智能寻迹小车报告.docx
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智能寻迹小车报告.docx
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智能寻迹小车报告
智能循迹小车的设计报告
题目:
循迹小车的设计报告
姓名:
093521029吴远超
093521059李享
093521008盛斌
093521030严冬
093521051周成为
指导老师:
李东京老师
设计时间:
2012年5月1日——2012年5月25日
目录
1.引言....................................................1
1.1设计意义...............................................1
1.2系统功能要求...........................................2
1.3本组成员分工...................................................2
2.方案设计................................................2
3.硬件设计................................................3
3.1寻迹模块................................................4
3.2CC1100-232无线模块特点....................................4
3.3CC1100-232数传模块的使用方法...............................5
3.4CC1100-232模块的参数设定..................................6
4.软件设计................................................7
5.系统调试................................................8
6.设计总结................................................8
7.附录....................................................9
8.参考文献...............................................13
循迹小车的设计报告
1、引言
1.1设计意义
当今世界,传感器技术和自动控制技术正在飞速发展,机械、电气和电子信息已经不再明显分家,自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要,“智能”这个词也已经成为了热门词汇。
现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平,特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真,而且具有一定的学习能力,还据说其智商已达到6岁儿童的水平。
作为机械行业的代表产品—汽车,其与电子信息产业的融合速度也显著提高,呈现出两个明显的特点:
一是电子装置占汽车整车(特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点;二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。
无容置疑,机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内,都开始重视起来,主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:
亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛(ABUROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。
但很现实的状况是,国内不论是在机械还是电气领域,与国外的差距还是很明显的,所以作为机电一体化学生,必须加倍努力,为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。
为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求,提出简易智能小车的构想,目的在于:
通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车,获得项目整体设计的能力,并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。
所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。
本小组成员通过“智能循迹小车”的设计制作,将老师课堂上所讲知识和实际相结合,既能加强理解也能深入研究。
并且设计制作过程中锻炼了小组成员的团队合作能力和解决问题的能力。
1.2系统功能要求
根据老师的要求,智能寻迹小车应该有一下功能:
1)能够在白色跑道上沿着直线行走
2)当传感器检测到黑色障碍物时能够向两侧自动转向
3)用于接力时,当受到撞击后,能够自动启动
4)到撞击到前面的小车时,能够自己停止运动
1.3本组成员分工
严冬(学号093521030)和周成为(学号093521051)负责前期的网上信息收集,包括循迹小车的设计方法和材料选择等;盛斌(学号093521008)负责资金调配和网上采购所需材料;李享(学号093521059)和吴远超(学号093521029)负责循迹小车的焊接及程序设计及后期在跑道中运行出现的问题进行调试,以及最后的论文写作。
2.方案设计
本组智能循迹小车的硬件主要有主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。
其中电机驱动部分和其他部分分别由两个不同的电源分开供电。
小车硬件系统结构示意图如下:
3.硬件设计
3.1寻迹模块:
寻迹模块是用来识别黑白线,黑线输出高电平,白线输出低电平。
寻迹模块一般识别距离为:
0—3cm左右
如图:
CC1100-232无线模块:
3.2CC1100-232无线模块特点:
1.低功耗模块,最大发射功率10mW
推荐使用10mW,以达到最佳的通信效果
2.载频频段433MHz
推荐使用433MHz频段,该频段为免费ISM频段免许可证使用(420MHz~440MHz)。
还可以为用户提供其他的载频频段475MHz、868MHz和915MHz选择(需要定制)。
3.高抗干扰能力和低误码率
