍的用于多种玩具和其他产品的制造中，非常大地拓展了我们的眼界。本文的研究目的就是设计一种可以自动避障的智能小车，自动避障顾名思义就是能够自动躲避行进路上的障碍物。 本文详细讨论了系统方案。然后
2、分别讨论了硬件系统设计和软件系统设计。在硬件系统设计上，主要对超声波测距、ic和主单片机进行讲解。软件系统设计主要针对系统的要求进行了论证。最后，讨论了该系统的可伸缩性。关键词： 单片机;无线传输;超声波测距;电机驱动1Abstract Intelligent car appears only in the science fiction movie scenes in the past, but now it has come into our everyday lives gradually. From the simple car backing radar to the automat
3、ic driving, the concept of intelligent car has been accepted by our society widely, and the demand for intelligent cars is increasing apparently. How to make the cars drive themselves automatically is the main direction of scientific research in auto industry today. As an epitome of intelligent car,
4、 mini intelligent car or intelligent electric trolley appears in all kinds of competitions domestically and internationally. It is the brightest star always and many programs about it are emerging endlessly. With the continually improving of high-tech level and the constantly advancing in industrial
5、 automation process in China, intelligent electric trolleys are widely used in the designing of kids toys and other products, which has greatly enriched peoples lives. This article is aimed to design a kind of intelligent trolley that can avoid obstacles automatically, when it is encountered with di
6、fferent obstacles on its way moving. This article will have a detailed description on the systematic program firstly. Then explain about the hardware system design and the software system design separately. The hardware system design is mainly about the ultrasonic ranging and the MCU, and the softwa
7、re system design is focused on the argument of the system requirements. And the last part is about the extensibility of the system.Keywords:SCM;wireless transmission;ultrasonic ranging1 绪论1.1 课题背景以前在幻想电影中发明的机器人现在正在慢慢进入人们的现实生活中。机器人技术包括机电、自控、计算机、传感器、人工智能、通讯与网络等多个科目为代表，是由很多种高科技技术发展结晶的综合集成，所以，它的发展与很多学科发
8、展关系非常紧密，代表了高科技发展的前沿。伴随着科技的蓬勃发展，人们发觉了很多种拥有感觉，判断，行为和交流能力的机器人，从对机器人的无限遐想到如今机器人的相对普遍的现实出现在我们的生活中，机器人的运用早已涉及机电、冶金、交通运输、航天、防御。随着机器人智能化水平的逐步提高，并迅速改变着我们的生活方式，随着机器人在人们生活领域中的应用越来越大，将给我们的生活带来巨大的影响。外国机器人的发展有已下形势。一方面机器人在制造行业运用的范围日益广阔，它的标准化、模块化、网络化、智能化程度越来越高，功能越来越强，正朝着技术和设备规模的方向发展；另一方面，机器人朝着非制造业的运用和微小型方向拓展。多功能小车可
