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1、五邑大学本科毕业设计摘 要今天我们已经进入了一个无线技术无所不在的时代。在家中，使用便利的无线电话；出门在外使用手机与远方的亲人通话、发短消息；开车，GPS系统为我们导航指路；工作，使用无线网卡可以随时随地地进行网上办公等等。随着技术的进步，无线通信和无线网络将迅速地向我们日常生活中的各个方面扩展，不久的将来我们大部分的电子产品都将是无线并可随时在线的，一个无线社会很快就将成为现实，并将深刻改变人们的生活方式。智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人，航空航天等领域。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已
2、经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了实现对智能小车的精确控制，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。本论文提出了一种基于AVR单片机的车模无线运动控制系统设计的总体方案和实现方法。系统采用高速度低功效单片机ATmega8L和ATmega16L作为主控制芯片，315M无线收发模块。车模采用四轮式结构，利用L298N实现电机差分驱动，并结合控制算法以及直流电机PWM调速实现方向、速度的快速调整。本系统集霍尔传感器、无线通信、USB转串口通信、上位机控制于一体，可以很方便地实现上位机对车模无线运动的控制。 关键词 AVR单片机；无线通信；PWM调速；车模AbstractToday
3、we have entered into all era of ubiquitous wireless technology. The wireless phones, mobile phones, GPS navigation system and wireless network card can be available and convenient for people to use anytime and anywhere. With the advancement of technology, wireless communications and wireless network
4、s will quickly affect all aspects of our daily life. And most of the electronic products will be wireless and online at any time in the near future. A society with wireless technology will be a reality soon and will change the life style of people profoundly.Intelligent vehicle, also is called as wh
5、eeled robot, most suits in the environment which these human beings are unable to work, the technology can be applied to unmanned vehicles, unmanned production lines, warehouses, service robots, aerospace and other fields. As the major achievements in the field of automation of the 20th century, rob
6、otics and human society has been inseparable in production and daily life. Therefore, in order to achieve accuracy control of the intelligent vehicle and improve its speed and direction control is very necessary. This paper proposes the overall design plan and the realization method of one kind of c
7、ar model wireless motion control based on the AVR single-chip. The system uses high-speed and low-power ATmega8L and ATmegal6L as the main chip, 315M as wireless transceiver modules. Car model uses three wheels. Taking advantage of L298N achieve difference operator and combining with algorithm and D
8、C machines of PWM speed control achieve the direction and speed of rapid adjustment. The system sets hall sensors, wireless communications, usb to serial communications and upper computer control in one, thus making it easy to achieve upper monitor motion control of vehicle model. Key words AVR sing