基于FSK的调制方式,采用高效前向纠错和信道交织编码技术,提高了数据抗随机干扰和突发干扰的能力,在信道误码率为10-2时,可得到实际误码10-5~10-6。
4.传输距离远
在直线可视情况下,天线放置高度位置>2米,可靠传输距离大于200m(BER=10-3/9600bps)。
5.支持透明的数据传输
提供透明的数据接口,能适应任何标准或非标准的用户协议。
自动过滤掉空中产生的假数据(所收即所发)。
6.256个可编程信道(20M频段)
在同一个频段可以按照用户200KHz间隔频点则可以提供至少256个信道,满足用户多种通信组合方式。
3.3CC1100-232数传模块的使用方法:
CC1100-232无线模块提供TTL电平接口,可以直接连接串口设备。
1.模块供电:
CC1100-232模块使用直流电源,宽电源输入设计,工作电压+2.7V~+5.5V。
根据用户的需要,可以与其它设备共用电源,但请选择纹波系数较好的电源,纹波峰值小于200mV。
如果有条件话,可采用稳压片单独供电。
2.连接端口的定义:
CC1100-232提供1*7针排孔,2.54mm间距,其定义及与终端的连接方法见表1:
表1:
连接端子定义及连接方法(模块正面从左到右的顺序)
3.4CC1100-232模块的参数设定:
通过串口工具发送命令对模块参数进行设置,所有参数断电后可以保存,不用每次重复设置,如果不用在模块工作过程中改变设置可以用跳冒短接6,7引脚。
为防止发送的数据中包括命令只需保证每个数据包前两个字节不是命令字即可,当然也可以短接6,7引脚。
1通信信道设定
2串口波特率设定
3发送功率设定
4.软件设计
程序流程图如下
5.系统调试
在网上购买的智能循迹小车到手后,小组成员就开始制作,整个的组装及焊接过程都很顺利,当然还是有一些问题:
1)在安装传感器时,小组成员就位置的选择进行了讨论。
刚开始,大家感觉安装在前面较好,但是实际的结果是对于两侧的障碍物躲避效果不是很理想,之后就将传感器给安装在前轮两侧,这样既可以照顾到前面的障碍物,在前进时扫描到两边的黑色跑道也能及时的转向反应,并通过内部单片机进行控制,使一个电机停止运行,另外一个继续运行,达到转向的效果。
2)由于需要满足小车接力时,撞击之后自动启动的效果,我们在结合以往制作传感器课程设计时的经验,选择了一个水银开关。
这样做,不仅达到了预定的效果,同时也相当简便和实用。
3)在解决撞击之后的停车问题时,我们小组讨论出来的结果是利用一个延时程序,在撞车之后的一个很短时间内让小车断电,从而满足停车的效果。
经过反复调试,也达到了这一设计要求。
4)最后在跑道上运行时,小车不时在一些拐弯处冲出跑道,经小组分析,原因有几点:
一为跑道弯度过大;二为电机转速过快使得小车速度太快;三为小车传感器不太敏感。
我们通过修改跑道的宽度,以及修改调试小车的程序最终解决了以上所述的几个原因,并且在分组接力比赛中获得了第一的好成绩。
6.设计总结
从老师布置这个课程设计到最终验收的时候获得班级第一的好成绩,整个的过程历时近一个月。
这期间,大家分工合作,从最初的网上收集材料,分析方案,到后来的制作材料的网购,已经之后的小车程序的编程和修改调试,再到最后来的比赛过程中发现并解决的一些小问题,这一系列的过程中,我们不仅是将课本中的知识与实践相结合,而且对于大家的团结合作以及分工协作都是一种考验。
对于个人单独解决学科问题的能力更是有一定的提升。
虽然在最初知道这个课题的时候,大家也有些不知所措,毕竟课本上的知识对于我们所掌握的来看太过复杂了。
但是大家通过讨论和在网上查询搜索,最终还是慢慢的将之前的众多难题一个个的都解决了。
这其中由发现问题,然后寻找解决方案到解决问题的过程是让我们收获最大的地方。
最后,感谢李东京老师为我们布置的这么一个课题,让我们有机会制作这样一个循迹小车,并且也要感谢您在我们制作小车过程中给予的关注和帮助!
7.附录
源程序代码:
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVSCON,#50H//串行口初始化
ORLTMOD,#20H
MOVTH1,#0FDH
MOVTL1,#0FDH
SETBTR1
CLRET1
SETBES
SETBPS
SETBEA
MOVSBUF,#0A3H//无线模块初始化
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#3AH
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#02H
LCALLDELAY
MOVSBUF,#0A7H
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#7AH
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#00H
LCALLDELAY
MOVSBUF,#0ABH
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#0BAH
LCALLLOOP1
MOVSBUF,#00H
LCALLDELAY
LCALLLOOP1//主程序
MOVSP,#7FH
MOVA,#0FFH
MOVP1,#00H
START:
JBP0.3,START
LOOP:
MOVSBUF,#00H
MOVP1,A
JNBP0.0,ZUO
JNBP0.7,YOU
LJMPLOOP
ZUO:
MOVP1,#08H//左转弯
LCALLDEL
MOVP1,A
LJMPLOOP
YOU:
MOVP1,#80H//右转弯
LCALLDEL
MOVP1,A
LJMPLOOP
LOOP1:
JNBTI,LOOP1
CLRTI
RET
//延时子程序
DELAY:
MOVR7,#0EFH
DELA:
MOVR5,#01H
DELA1:
MOVR6,#0F0H
DELA2:
DJNZR6,DELA2
DJNZR7,DELA1
DJNZR5,DELA
RET
DEL:
MOVR7,#10H
DEL1:
MOVR6,#0FFH
DEL2:
MOVR5,#1FH
DEL3:
DJNZR5,DEL3
DJNZR6,DEL2
DJNZR7,DEL1
RET
END
循迹小车成品展示:
8.参考文献
[1]刘欣铭,张广斌.LED显示屏技术综述[J].黑龙江电力,2003,25(4):
294-296.
[2]阳进.基于单片机的LED显示屏的汉字显示[J].中国科技信息,2005,(12):
112.
[3]MarkNelson著.潇湘工作室译.串行通信开发指南[M].中国水利水电出版社,2002.
[4]王宜怀.单片机原理及其嵌入式应用教程[M].北京希望电子出版社,2002.
[5]韩润萍,陈小萍.点阵LED显示屏控制系统[J].微计算机信息,2003,19(10):
50-51.
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