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作者：郑州升达经贸管理学院 李汶昊 杨孩 郭强

指导教师：潘杰 王丽娟

 

　　作品简介

 

　　开发背景：

　　随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。在柔性自动化生产线、智能仓储管理及物流配送等领域，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能寻迹小车完成相应的任务。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能小车寻迹系统具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用于机车头灯自动寻迹、工厂自动化、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境。

　　结构说明：

　　单片机将传感器送来的数据进行处理、算法分析，其输出信号控制电机并送LCD显示。光敏电阻负责黑暗状况下寻光，光电传感器负责黑线的检测，引导智能小车的行使轨迹。金属传感器负责检测铁片，采用超声波传感器检测智能小车的周围障碍物及其距离。系统框图如下。

　　

　　平台选型说明

　　IAP15f2k61s2单片机、keil软件

 

　　设计说明

 

　　1、探测路面黑线的基本原理

　　当光线照射到路面会反射，由于黑线和地面对光的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱，用光电传感器判断黑线。光电管基本原理图下图。

　　

　　当光电管检测不到黑线时，红外光管接收到反射回来的红外光，使其输出由高电平立即跳至低电平。我们在小车上并排加上两个红外光电管，黑线置于两红外光电管之间，并且将两个光电管产生的电信号脉冲分别送单片机的P0^5和P0^6。这样通过PWM来调节两个电机的速度来校正行使路线，电动车行驶状态和红外对管产生的电信号关系下表。

　　

　　2、寻光模块

　　

　　3、电机驱动模块

　　L298是一个4通道逻辑驱动电路，既将逻辑控制电平进行功率放大，可以用于功率驱动的电压。电机驱动模块电路如下图所示。

　　

　　PWM控制速度，调节占空比如下图

　　

　　4、温度检测模块

　　DS18B20属于单总线温度检测芯片

　　

　　5、超声波驱动模块

　　超声波就是频率超过声波频率的机械波，一般频率在20KHz—40KHz的范围内。由于超声波的速度较光速小，其传播时间容易检测，且其传播方向性及强度均好，易于控制等，使得超声波检测技术在物体位置测量、物体识别、空间导航等方面应用越来越广泛。

　　

　　6、铁片检测模块

　　接近开关也叫近接开关，又称无触点行程开关，它除可以完成行程控制和限位保护外，还是一种非接触型的检测装置，用作检测零件尺寸和测速等，也可用于变频计数器、变频脉冲发生器、液面控制和加工程序的自动衔接等。特点有工作可靠、寿命长、功耗低、复定位精度高、操作频率高以及适应恶劣的工作环境等。

　　

　　检测到铁片的时候可以输出一个高电平

 

　　作品特色

 

　　先进性：

　　可以很好的沿着黑线运行并能进行转弯，光敏电阻可以实现很好的寻光作用接近开关可以检测铁片的存在与否，DS18B20可以获得温度，超声波可以测距及避障。

　　实用性：

　　DS18B20可以进行工业条件较为恶劣的情况，用小车队施工环境进行温度的检测

　　创新性：

　　黑线循迹可以用于无人驾驶汽车(实现沿黑线运行)超声波可以探测四周的情况以防止追尾事故、光敏电阻可以较好的在自动车库里实现相应的行走。

 

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2789