基本信息
- 項目名稱：
- 智能循跡小車
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 小車以AT89C51 為控制核心, 用單片機產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對路面黑色軌跡進行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機。單片機對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅(qū)動電機以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實現(xiàn)小車自動尋跡的目的。
- 詳細介紹：
- 循跡是指小車在白色地板上循黑線行走，由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強弱來判斷“道路”。通常采取的方法是紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限。 小車進入循跡模式后，即開始不停地掃描與探測器連接的單片機I/O口，一旦檢測到某個I/O口有信號，即進入判斷處理程序（switch）,先確定4個探測器中的哪一個探測到了黑線，如果左面第一級傳感器或者左面第二級傳感器探測到黑線，即小車左半部分壓到黑線，車身向右偏出，此時應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果是 右面第一級傳感 器或右面第二級傳感器探測到了黑線，即車身右半部壓住黑線，小車向左偏出了軌跡，則應(yīng)使小車向右轉(zhuǎn)。在經(jīng)過了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測黑線重復(fù)上述動作。 利用LED來顯示小車運行的狀態(tài)，并且利用倒計時模塊來啟動小車。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本設(shè)計是一種基于單片機控制的簡易自動尋跡小車系統(tǒng)，包括小車系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件設(shè)計方法。小車以AT89C51 為控制核心, 用單片機產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對路面黑色軌跡進行檢測,并將路面檢測信號反饋給單片機。單片機對采集到的信號予以分析判斷,及時控制驅(qū)動電機以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動行駛,實現(xiàn)小車自動循跡尋跡的目的。其技術(shù)關(guān)鍵是單片機對傳感器的控制及對其反饋信息處理后對電機的精確控制。我們在車身上安裝了紅外傳感器，動作指示燈，以及反應(yīng)小車運行時間的計時顯示模塊。小車的每一個動作都會有相應(yīng)的指示燈。 1， 小車能夠靈敏檢測路面情況并作出準確的判斷。 2， 小車采用前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各有一個電機驅(qū)動，通過調(diào)整前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速啟停而達到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬向輪起支撐的作用，將循跡傳感器裝在車體的中間和左右輪前，當車身左邊的傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制左輪減速，車身向左修正。當車身右邊的傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制右輪減速，車身向右修正。從而實現(xiàn)循跡功能。 3，對的各個不同的運動速度和方向，小車都有相應(yīng)的指示燈顯示。 4，小車能夠自動記錄運行時間，并利用數(shù)碼管進行顯示。 5，核心控制部分采用可在線編程的89S51單片機，可以在不增加系統(tǒng)硬件的情況下方便地對系統(tǒng)進行二次開發(fā)。具有很好的拓展功能。
科學性、先進性
- 本設(shè)計雖然只是一個演示模型，但有充分的科學性，先進性和實用性。首先我們根據(jù)交通路面的復(fù)雜情況，按照適當?shù)谋壤谱髁艘粋€路況模型。包括彎道，直道以及在路面設(shè)置障礙物等。在彎、直道上，小車沿著預(yù)定軌道自由行駛，當小車遇到障礙物時脈沖調(diào)制的紅外傳感器，將檢測到的信息傳送給單片機，單片機根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號，控制小車自動避開障礙物，進行倒車、前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動作。另外安全性和人性化也是本系統(tǒng)的一大特色，我們在車身上安裝了紅外傳感器，動作指示燈，以及反應(yīng)小車運行時間的計時顯示模塊。小車的每一個動作都會有相應(yīng)的指示燈顯示，充分體現(xiàn)了小車的智能化主題。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，采用電能驅(qū)動，不會造成環(huán)境污染，噪聲低不會妨礙人們的日常生活。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品在周口師范學院第二節(jié)電子設(shè)計大賽中獲得二等獎。
