基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计学士学位论文.docx
- 文档编号:1319073
- 上传时间:2022-10-20
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:644.10KB
基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计学士学位论文.docx
《基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计学士学位论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计学士学位论文.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计学士学位论文
提供全套毕业论文图纸,欢迎咨询
河南科技学院新科学院
2012届本科毕业论文(设计)
基于激光扫描的智能往返跑控制系统设计
学生姓名:
所在系别:
机电系
所学专业:
电子信息工程
导师姓名:
完成时间:
2012年5月16日
摘要
智能作为现在的新发明,是以后的发展方向,它可以按照预定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可用于科学勘探等等的用途。
智能往返跑控制系统,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助等功能于一体的综合系统。
本设计针对当前的体育训练、比赛中进行往返跑考核中存在的教练或者裁判人员观测误差大、误判、劳动强度大和效率低等现状,系统设计以ATMEL89S52系列单片机为核心控制器,采用激光精确扫描运动员的踏线信息,采用无线传输模块进行起点和和折返点之间的实时无线通信,实现了对往返跑训练考核过程的精确检测和智能控制,减轻了工作人员的劳动强度,提高了工作质量和效率。
本设计结构简单,但具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能。
关键词:
单片机,无线发射,数码管,74HC573,往返跑
Basedonlaserscanningintelligentcoming-and-goingruncontrolsystemdesign
Abstract
Intelligenceasthenewinventionnow,isthedevelopmentdirectionofthefuture,itcanbescheduledaccordingtothepatterninaenvironmentoftheautomaticoperation,withouttheneedofhumanmanagement,canbeusedforscientificexplorationandsoonpurpose.Intelligentcoming-and-goingruncontrolsystem,isasetofenvironmentalperception,planningdecisionanddifferentfunctionssuchasauxiliaryinanintegratedsystem.Thisdesigninviewofthecurrentsportstraining,contestinassessmentofexistingintherunningbackandforthcoachorjudgesobservationerrorbig,misjudgmentandlaborintensityandlowefficiencyofcurrentsituation,systemdesigntoATMEL89S52seriesmicrocontrollerasthecorecontroller,thelaserscanningathletesonlineofaccurateinformation,thewirelesstransmissionmodulesandbetweenthestartingpointandSheFanDianreal-timewirelesscommunication,realizethecoming-and-goingruntrainingassessmentprocessaccuratetestingandintelligentcontrolandreducethelaborintensityofthestaff,andimprovethequalityofworkandefficiency.Thisdesignissimpleinstructure,butarehighlyintelligent,andhumannature,partlyreflectstheintelligence.
Keywords:
Single-chipmicrocomputer,Wirelesstransmitting,Digitaltube,74HC573,Coming-and-goingrun
1引言
现在的体育训练、比赛中进行往返跑计时、检测考核,往往还是采用人工考核的方式,借助秒表等装置,教练、裁判人员用肉眼观察运动员的情况。
这种方式下,裁判人员的观测误差较大,而且对于运动员是否每次往返均能达标,判定不清楚,可能造成误判等情况的发生。
对于运动员考核中经常会出现不踩往返线就折返跑、忘记自己折返次数而没有跑完就提前结束考核。
为解决这些问题,在实践中通常在折返点上设置一个专门报数的人员,对运动员进行提醒,但由于考核时间长、人员多,这样又将占用大量的人力资源等,使得这些问题仍然没有得到很好的解决。
针对这种情况设计了一种基于激光扫描的智能往返跑检测计时考核系统,实现精确检测,人性化的提示、智能考核。
从而减轻工作人员的劳动强度,提高工作质量和效率。
