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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于嵌入式的多功能智能小車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是一輛具有自動(dòng)避障、智能尋徑、溫濕度檢測(cè)、無(wú)線遙控、無(wú)線圖像傳輸?shù)榷喙δ艿闹悄苄≤?。采用S3C2440實(shí)現(xiàn)小車的控制機(jī)檢測(cè)，用光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)小車的循跡功能，由兩個(gè)直流電機(jī)做動(dòng)力部分，通過(guò)控制脈沖占空比對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，利用兩電機(jī)的差速實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。另外小車還留有很多的接口，有良好的擴(kuò)展性，以后可以根據(jù)具體情況增加相應(yīng)的功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 近二十年來(lái)，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。在這一背景和形勢(shì)下，工業(yè)生產(chǎn)和管理進(jìn)入了自動(dòng)化、信息化和智能化時(shí)代。智能小車是現(xiàn)代科研、工業(yè)、民用中提高勞動(dòng)效率的有效工具，經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)可應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域,鑒于此，我們考慮設(shè)計(jì)一款集多種功能于一體、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、具有實(shí)際意義的智能小車。 本作品是一輛具有自動(dòng)避障、智能尋徑、溫濕度檢測(cè)、無(wú)線遙控、無(wú)線圖像傳輸?shù)榷喙δ艿闹悄苄≤?。采用S3C2440實(shí)現(xiàn)小車的控制機(jī)檢測(cè)，用光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)小車的循跡功能，由兩個(gè)直流電機(jī)做動(dòng)力部分，通過(guò)控制脈沖占空比對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，利用兩電機(jī)的差速實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。另外小車還留有很多的接口，有良好的擴(kuò)展性，以后可以根據(jù)具體情況增加相應(yīng)的功能。 該智能小車的創(chuàng)新之處在于它還具有無(wú)線圖像傳輸功能，利用無(wú)線圖像傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)處理器和遙控器之間的通信。小車從前端攝像頭處把信息采集過(guò)來(lái)，通過(guò)無(wú)線圖像傳輸模塊把圖像傳輸?shù)娇刂贫?，這樣人們可以更直觀地了解到前方信息，進(jìn)而采取最合理的措施。此外，小車的控制端還可以直接和計(jì)算機(jī)終端相連接，把采集過(guò)來(lái)的信息通過(guò)終端顯示在計(jì)算機(jī)上，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。 我們所制作的小車實(shí)現(xiàn)了溫濕度的可移動(dòng)多點(diǎn)檢測(cè)，能根據(jù)環(huán)境檢測(cè)信息進(jìn)行異常處理（例如報(bào)警等）。小車有手動(dòng)遙控模式和自動(dòng)模式，當(dāng)小車在人的視野范圍內(nèi)時(shí)，可以設(shè)置為手動(dòng)遙控模式，在手動(dòng)模式下可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)遙控小車的運(yùn)動(dòng)；而在小車脫離人們視線時(shí)，可以把小車設(shè)置為自動(dòng)模式，小車通過(guò)自動(dòng)循跡和紅外避障功能正常工作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本設(shè)計(jì)基于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，減少工業(yè)生產(chǎn)中可能對(duì)人們?cè)斐傻膫?，方便人們?nèi)粘Ｉ钸@一目的而設(shè)計(jì)。該車總體有五個(gè)部分，處理器是核心，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理器處理后送往顯示和驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)該車增加了遙控裝置。 該車集各種功能于一體，實(shí)現(xiàn)尋跡、避障和溫濕度檢測(cè)，最關(guān)鍵的一點(diǎn)是該車可實(shí)現(xiàn)無(wú)線圖像傳輸，并具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。小車采用雙向PWM控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)；S3C2440為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心；采用nRF2401無(wú)線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的遙控。