项目编号:mcuclub-426
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总字数:12400+
基于单片机的自动循迹避障小车的设计
摘 要
目前,伴随着科学技术的不断发展,人们的生活水平也在不断的提高,使得人们对自己身边的事物的要求也不断的提高。针对目前,市场上的小车还在处于人们手动控制的阶段,显然这已经满足不了当今社会人们对小车的驾驶的要求,此次设计一款可以自动循迹避障小车,本文主要可以分为两大部分来进行介绍,一部分是软件部分,另一部分是硬件部分。此次设计的自动循迹避障小车通过选择单片机STC89C52单片机作为此次设计的主控芯片,通过采用MX1508作为此次设计的直流电动机,通过单片机来产生不同的PWM波形,去控制小车运行的速度,然后采用红外寻距去对小车运行的轨道,通过超声波对小车前方障碍物进行检测,同时将检测到的信号传输到单片机进行处理,通过单片机对检测来的信号进行判断和分析控制小车的转速和转向,最终使得小车可以避开障碍物进行正常行驶,实现自动循迹的目的,所以该设计是具有研究价值和现实意义的。
关键词:智能小车;STC89C52单片机;MX1508;红外寻距模块;循迹避障
Abstract
At present, with the continuous development of science and technology, people’s living standards are also constantly improving, so that people’s requirements for things around themselves are also constantly improving. According to the present, the car on the market still is in at the people of manual control stage, it has obviously can’t satisfy the today’s society, people demand for the car driving, the design can be automatically tracking obstacle avoidance car, this paper can be divided into two parts to introduce, part, software part, another part is hardware parts. The design of automatic tracking obstacle avoidance car by choosing THE MCU STC89C52 MCU as the design of the main control chip, by using MX1508 as the design of the DC motor, through the MCU to generate different PWM waveform, to control the speed of the car, and then using the infrared distance to the car running track, By ultrasonic wave to detect the car in front of the barrier, and at the same time will transmit the detected signals to single chip microcomputer for processing, signal by single chip microcomputer to detect judgment and analysis to control the car’s speed and steering, eventually making the car to avoid moving obstacles, to achieve the purpose of automatic tracking, so the design is a research value and practical significance.
Key words: Intelligent car; STC89C52 single chip microcomputer; MX1508; Infrared distance seeking module; Tracking of obstacle avoidance
目 录
第一章 绪论
第二章 系统设计方案
第三章 硬件设计
第四章 系统程序设计
第五章 仿真测试
第六章 实物制作过程
第七章 总结及展望
致谢
参考文献
附录
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.1.1 研究背景