9、以解释为机器人的一种特殊例子，它是一种通过程序编程手段完成某种指定任务的小规模化机器人。与普通含以上的智能机器人对比，智能小车制造成本很低，电路的结构比较容易，程序的调试也很便利，拥有浓厚的趣味性。1.2 研究内容智能汽车作为曾经在科幻电影中出现的场景，目前已经在逐步走进我们的生活。从最简单的倒车雷达到现在的自动驾驶，汽车智能的概念已被社会广泛接认可，而且汽车智能化的需求也越来越明显。如何真正使汽车自动无人驾驶，是目前科研的重心。这次设计的意图是设计一种可以自动避障的小车，自动避障顾名思义，即是能够自动躲避行进路上的障碍物。当今多功能小车的躲避障碍物的方式很多有应用在高级轿车上的多普勒雷达测距
10、，它可以间接的实现汽车的自动驾驶。红外避障可以在阳光不影响的情况下实现。作为倒车雷达的延伸，超声波避障已在许多领域得到应用。目前，已经应用了一些模型。超声波避障技术是基于超声波测距、超声波测距的发展至今，技术方案各不相同。本文以智能避障车为研究对象。超声波测距芯片作为超声波测距单元作为设计方案。本文的主要内容包括：1) 多传感信号系统下主控器的处理2) 电机驱动控制系统的设计3) 超声波避障模块的应用及设计2方案论证2.1系统总体方案设计根据设计任务要求，可将此系统划它分为三部分。第一部分是单片机控制模块，它由单片机最小系统、串口通信电路和相应辅助电路主要负责各个子模块的控制，从而保证模块不是
11、很正常有序的完不成各自命令；第二个部分为驱动模块，它的主要作用是驱动小车直流电机，使小车运动。第三个部分为超声波传感器，他主要是乱起把早用于对小的王夫人车运行前方的色弱障碍物进分行探测和对王夫人障碍物距离进额行法国人判断。其系统结构如图2-1所示。主控系统驱动模块超声波模块驱动电机图2-1系统总框图2.2系统方案的选择与比较2.2.1控制模块方案的选择第一种方案：选用数字的粉色发路平台，整个超大幅度是声波避障的控制系统由计数器、译码器和555定时字芯淡粉色地方片组成。其电路具有逻辑结不是很复杂单，但也有功能有很多、不统一调试等缺点。第二种方案：选用单阿迪飞机片机平台，整个超地方额积分声波避障统
12、由MCS-51单片机小的统款到发货作为主控制芯片。同时，STC89C52RC单片机拥有面积大希的小、内耗个低、控制的性雇个人能强、拓展灵活多变、微型地方丰富化和造作分个如果便长处。方案比较：虽然采用数字逻各环节考虑喝红以实现超声波测障，电路结构简负载单以，但整个完成的想的的功能单一。为了高质量完成复杂的设计要求，此系统采用第二种方案。2.2.2超声波模块方案的选择方案一：运用US-100超声波芯片，US-100 超声波测距芯片可实现2cm4.5m 的没有接触的测距性能、有2.65.8V 的电压输入区间、静态功耗广泛阿丹发的坤正于2mA，自带感器不知道距的结论进行修改、还具有GPIO、串口等许多
13、种联系方式、内含有看门狗、工作可靠稳定性高。方案二：应用HC-SR04超声波芯片，HC-SR04超声波测距芯片可以提供2cm450cm的无接触的距离感觉测量的能力，测量距离的精法人新法人附确度可达，芯片包含超声波的发射电路、接收电路和控制器。方案比较：由于该系统的超声波芯片主要应用在前方障碍物的检测及障碍物远进行转动近的检测，所以对功能是很高。经过比较，故无的额地方额电饭锅回来看你案选用第二种方案。2.2.3 电机的选择方案论证电机是系统的动力来源，电机有不一样的类型，其中步进电动机以及直流电动机最经常使用。直流电机的特点是加上合适的电压通过电机驱动即可进行转动，但是旋转精确度不是很高；步进电
14、动机减速胡总恶化的江苏的附二分 的运行方不一样，通过脉冲控制电机按照节拍进行转动，根据电机不同各有差异，精度，但慢。电运行方式各有样的地方，普通的型地步进电动机可经过过进行驱动机要求的工作电流与步进动机相比略大，需运用L293种的驱芯片控制，控制时单机输出PWM波转动度。直流电动机和步动机均可应用小车动所以两种不同的方案。方案一：直流电机。由于加上了调节角度合适的减例的减速器，拥有很调速性能，通上电源即停的转动，所以控制起来对可以是电压大小改变速度的行驶简单。调节电压的大以改变的速度。L293D模块做成的驱动可实现直流电机的控制，可配合PWM速机制（即脉冲宽度调制式）调速。此方电路都相对易，相
15、对性比较好。方案二：步进电机。步进电机之可以精确的付费实现位置控制，是因为它通过输入一个电脉冲信号就能使机的不舍和的本作品输出轴转动一定角度，通过接二连的输入点脉冲信号，进电动机不断的转动，外部附的脉冲频的不一样，转动度的就这样小也不同。步进电动的运转不受电的波负载的变和温度、气体压力环件的干扰，仅仅与控脉冲相关，但是步进动机的速度非常慢，且消耗I/O资源过多，不适合本作品。具体差别见表2-1。表2-1 电机控制方式对比对比项 直流电机 步进电机调速性能 较好 较差位置控制精度 较差 好驱动 简单 简单稳定性 较好 好，仅与控制脉冲有关速度 较快 缓慢单片机资源消耗 小 大如表2-1所示，步进电动机和直流电动机特点不一样。步进电机虽然能够进行精确的位置控制，但行动缓慢；鉴于直流电机易于控制
