智能公交小车系统的设计毕业设计开题报告.doc

本科生毕业设计档案材料题 目：智能公交小车系统的设计 学生姓名： 学号 系 部： 专业年级： 指导教师： 湖南人文科技学院教务处制一、毕业设计开题报告书（一）本选题的理论、实际意义 电子技术的发展飞速，对自动化要求越来越高，智能公交小车检测并完成特殊的任务将成为以后的一个新的发展方向。利用智能公交小车在危险或不利于人工作业的环境下替代人工作业完成特殊任务，可以避免人员伤亡，更可减少经济损失。自动导航小车，以下简称AGV，技术融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识，涉及到了当今众多前沿科技领域的技术。通过智能公交小车的设计与制作，有利于正确理解智能公交小车的工作原理和设计过程，能够全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能公交小车的知识。开展智能公交小车的制作活动，是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一，特别是工科专业学生开展综合知识训练的最佳平台。（二）文献综述世界上第一台AGV是美国Basrrett电子公司于20世纪50年代开发成功的。它是一种牵引式小车系统，小车跟随一条钢丝索导引的路径行驶，并具有一个以真空管技术为基础的控制器。到了60年代和70年代初，除Basrrett公司以外，CLARK和WEBB公司在AGV市场中也占有相当的份额。在这个时期，欧洲的AGV技术发展较快，这是由于欧洲公司己经对托盘的尺寸与结构进行了标准化，统一尺寸的托盘搬运促进了AGV的发展。欧洲AGV技术于80年代初通过在美国的欧洲公司以许可证与合资经营的方式转移到美国。1984年，通用汽车公司成为AGV的最大用户，1985年己达1402台(包括牵引式小车、单元装载小车和叉式小车)，1989年又新增家1662台。美国各公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到更为先进的水平。他们采用更先进的计算机控制系统(可联网于CIMS或FMS)，运输量更大，移载时间更短，具有在线充电功能，以便24小时运行，移动机器人和控制器可靠性更高。我国AGV发展历史较短。清华大学、北京起重运输研究所、中国邮政科学院邮政科学研究规划院、大连组合机床研究所、国防科技大学和华东工学院都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。1989年在北京邮政科学研究规划院完成我国第一台双向无线电通信的AGV。沈阳自动化所在AGV技术方面己取得了多项多项研究开发成果和专利，解决AGV车体设计、控制、导航和高度管理等一系列关键技术问题，形成了装配型AGV和搬运型AGV两大系列产品，成为国内唯一能够提供自主品牌AGV产品的单位。我国越来越多的工厂、科研机构采用AGV为汽车装配、大型军械仓库、邮政报刊分拣输送、自动化仓储系统服务。如: 上海金山华工厂、哈尔滨飞机制造厂、上海新车站邮政枢纽等，所采用的AGV既有国外引进也有国产的。80年代，AGV就己进入我国市场，今后必将得到迅速发展和普及应用。这不仅是现代化工业迅速发展的需要，更主要是AGV本身所独具的优越性所决定的。作为一种高效物流输送设备和工厂自动化的理想手段，随着经济的发展，在我国AGV的应用领域必将越来越大。 伴随着科学技术的高速发展，智能已是大势所趋，而智能公交小车作为智能车中一类必不可少的组成部分，最近几年在全球的地位飙升，各个国家更是投入大量的人力和资金，对其重视程度不亚于任何其他领域的研究。它广泛作用于人工智能、自动控制、传感器和信息等一连串学科的创新研究，其研究成果可应用于工业、医药、军事、航空、信息技术等实际领域，集中反映出一个国家的高科技水平和综合国力，是国家综合国力强大的标志，也是人类文明进步的标志。（三）研究内容1、对智能公交小车的相关理论进行一定的研究；2、采用单片机进行系统的运算和控制，通过红外光电传感器自动检测地面的白线，遇弯转弯；3、结合红外光电传感器和电机，控制小车的转向与速度，使智能公交小车能按照设定的速度稳定地按给定的引导线行驶，在设定的位置停止10秒并且鸣笛，然后启动前进；4、到达引导线末端自动停止前进。偏离引导线小于车轴距的1/3，停止点离引导线末端小于2cm，停车时间误差小于0.2s；5、编写好单片机的控制程序和硬件设计，完成功能即可。并且有电路的硬件实物图。（四）研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1）本系统采取的主要研究方法是比较法。2）技术路线：深入了解STC89C52单片机的结构、特点及相关理论。学习掌握STC89C52单片机的特点，编程方法和对本课题设计要求所需算法的实现。设计并制作智能公交小车、跑道以及各个模块，并完成对各部件的硬件检查和调试。各硬件检查和调试无误后，利用Code warrier IDE软件采用C语言对本课题所要求的任务进行编程，编译无误后下载到单片机中进行软硬件综合调试，直至达到本论文设计的要求。3）实验方案：根据题目的要求，智能公交小车系统选用STC89C52为核心控制器，以四节南孚（1.5V）充电电池作为电源，采用L2596变压模块构成电源模块给减速电机和核心控制器供电。采用自主组装轮式模型车为机械平台，智能公交小车包含两个减速电机构成驱动前轮。电机驱动电路采用双H桥L298直流电机驱动板，同时驱动2个直流减速电机。通过RPR220红外对白线循迹，红外探头等硬件模块结合软件设计组成多功能智能公交小车，共同实现智能公交小车的循迹避障，自动根据地面白线循迹导航，检测障碍物之后实现智能避障。