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1、RS232串口智能小车控制系统设计RS232串口智能小车控制系统设计目 录中文摘要I英文摘要 II1绪论1 1.1课题在理论和实际应用方面的意义 1.2主要研究内容 1.3国内智能小车的研究现状 1.4国外智能小车的研究现状1.5本章小结2总体设计2.1 方案对比分析2.2理论分析 2.2.1 数学建模2.2.2 运动分析2.3 智能小车运动机械控制方法2.4 本章小结3 电路部分3.1 直流电机3.2 开发板 3.3 程序3.4 本章小结结束语60致谢参考文献62（附录）63RS232串口智能小车控制系统设计摘 要 进入21世纪，随着科技发展的日新月异，智能控制越来越成为一种不可忽视的动态量
2、，在机械领域扮演了不容忽视的角色。RS232串口智能小车控制系统设计主要基于串口通信与AT89C51单片机实现功能控制。本设计智能车以铝塑板为底板，车体轻盈，便于控制外形态；采用12v直流调速电机控制两个车轮，实现前进、后退、左转、右转等。该智能小车采用直流电机及其控制电路为整个系统的驱动部分，AT89C51单片机为整个系统的控制核心,采用现在比较流行的无线蓝牙模块代替RS232串口控制，实现无线控制；运用基础语言vb来实现控制编程，可操作性大大增加，同时控制也越来越容易且可读写性也有了进一步的提高；由于采用12v电机控制又运用了L298控制模块，增加了调速控制，可以灵活方便地对车速进行控制。
3、 关键词 直流电机 单片机 小车 蓝牙 L298 RS232 serial intelligent car control system designABSTRACT Entering the 21st century, with the rapid development of science and technology for development, intelligent control more and more become a kind of dynamic quantity cannot be ignored in mechanical field, played the r
4、ole that nots allow to ignore. RS232 serial intelligent car control system based on serial communication design mainly with AT89C51 function control. This design intelligent vehicle in aluminum-plastic plate for motherboard, body lightsome, facilitate the control of form; Using 12 v dc speed motor c
5、ontrol two wheels, achieve forward, backward, left turn, turn right, etc. The smart car adopts dc motor and its control circuit for the whole system driver part, AT89C51 control core of for the entire system, using now more popular wireless bluetooth module, realize the serial port control instead o
6、f RS232 wireless control; Using vb based languages to realize control programming, the maneuverability is greatly increased, and the control of more and more easily and writeable only sex also have further improved; By using the 12v motor control and L298 control module, increased the speed control,
7、 can be flexible and convenient to speed is controlled.KEY WORDS Dc motor ,microcontroller, car ,Bluetooth ,L298II1 绪论1.1课题在理论和实际应用方面的意义随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。各种智能化小车在市场玩具中也占一个很大的比例。根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大改变：传统玩具的市场比重正在
8、逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上，已经成为玩家行业发展的主流。因此，遥控加智能的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的。由于工业现场中大多数恶劣环境和危险环境中仍采用人工的操作方式，也促使我们对智能车的研究和开发。现在的智能小车已在许多部门得到广泛应用。例如焊接、喷漆、检测、医疗应用等。另外，智能小车自动行驶功能的研究将有助于智能车辆的研究。智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了新的解决途径。1.2主要研究内容 智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工