目前,我们处于一个经济高速发展,科学技术越来越先进的阶段,随着时代的进行,在人们的生活之中,变化最大的就是,人们生活中的很多事情都主要通过自动的设备进行处理,通过计算机去计算和监控,通过通讯设备进行沟通。在此基础上近年来研究的智能机械人越来越受到人们的关注,在现代化的生产下,人们的生命最为宝贵的,所有这些服务型的机械人就尤为重要,在一些危险的作业下,和一些有毒的试验测试等等,为人们服务的机械人成为对机械人研究的主要方向。而汽车也属于为人们服务的行业,近年来汽车销售量越来越高,但是其安全事故发生的频率也较高,所有关于汽车的智能化越来越受到关注,在很多的高校里面,很多的学生也很热衷对此进行研究,可以看出对智能汽车的研究是具有时代趋势和研究价值的。
1.1.2 研究目的及其意义
随着各国对高科技的重视,特别是最近几年对单片机技术,传感器技术和电子技术的不断发展。人们对智能化的产品越来越热衷,市场对智能化的产品的需求量也较大,比如对于语音模式,使得人们对设备的控制更为的便捷,只要通过简单的命令就可以执行想要的操作,这种方式和人与人之间的交流差不多。未来如果将这种方式用到对车辆的控制方向上,实现人们不仅仅可以通过手动去控制车辆,还可以通过语音去控制车辆,真正实现了人机一体化的理念。使得人与设备之间的交流更加的简单,便捷。
智能小车是设计所需要实现的最终的目标,对其进行分解的话,其主要是通过采用一些传感器来对实时路面的情况进行检测,然后通过单片机进行相应的处理,达到我们做想要是实现的功能。其中不同的模块可以实现不同的功能,模块与模块之间通过程序能够默契的进行工作是实现此次设计能够稳定工作的主要原因,此次设计是通过观察现在社会人们的需求,通过考虑到机械和设备进行连接实现的,通过掌握更多的传感器的控制方法来进行控制的。
在此次设计之中设计的自动避障小车具有很多的功能,该小车具有可以自动避障和自动循迹的功能。此次的硬件设计主要可以分为三个部分:输入部分,输出部分,和中控部分,其中中控的部分主要是单片机部分,输入的部分主要是超声波检测模块,红外循迹模块,输入部分主要是电机驱动部分。软件部分采用分模块进行书写,这样子的方式主要是使得在出现问题的时候可以分模块进行检测,而且软件部分采用较为优化的算法进行计算,此次设计的系统具有较好的抗干扰的能力。
1.2 国内外研究状况
1.2.1 国内研究状况
在我国,从上世纪的时候就开始了对无人驾驶车辆进行了大量的研究,到目前为止在这些研发也取得了较大的成绩。
如在很多的高校也进行了大量的研究,比如西安交通大学,吉林大学,还有我国的国防大学等等都对无人驾驶的智能小车进行研究,最后我国的国防科技大学是研发我国第一辆五日驾驶的智能汽车。
在20世纪的时候,由一汽大众和我国国防大学一起研发的我国的国家主席乘坐的汽车红旗牌汽车,该汽车可以是实现在高速可以实现无人驾驶,其主要是利用GPS进行导航,其运行速度高达130Km/h,但是国内较多的汽车的主要功能还和以前一样,主要功能主要是包括导航功能,防盗功能等等。
我国从2000就开始研究汽车跟踪,目前已经可以实现智能化的公路磁场诱导,还有可以实现车辆可以自动保持其车道控制,可以进行辅助驾驶员驾驶的技术等等。
1.2.2 国外研究状况
美国VII系统:美国VII 系统(VII是vehicle infrastructure integration的缩写),这个系统运行的原理主要是通过车辆和车辆之间,车辆和道路之间进行信息的交互,实现人们所需要的功能,最终的目的是为了实现交通事故的减小,主要是为了提高交通的安全性和交通的效率。
这个系统可以实现的功能主要可以包括:可以提高准确实时的具体的天气情况,还可以实时进行路面情况的检测,可以防止汽车在道路的交叉口发生碰撞等,还可以进行电子收费,可以节省了大量的人力和物力。该系统的设计是以车辆和路边的情况作为系统的基础。通过该系统检测各种情况从而为人们的出行做好较好的日程规划,可以减少交通事故造成人员伤亡和损失,该系统还可以提高汽车对交通事故的应变的能力,可以对我们目前严重的交通拥堵问题进行一定的缓解作用,进行自动电子收费节约了大量的时间和大量的人力和物力,使得我们运行的道路更加的通畅。
欧洲CVIS系统:欧洲创造的CVIS系统,主要是创建一个平台来实现对车辆信息的检测,最终主要是可以实现只需要通过直接和路况的对话就可以使得人们能够获取得到道路的最新的情况。它的系统设计很简单,只需要在道路上的红绿灯处和道路的十字路口处装设一个接收的模块,通过该模块去获取最新的路况的,驾驶员就可以及时掌握路况,了解驾驶路上可能出现的危险,这个项目在德国进行测试并且成功之后,后期将被运用在很多的基础的设施之中,到目前为止这个系统已经有60多个的合作者了,这个项目从2016年就开始进行研究到2010年的时候,已经有4年的时间里,该设计平台正对的车辆不仅仅包括私家车还包括了公共汽车和一些商业用途的车,主要通过定位系统和无线网,还有一些传感器技术。
这个项目的最终目的主要是为了可以实现未来汽车可以安全出行,可以对事故进行预防的功能。
1.3 本章小结
此次设计的自动循迹避障小车,在本章主要介绍了目前研究自动循迹避障小车的背景、目的和研究的意义得出在目前的情况下,针对避障小车的研究是具有现实意义的,是具有研究价值的。然后介绍了在国内和国外对小车的研究情况,虽然目前国内和国外都取得了较好的成绩,但是还是需要进一步进行改进的。
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