9、le-chip wireless correspondence PWM speed control vehicle model目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 国内外研究现状及分析11.3 本论文主要内容2第2章 系统整体方案设计32.1 车模车体结构分析32.2 车模无线运动控制系统功能要求42.3 总体设计思路42.4 本章小结5第3章 无线车模控制系统的硬件设计和实现63.1 硬件系统概述63.2 AVR单片机芯片简介73.2.1 ATmega8L特性介绍83.2.2 ATmega16L特性介绍83.3 电源电路设计93.4 315M无
10、线模块93.4.1 无线模块原理93.4.2 PT2262/2272编解码芯片103.5 速度测量模块133.6 L298N电机驱动模块133.7 USB转串口模块143.8 本章小结15第4章 无线车模控制系统的软件设计和实现164.1 系统软件概述164.2 上位机软件164.2.1 VB开发环境介绍164.2.3 MSComm控件属性介绍164.2.3 上位机软件功能介绍174.3 车模无线运动主控制程序设计184.3.1 上位机指令发射部分184.3.2 车模运动控制部分194.4 本章小结23总结24参考文献25致谢26附录127附录228附录329附录4:31IV 五邑大学本科毕业
11、设计第1章 绪论 智能车(Intelligent Vehicle)又称轮式机器人(Wheel Mobile Robot)，俗称无人驾驶汽车(Autonomous Vehicle)。它是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能与一体的综合控制系统。智能车是移动机器人的一种，本章将介绍与智能赛车相关的移动机器人和智能汽车的发展现状及目的和意义。1.1 课题研究的目的和意义随着当代计算机技术、控制理论、能源技术等的快速发展，机器人技术在短短的几十年间发生了同新月异的变化。机器人作为人类20世纪最伟大的发明之一，其技术的发展代表着人类技术发展的最前沿，并将对人类社会的生产和生活带来深远的影响。目前
12、，高级形态的智能机器人已经在各行各业中占据了不可取代的地位。机器人的诞生和机器人学的建立和发展是20世纪自动控制最具说服力的成就，是20世纪人类科学技术进步的重大成果。机器人从爬行到学会两腿直立行走仅仅用了20年，而人类的这一过程则经历了上百万年。现在全世界已经有超过100万台机器人，销售额每年增长20以上，机器人技术和工业得到了前所未有的飞速发展。机器人已经能够使用工具，能看、能听、能说，并且开始能进行一些决策和思考的智能行为，其应用也从传统的加工制造业逐渐扩展到军事、海洋探测、宇宙探索等领域，并开始进入家庭和服务行业。美国的远程遥控机器人技术，在费卢杰巷战中，美军还使用了“机器人侦察兵”。
13、这些机器人侦察兵是由躲藏在安全地带的士兵，使用无线电遥控器操纵遥控而完成任务的。它装备有遥控红外和同光摄像机，并具有良好的机动性，可以爬楼梯，即使被撞翻在地，也能够自动翻转过来，灵活地越过或绕过障碍物。当接近爆炸装置、地雷和建筑物内敌人隐藏处时，它可以隐蔽在一边，将摄像机对准目标，将相关的战场信息传递给操纵员，操纵员通过头盔显示器接受信息。这些机器人的出现和参战，大大减少了美军遭袭的概率。现在无线遥控已被广泛地应用到日常生活中及工业中，电视机、电冰箱、视频监控系统、电视演播系统、电视会议系统、微格教学系统、工业智能控制等多种领域都有应用，极大地方便了用户的操作和使用。在这个科技飞速发展时代，车
14、辆已经越来越为我们熟悉，在很多人心目中，车已经从代步工具上升到兴趣爱好的地位。二十世纪六十年代末至七十年代初，无线电爱好者自己组装的单通道无线电遥控设备开始运用于车辆模型，七十年代中期后，模型用无线电遥控设备逐步实现了商品化，质量稳定且性能日益完善。现在车辆模型竞技赛作为一种新型的高科技运动正在兴起。所以在研究无线传感器原理的基础上，讨论车模运动控制是很有必要的。1.2 国内外研究现状及分析智能小车是机器人学中的一个重要分支。早在20世纪60年代木期，斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和Charles Rosen等人就研制出了名为Shakey的自主移动机器人。其目的是研究应用人工
15、智能技术，在复杂环境下机器人系统的自主推理、规划和控制。与此同时，最早的操作式步行机器人也研制成功，从而开始了机器人步行机构方面的研究，以解决机器人在不平整地域内的运动问题，设计并研制出了多足步行机器人。其中最著名的是名为General Electric Quadruped的步行机器人。20世纪70年代末，随着计算机的应用和传感技术的发展，移动机器人研究又出现了新的高潮，特别是在80年代中期，设计和制造机器人的浪潮席卷全世界。一大批世界著名的公司开始研制移动机器人平台，这些移动机器人主要作为大学实验室及研究机构的移动机器人实验平台，从而促进了移动机器人学多种研究方向的出现。20世纪90年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术、真实环境下的规划技术为标志，开展了移动机器人更高层次的研究。美国Probotics公司1999年生产的Cye小型家用移动式服务机器人，它可牵引一辆小型拖车在室内运送饮料、信件等生活用品，或牵引吸尘器进行室内清洁工作。Cye采用双轮差动驱动方式，环境信息的获取采用地图输入方式，可跟踪声音信号，任务完成后能自动返回总站待命。美国Denning公司与Windsor工业公司90年代初合作生产的地面吸尘机