本作品力求降低其功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計(jì)采用S3C2440實(shí)現(xiàn)小車的控制，用光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)小車的循跡，用兩個(gè)直流電機(jī)做動(dòng)力部分，單片機(jī)控制脈沖占空比實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，利用兩電機(jī)的差速實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向；采用點(diǎn)陣型LCD顯示； 采用OmniVision公司開(kāi)發(fā)的CMOS芯片OV6620采集圖像；利用nRF2401接收發(fā)送信號(hào)，來(lái)控制小車工作方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)避障功能。 該智能小車的創(chuàng)新之處在于它還具有無(wú)線圖像傳輸功能，利用無(wú)線圖像傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)處理器和遙控器之間的通信。小車從前端攝像頭處把信息采集過(guò)來(lái)，通過(guò)無(wú)線圖像傳輸模塊把圖像傳輸?shù)娇刂贫耍@樣人們可以更直觀地了解到前方信息，進(jìn)而采取最合理的措施。此外，小車的控制端可以直接和計(jì)算機(jī)終端相連接，把采集過(guò)來(lái)的信息通過(guò)終端顯示在計(jì)算機(jī)上，并能通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月，河南科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽金獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)。
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 智能小車集多種功能于一體，不僅可以實(shí)現(xiàn)基本的循跡、避障功能、溫濕度測(cè)量、無(wú)線遙控、無(wú)線圖像傳輸?shù)裙δ?，還可以擴(kuò)展多種額外功能，如測(cè)CO2濃度等，現(xiàn)在能源問(wèn)題是我們面臨的一大難題，人們對(duì)產(chǎn)品的低功耗的要求越來(lái)越高，本作品通過(guò)在硬件和軟件上精心設(shè)計(jì)，力求降低其功耗。智能小車可以用于流水生產(chǎn)線，倉(cāng)庫(kù)，廠房等一些不易人們進(jìn)入或直接人工操作的場(chǎng)所。 人工智能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主流，為此而產(chǎn)生的高科技產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而出。通過(guò)智能小車的探測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)省去人力、物力的目的。因此，智能小車有很大的市場(chǎng)價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 智能車輛的研究始于20世紀(jì)50年代初，美國(guó)Barrett Electronics公司開(kāi)發(fā)出的世界上第一臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)車輛系統(tǒng)(Automated Guided Vehicle System， AGVS)。1974年，瑞典的VolvoKalmar轎車裝配工廠與Schiinder- Digitron公司合作，研制出一種可裝載轎車車體的AGVS，并由多臺(tái)該種AGVS組成了汽車裝配線，從而取消了傳統(tǒng)應(yīng)用的拖車及叉車等運(yùn)輸工具。在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)正在研發(fā)智能車輛，其中具有代表性的智能車輛包括：意大利MOB--LAB的研究，德意志聯(lián)邦大學(xué)的研究，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的研究。 在我國(guó)，吉林大學(xué)智能車輛課題組長(zhǎng)期從事智能車輛自主導(dǎo)航機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)研究。中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院于2003年7月研制成功我國(guó)第一輛自主駕駛轎車。另外，清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位也正在研發(fā)智能車輛。 智能小車是現(xiàn)代科研、工業(yè)、民用中不可缺少的提高勞動(dòng)效率的工具，經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)可應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域。例如汽車無(wú)人駕駛，家具智能清潔，危險(xiǎn)環(huán)境的探測(cè)工作等等。給人們?nèi)粘９ぷ鳎?，科學(xué)研究帶來(lái)極大的方便。但現(xiàn)在一些工業(yè)、民用的智能小車(或機(jī)器人)存在以下幾個(gè)問(wèn)題： 1．操作控制復(fù)雜。 目前很多小車的控制器構(gòu)造比較復(fù)雜，并且在不同的控制場(chǎng)合需要專人現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，增加了控制成本和控制的復(fù)雜性。 2．系統(tǒng)功能單一 一些同類的探測(cè)小車功能單一，針對(duì)不同的應(yīng)用對(duì)象需要進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，往往只具備數(shù)項(xiàng)功能中的一種，應(yīng)用范圍比較局限。 3．系統(tǒng)開(kāi)發(fā)復(fù)雜 目前一些同類探測(cè)小車的集成度不高，設(shè)計(jì)中必須使用許多分立器件組成外圍電路，因此使得整個(gè)系統(tǒng)變得十分復(fù)雜，可靠性降低。
