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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能循跡小車
- 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A類
- 簡(jiǎn)介：
- 小車以AT89C51 為控制核心, 用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對(duì)路面黑色軌跡進(jìn)行檢測(cè),并將路面檢測(cè)信號(hào)反饋給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)予以分析判斷,及時(shí)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動(dòng)行駛,實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)尋跡的目的。
- 詳細(xì)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(duì)光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng)弱來(lái)判斷“道路”。通常采取的方法是紅外探測(cè)法。紅外探測(cè)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(diǎn)，在小車行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)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(jī)就是否收到反射回來(lái)的紅外光為依據(jù)來(lái)確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測(cè)器探測(cè)距離有限。 小車進(jìn)入循跡模式后，即開(kāi)始不停地掃描與探測(cè)器連接的單片機(jī)I/O口，一旦檢測(cè)到某個(gè)I/O口有信號(hào)，即進(jìn)入判斷處理程序（switch）,先確定4個(gè)探測(cè)器中的哪一個(gè)探測(cè)到了黑線，如果左面第一級(jí)傳感器或者左面第二級(jí)傳感器探測(cè)到黑線，即小車左半部分壓到黑線，車身向右偏出，此時(shí)應(yīng)使小車向左轉(zhuǎn)；如果是 右面第一級(jí)傳感 器或右面第二級(jí)傳感器探測(cè)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(guò)了方向調(diào)整后，小車再繼續(xù)向前行走，并繼續(xù)探測(cè)黑線重復(fù)上述動(dòng)作。 利用LED來(lái)顯示小車運(yùn)行的狀態(tài)，并且利用倒計(jì)時(shí)模塊來(lái)啟動(dòng)小車。
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)是一種基于單片機(jī)控制的簡(jiǎn)易自動(dòng)尋跡小車系統(tǒng)，包括小車系統(tǒng)構(gòu)成軟硬件設(shè)計(jì)方法。小車以AT89C51 為控制核心, 用單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，控制小車速度。利用紅外光電傳感器對(duì)路面黑色軌跡進(jìn)行檢測(cè),并將路面檢測(cè)信號(hào)反饋給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)采集到的信號(hào)予以分析判斷,及時(shí)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)以調(diào)整小車轉(zhuǎn)向,從而使小車能夠沿著黑色軌跡自動(dòng)行駛,實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)循跡尋跡的目的。其技術(shù)關(guān)鍵是單片機(jī)對(duì)傳感器的控制及對(duì)其反饋信息處理后對(duì)電機(jī)的精確控制。我們?cè)谲嚿砩习惭b了紅外傳感器，動(dòng)作指示燈，以及反應(yīng)小車運(yùn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)顯示模塊。小車的每一個(gè)動(dòng)作都會(huì)有相應(yīng)的指示燈。 1， 小車能夠靈敏檢測(cè)路面情況并作出準(zhǔn)確的判斷。 2， 小車采用前輪驅(qū)動(dòng)，前輪左右兩邊各有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)整前面兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速啟停而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬(wàn)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(dāng)車身左邊的傳感器檢測(cè)到黑線時(shí)，主控芯片控制左輪減速，車身向左修正。當(dāng)車身右邊的傳感器檢測(cè)到黑線時(shí)，主控芯片控制右輪減速，車身向右修正。從而實(shí)現(xiàn)循跡功能。 3，對(duì)的各個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)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(dòng)記錄運(yùn)行時(shí)間，并利用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 5，核心控制部分采用可在線編程的89S51單片機(jī)，可以在不增加系統(tǒng)硬件的情況下方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。具有很好的拓展功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計(jì)雖然只是一個(gè)演示模型，但有充分的科學(xué)性，先進(jìn)性和實(shí)用性。首先我們根據(jù)交通路面的復(fù)雜情況，按照適當(dāng)?shù)谋壤谱髁艘粋€(gè)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(dāng)小車遇到障礙物時(shí)脈沖調(diào)制的紅外傳感器，將檢測(cè)到的信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制小車自動(dòng)避開(kāi)障礙物，進(jìn)行倒車、前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作。另外安全性和人性化也是本系統(tǒng)的一大特色，我們?cè)谲嚿砩习惭b了紅外傳感器，動(dòng)作指示燈，以及反應(yīng)小車運(yùn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)顯示模塊。小車的每一個(gè)動(dòng)作都會(huì)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(jiǎn)單，成本低，采用電能驅(qū)動(dòng)，不會(huì)造成環(huán)境污染，噪聲低不會(huì)妨礙人們的日常生活。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品在周口師范學(xué)院第二節(jié)電子設(shè)計(jì)大賽中獲得二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室模型階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 本團(tuán)隊(duì)愿將作品所有權(quán)轉(zhuǎn)讓與技術(shù)購(gòu)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(shí)物展示