9、智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时代。计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。 本设计是基于RS232串口智能小车控制系统设计，运用visual basic、AT89C51、L298等实现功能与控制。本设计只要研究在运用计算机控制条件下，采用最基本的汇编语言编写控制程序，采用AT89C51单片机模块来实现机电控制，同时准确运用L298来实现高低电压控制直流电机。1.3国内智能小车的研究现状 吉林大学智能车辆课题
10、组长期从事智能车辆自主导航机理及关键技术研究。20世纪90年代以来，课题组开展的组态式柔性制造单元及图像识别自动引导车的研究对我国独立自主开发一种新型自动引导车辆系统，从而为我国生产组织模式向柔性或半柔性生产组织转化提供了有意义的技术支撑和关键设备。课题组已开发出JLUIV1、JLUIV2、JLUIV3 三种型号的自动引导车辆，其中JLUIV3实用型视觉导航AGV已投入工厂进行中试，并得到吉林省科委“新型视觉引导AGV及自动物流运输系统开发”项目、长春市政府科技引导计划新星创业项目、吉林大学科技园高新技术产品孵化项目的立项资助，目前该种AGV已完成商品化研制，即将投入市场。由于JLUIV3型A
11、GV性能优越，智能化程度高，属国内首创，必将会产生重大的社会效益和经济效益。中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年7月研制成功 我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在正常交通情况下，在高速公路上行驶的最高稳定速度为130公里/小时，最高峰值速度为170公里/小时，并且具有超车功能，其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。轿车自主驾驶的基本原理是仿人驾驶。车内的环境识别系统识别出道路状况，测量前方车辆的距离和相对速度，相当于驾驶员的眼睛；车载主控计算机和相应的路径规划软件根据计算机视觉提供的道路信息、车前车辆情况以及自身的行驶状态，决定是沿道路前进还是换道准备超车
12、，相当于驾驶员的大脑；接着，自动驾驶控制软件按照需要跟踪的路径和汽车行驶动力学，向方向盘控制器、油门控制器和刹车控制器发出动作指令，操纵汽车按规划好的路径前进，起到驾驶员的手和脚的作用。另外，我国清华大学、北京理工大学等单位也正在研发智能车辆。汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机科学和汽车操纵动力等多门学科于一体的综合性技术，汽车自主驾驶功能水平的高低常被用来作为衡量一个国家控制技术水平的重要标准之一。智能车辆的相关技术，也将为促进轮式机器人的研究。1.4国外智能小车的研究现状 智能车辆的研究始于20世纪50年代初，美国Barrett Electronics公司开发出的世界上第一台自
13、动引导车辆系统。1974年，瑞典的Volvo Kalmar轿车装配工厂与SchiinderDigitron公司合作，研制出一种可装载轿车车体的AGVS，并由多台该种AGVS组成了汽车装配线，从而取消了传统应用的拖车及叉车等运输工具。由于Kalmar工厂采用AGVS获得了明显的经济效益，许多西欧国家纷纷效仿Volvo公司，并逐步使AGVS在装配作业中成为一种流行的运输手段。在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构正在研发智能车辆，其中具有代表性的智能车辆包括意大利MOBLAB的研究。MOBLAB是开放“移动试验室”的代名词，后来用来研发车载实时图像处理系统，通过计算机视觉系统来检测车道轨迹，实
14、现车辆自主驾驶。MOB-LAB有以下主要特点：车辆前后装备彩色摄像机，用来检测辆外部环境；两个实时数字图像处理器（利用相应算法结构，以200ms一幅图像速度分析图像）；4个车载传感器来测量横向和纵向车辆加速度；在车辆左右侧安装的毫米波雷达感知道路左右两侧环境；两个PC处理器处理雷达和其他融合的传感器数据；德意志联邦大学的研究。德意志联邦大学已经研发出多辆智能原型车辆。在1985年，第一辆VaMoRs智能原型车辆就已经在户外高速公路上以100km/h的速度进行了测试。使用机器视觉来保证横向和纵向的车辆控制。1988年，在都灵的PROMETHEUS项目第一次委员会会议上，智能车辆维塔（VITA，7
15、t）也进行了展示，该车可以自动停车、行进，并可以向后车传送相关驾驶信息。这两种车辆都配备UBM视觉系统。这是一个双目视觉系统，具有极高的稳定性，同时还包括一些其他种类的传感器：三个加速度计、一个车轮位置编码器（可作为里程表或速度计），在VaMoRs车中，GPS接收机可以实现车辆位置的初步估算。美国俄亥俄州立大学的研究。美国俄亥俄州立大学智能交通研究所所研发的三辆智能原型车辆，配备不同的传感器来实现数据融合和错误检测技术：基于视觉的系统；雷达系统（检测与车道的横向位置）；激光扫描测距器（障碍物检测）；其他传感器，如侧向雷达、转向陀螺仪。利用基于视觉的方法实现道路检测。利用一台安装在后视镜处的CCD摄像机，位置要尽可能高，车道检测系统可以处理这样的单幅灰度图像。算法假设道路是水平地，并且有连续或点化的车道标志线。前几帧检测的车道标志线数据也用来决定下一步兴趣热点区域，以简化图像处理。算法从图像中提取出重要的亮域