通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现智能公交小车的各种功能达到设计目标。4）可行性分析：采用STC89C52单片机作为主控芯片，对本系统而言有足够的资源，且STC89C52单片机性价比高，易于采购。采用直流减速电机，电机驱动电路采用最常用的L298N驱动芯片，电路设计较简单且可靠性高。循迹采用高灵敏度的光电对管RPR220，对黑白线的检测反应灵敏，确保智能公交小车稳定循迹。 （五）进度安排和采取的主要措施第一阶段：（2012.10.20-2012.10.25）：选题，智能公交小车系统的设计。第二阶段：（2012.10.26- 2013.3.02）：开题，收集资料，大致了解设计流程及各芯片的功能，掌握智能公交小车系统的设计方法，分析智能小车控制系统的功能，研究实验方案及可行性分析，撰写开题报告。第三阶段：（2013.3.03- 2013.4.12）： 根据开题报告情况，及指导老师建议，结合设计方案，完成系统各个模块的设计，并进行改进，测试，根据设计内容撰写毕业论文，交毕业论文初稿给指导老师。第四阶段：（2013.4.152013.4.28）：根据指导老师意见修改整理文档，并交第二稿给指导老师。 第五阶段：（2013.4.292013.5.25）：根据指导老师要求完成毕业设计定稿，准备答辩。（六）主要参考文献1吴林.智能机器人主题型号工作的回顾J.机器人技术与应用,2001.692赖维德.工业机器人技术.3冯星华AGV及其控制系统研制J北京：电子机械工程，200131-334Hall Ernest L.Intelligent robot trends for 1998J.Proceedings of SPIE-TheInternational Society for Optical Engineering,1998,v3522:28405孙亮.AGVS中避碰问题的研究现状与发展趋势J.物流技术,2005年第3期:25276李磊,叶涛,谭民等.移动机器人技术研究现状与未来J.机器人,2002,24(5): 4754807Hans P.Moravec著.机器人.马小军,时培涛译.上海：上海科学技术出版社,2001.8吴建平,殷战国,曹思榕,李坤垣.红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用J.中国测试技术,2004年11月第30卷第6期:21239张鑫,华臻,陈书谦.单片机原理及应用M.北京:电子工业出版社,2005.8.10何立民.单片机高级教程:应用与设计M.北京:北京航空航天大学出版社,200011康华光,陈大钦,张林.电子技术基础/模拟部分M.北京:高等教育出版社,2006.1.12康华光,邹寿彬,秦臻.电子技术基础/数字部分M.北京:高等教育出版社,2006.1.13李晶皎.液晶显示器的C语言程序设计M.北京:科学出版社,2004.14顾群,蒲双雷. 基于单片机的智能小车避障寻迹系统设计J. 数字技术与应用,2012,05:2315孙贤安,陈南,王金湘. 基于51单片机的小车避障电路实现J. 机械制造与自动化,2005,05:79-81.16谭浩强.C语言程序设计M.北京:清华大学出版社,2002.17王森.C语言程序设计M.北京:电子工业出版社,2005.18沈津农.传感器及应用技术M.北京:化学工业出版社,2005.19刘崇翔,高美凤. 基于多超声波信息融合的小车避障算法实现J. 微计算机信息,2012,v.28;No.32108:32-34.20刘金强,聂诗良,潘泽友,冯聪杰. 基于多传感器数据融合的智能小车避障的研究J. 传感器与微系统,2010,v.29;No.21602:66-68.（七）毕业设计开题指导意见：（对选题的评价、研究方案的设计及开题指导意见）课 题智能公交小车系统的设计作者姓名所属系、专业、年级开题时间2013.3.2预计字数1.5万字指导教师意见： 指导教师（签名）：年 月 日指导小组意见： 负责人签名：年 月 日二、毕业设计成绩评审表（一）指导教师评审用表评价项目评价内容满分指导教师评 分选题质量20%01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006应用文献资料的能力507实验（设计）能力1008计算能力（数据运算与处理能力等）509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012插图（或图纸）质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有”或“无” ）5总评分：_ 成绩等级：_指导教师评定意见：指导教师签名： 年 月 日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业设计成绩的评定。（二）评阅教师评审用表评价项目评价内容满分评阅教师评 分选题质量20%01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006应用文献资料的能力507实验（设计）能力1008计算能力（数据运算与处理能力等）509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012插图（或图纸）质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有”或“无” ）5总评分：_ 成绩等级：_评阅教师评阅意见： 评阅教师签名： 年 月 日 注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分