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)
- 1,使用說(shuō)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(kāi)始顯示倒計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)為零時(shí)，小車啟動(dòng)。 (2)啟動(dòng)后小車上傳感器開(kāi)始檢測(cè)路面信號(hào).當(dāng)小車兩側(cè)傳感器檢測(cè)到白光信號(hào),中間傳感器檢測(cè)到黑線,小車沿黑線運(yùn)動(dòng)。 （3）小車在運(yùn)行過(guò)程中，數(shù)碼管可以顯示小車不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 （4）小車運(yùn)行一段時(shí)間后，數(shù)碼管自動(dòng)顯示小車的運(yùn)行時(shí)間。 2，技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 本設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)為控制核心，電機(jī)的硬件驅(qū)動(dòng)采用L298芯片，由單片機(jī)輸出PWM控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用紅外檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)智能小的自動(dòng)尋跡，整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。設(shè)計(jì)測(cè)試結(jié)果滿足要求，設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)明，方案正確?？蓪?shí)現(xiàn)性強(qiáng)，具有很好的擴(kuò)展功能和實(shí)用價(jià)值。 3，適用范圍和推廣前景 循跡小車集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、自動(dòng)控制等技術(shù)。.自動(dòng)循跡小車可應(yīng)用于科學(xué)探測(cè)等人工無(wú)法實(shí)現(xiàn)且需自動(dòng)控制的領(lǐng)域。.具有相當(dāng)?shù)膶?shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，該設(shè)計(jì)市場(chǎng)前景良好，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 智能小車技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 智能小車技術(shù)是一個(gè)國(guó)家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，它涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測(cè)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(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，目前許多國(guó)家己經(jīng)把移動(dòng)機(jī)器人比賽作為創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略性手段。 移動(dòng)機(jī)器人比賽是一種高科技對(duì)抗活動(dòng)，各國(guó)專家學(xué)者通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽，不斷推進(jìn)了在競(jìng)賽型移動(dòng)機(jī)器人方面的研究，不斷改進(jìn)機(jī)器人尋址速度和算法研究，試圖讓機(jī)器人更接近智能化，它集高科技、娛樂(lè)和比賽于一體，引起了各國(guó)的廣泛關(guān)注和極大興趣，從而推動(dòng)了移動(dòng)機(jī)器人研究的熱潮...... 據(jù)統(tǒng)計(jì)部門的數(shù)據(jù)，至2006年中國(guó)汽車保有量已達(dá)3500萬(wàn)輛（其中轎車占80%，約2500萬(wàn)輛）,每年仍以30%的速度遞增。我國(guó)成為了繼美國(guó)之后的第二大汽車生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展也帶動(dòng)了相關(guān)配套、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。而將功能強(qiáng)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(chǎng)的首選新裝備。車載電腦給汽車帶來(lái)了一場(chǎng)信息化的革命，讓每輛汽車構(gòu)建成一個(gè)完美的車載信息與娛樂(lè)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(lè)系統(tǒng)以及輔助駕駛系統(tǒng)。坐在汽車?yán)锩媛?tīng)廣播或者音樂(lè)已經(jīng)習(xí)以為常，但是車載電腦帶來(lái)的是全方位的數(shù)字娛樂(lè)，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(kāi)車的時(shí)候聽(tīng)音樂(lè)，在休息的時(shí)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(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于汽車交通體系，從而成為大范圍、全方位發(fā)揮作用、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通工具。它利用無(wú)線通訊專網(wǎng)低頻段以低成本實(shí)現(xiàn)了小車的實(shí)時(shí)控制、快速傳輸，自行開(kāi)發(fā)研制了無(wú)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(wú)線通訊系統(tǒng)采集和傳輸?shù)穆访鏍顩r數(shù)據(jù)進(jìn)行小車速度和方向的控制，具有載人和自動(dòng)控制的雙重功能。信息響應(yīng)速度快、全自動(dòng)方向控制自動(dòng)化、信息發(fā)布智能化、設(shè)備自維護(hù)智能化的特點(diǎn)。