1.1选课的背景及意义
目前,在现在体育训练和比赛中大多数都是人力进行组织的,同时也是人负责对训练和比赛中的数据和时间进行记录的,而这类的训练和比赛往往需要很长的时间,需要很多人才能保证活动的数据正确以及公平公正。
同时在考核的过程中工作人员都是借助肉眼进行观察的,这样并不能保证数据的准确性。
在练习或考核的过程中运动员往往会出现不踩线就折返跑、因忘记自己的折返次数而没有跑完就提前结束考核的情况,针对这些问题很多专家都在研究。
而现在各个方面的发展都在趋向智能化,体育检测类的器件也在不断改进,而本设计就很好的解决了以上问题,本设计的踏线检测模块和声光报警模块,对于考核人员没有踩线见折返的情况起到了很大的帮助,它对运动员考核过程进行了很好的监督,也避免了考核人员在考核过程中的一些作弊行为,同时本设计也有计时显示模块,可以帮助工作人员准确记录比赛时间,避免出现吴记的情况,大大节省了人力资源。
1.2国内外研究现状
随着现在电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,而人们对于电子技术的要求也越来越高,其中很重要的一点就是智能化。
目前国内在各方面的研究开发,都在朝着智能化的方向前进。
其中对于体育项目的各项检测也在逐步步入这个趋势。
本课题要设计的激光扫描的智能往返跑控制系统,主要是针对体育往返跑训练或者比赛中出现的一些疏忽,比如运动员没有踏线就折回、没有记清楚折返次数等,都起到了一定的帮助作用。
国内这个设计目前还没有具体的实物出现,市面上也很少有此设计的商品。
在国外这类检测系统虽有使用,但整体的设计还不够完善,故设计本系统对于以后的各方面发展都具有很大的帮助作用。
同时,本课题设计的研究也在实际应用中节省也时间和人力。
1.3本课题要求及主要研究内容
1.3.1课题研究的主要内容
针对当前的体育训练、比赛中进行往返跑考核中存在的教练或者裁判人员观测误差大、误判、劳动强度大和效率低等现状,系统设计以ATMEL89S52系列单片机为核心控制器,采用激光器精确扫描运动员的踏线信息,采用无线传输模块进行起点和和折返点之间的实时无线通信,实现了对往返跑训练考核过程的精确检测和智能控制,减轻了工作人员的劳动强度,提高了工作质量和效率。
1.3.2技术指标
(1)采用激光检测扫描运动员在起点和折返点的踏线信息,同时进行声光报警提示;
(2)采用无线传输模块进行起点和和折返点之间的实时无线通信;
(3)采用数码管显示计时信息,计时次误差<0.01S;
(4)系统具备一定的抗干扰能力;
(5)可实现多组同时进行测试;
(6)系统采用电池供电。
2系统总体方案分析
现在的体育训练和比赛中,往返跑已经成为很重要的一项。
在考核中,运动员踩过起跑线开始计时,而到达折返点的时候也必须有效踩过折返线才能返回,如果考核人员没有按照规则,即没有到达折返点就返回,此次成绩则即为无效。
在考核中,需要工作人员及时准确的记录时间和考核人员的折返次数,而仅仅依靠工作人员肉眼观察是很难做到准确无误的。
依据这些考核中出现的问题,我们设计了一种智能往返跑控制系统,经过分析该系统需采用AT89S52单片机为控制核心,系统分为以下几个部分:
电源模块、无线传输模块、踏线检测模块、LED计时显示模块、声光报警模块。
根据设计要求,经过论证,最终确定的系统设计框图包括两个部分。
2.1起跑点的系统框图
本设计利用无线传输模块,当运动员通过起跑点踏线时,电路中的踏线检测模块进行一次扫描并发出声光报警提示,同时电路开始工作,开始记录时间。
经过分析起跑点系统框图如下:
图1起跑点系统方框图
2.2折返点系统方框图
当运动员到达折返点时,激光器会对运动员的踩线情况进行扫描,若运动员按照规则踏线之后返回,则此时激光器就会对踏线信息进行一次扫描,发出声光报警信号,同时计数器记录一次折返次。
当运动员完成任务要求的折返次数时,计数器停止计数,同时计时也停止,并在数码管上显示出完成任务所用时间。
综上所述系统框图如下:
图2折返点系统框图
3各模块的芯片选择与电路设计
3.1单片机控制模块
3.1.1核心芯片的介绍
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52
为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
[1]AT89S52的管脚排列如图3:
图3单片机管脚排列
3.1.2单片机最小系统设计
此设计中单片机为核心芯片,其控制着模块的工作。
单片机的最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。
对52系列单片机来说,最小系统一般包括:
单片机、晶振电路、复位电路。
如图4:
图4单片机最小系统
详细说明如下:
(1)复位电路:
由电容或按钮开关串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质可以知道,当系统一上电RST脚将会出现高电平,并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。
典型的52单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。
一般推荐C取10u,R取1K。
原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平。
(2)晶振电路:
典型的晶振11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作),在本电路中取12M。
(3)单片机:
一片AT89S52单片机,对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 激光 扫描 智能 往返 控制系统 设计 学士学位 论文