作品所處階段
- 實驗室模型階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 本團隊愿將作品所有權(quán)轉(zhuǎn)讓與技術(shù)購買方，并提供作品的使用方法和調(diào)試技術(shù)。
作品可展示的形式
- 實物展示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1,使用說明 （1）將220v的交流電壓，接到小車穩(wěn)壓模塊端口。小車上數(shù)碼管開始顯示倒計時，當計時為零時，小車啟動。 (2)啟動后小車上傳感器開始檢測路面信號.當小車兩側(cè)傳感器檢測到白光信號,中間傳感器檢測到黑線,小車沿黑線運動。 （3）小車在運行過程中，數(shù)碼管可以顯示小車不同的運動狀態(tài)。 （4）小車運行一段時間后，數(shù)碼管自動顯示小車的運行時間。 2，技術(shù)特點和優(yōu)勢 本設(shè)計采用STC89C51單片機為控制核心，電機的硬件驅(qū)動采用L298芯片，由單片機輸出PWM控制電機轉(zhuǎn)速，利用紅外檢測模塊實現(xiàn)智能小的自動尋跡，整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。設(shè)計測試結(jié)果滿足要求，設(shè)計原理簡明，方案正確。可實現(xiàn)性強，具有很好的擴展功能和實用價值。 3，適用范圍和推廣前景 循跡小車集中地運用了計算機、傳感、自動控制等技術(shù)。.自動循跡小車可應(yīng)用于科學探測等人工無法實現(xiàn)且需自動控制的領(lǐng)域。.具有相當?shù)膶嶋H應(yīng)用價值。因此，該設(shè)計市場前景良好，具有很好的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 智能小車技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 智能小車技術(shù)是一個國家高技術(shù)實力的一個重要標準，它涉及到多個學科，機械、電工、自動控制、計算機測量、人工智能、傳感技術(shù)等等，是眾多領(lǐng)域的高科技。而智能小車比賽就是機器人技術(shù)的一個重要研究方向，目前許多國家己經(jīng)把移動機器人比賽作為創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略性手段。 移動機器人比賽是一種高科技對抗活動，各國專家學者通過移動機器人競賽，不斷推進了在競賽型移動機器人方面的研究，不斷改進機器人尋址速度和算法研究，試圖讓機器人更接近智能化，它集高科技、娛樂和比賽于一體，引起了各國的廣泛關(guān)注和極大興趣，從而推動了移動機器人研究的熱潮...... 據(jù)統(tǒng)計部門的數(shù)據(jù)，至2006年中國汽車保有量已達3500萬輛（其中轎車占80%，約2500萬輛）,每年仍以30%的速度遞增。我國成為了繼美國之后的第二大汽車生產(chǎn)和消費大國。汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展也帶動了相關(guān)配套、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。而將功能強大的智能車載信息系統(tǒng)——車載電腦加載到汽車上已經(jīng)成為歐美、日本等地汽車市場的首選新裝備。車載電腦給汽車帶來了一場信息化的革命，讓每輛汽車構(gòu)建成一個完美的車載信息與娛樂系統(tǒng)終端，包括車載通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)字娛樂系統(tǒng)以及輔助駕駛系統(tǒng)。坐在汽車里面聽廣播或者音樂已經(jīng)習以為常，但是車載電腦帶來的是全方位的數(shù)字娛樂，由于其支持WINDOWS下的所有應(yīng)用程序，因此，CD、 VCD/DVD以及收看電視都成為可能。讓你在開車的時候聽音樂，在休息的時候欣賞好萊塢大片或是收看電視，甚至玩各種游戲。車載通訊與導(dǎo)航系統(tǒng)主要指 GPRS和GPS，讓你“輕車熟路”，而且輕松打電話。 智能小車，它是在關(guān)鍵基礎(chǔ)理論模型研究的前提下，把先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計算機處理技術(shù)等有效地綜合運用于汽車交通體系，從而成為大范圍、全方位發(fā)揮作用、實時、準確、高效的交通工具。它利用無線通訊專網(wǎng)低頻段以低成本實現(xiàn)了小車的實時控制、快速傳輸，自行開發(fā)研制了無線通訊系統(tǒng)車載智能終端設(shè)備及控制系統(tǒng)，使智能小車能夠充分利用無線通訊系統(tǒng)采集和傳輸?shù)穆访鏍顩r數(shù)據(jù)進行小車速度和方向的控制，具有載人和自動控制的雙重功能。信息響應(yīng)速度快、全自動方向控制自動化、信息發(fā)布智能化、設(shè)備自維護智能化的特點。
