李健聪(开题报告).doc

SJ003-1 13 届毕业设计（论文）开题报告二级学院：电子信息与电气工程学院 班 级： 09自动化2班 学 生： 李健聪 学 号： 09020517 指导教师： 廉春原 职 称： 讲师 课题名称基于GSM的远程控制轮式机器人设计与制作课题类型 毕业设计 毕业论文起止时间2013年2月21日至2013年6月3日开题报告（毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。）（毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。字数为3000以上。）一、课题来源及现状课题来源：自选。课题现状：智能小车是一个拥有决策规划、感知环境、自动驾驶等功能的综合型系统。它集中运用了计算机、传感器、导航、信息、通信、人工智能及自动控制等技术，这是典型的高新技术综合体。国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代，它的发展历程可以分成三个阶段：第一阶段：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国的Barrett Electronic公司首先研究开发出了世界上第一台自主引导车系统，该系统虽然只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但是它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。早期研制该系统的目的是为了提高仓库运输的自动化水平，其应用领域仅局限于仓库内物品运输，随着计算机的应用和传感器技术的发展，智能车辆的研究不断得到新的发展。第二阶段：从80年代中后期，世界的主要发达国家对智能车辆开展有卓有成就的研究，在欧洲，普罗米修斯项目于1986年就开始了在这个领域的探索，在北美洲，美国在1995年成立了国家自动高速公路系统联盟，其目标之一就是研发智能车辆的可行性，并且促进智能车辆技术进入实用化，在亚洲，日本于1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶演剧协会，其主要目的是研制自动车辆导航的方法，极大的促进日本智能车辆的整体进步。进入80年代中期以后，设计和制造智能车辆的浪潮席卷了全世界，一大批世界著名的公司开始致力于研制智能车辆平台。第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。最为突出的成就是，美国卡内基-梅陇大学机器人研究所完成了Navlab系列的自主车的研究，取得了显著的成就。目前，智能车辆的发展处于第三阶段，这一阶段研究成果代表当前国外智能车辆的主要发展方向。二、设计要求轮式小车外观设计，要求完成： 轮式小车外形尺寸设计；轮式小车动力系统设计；电源设计；轮式小车基本系统电路设计，要求完成：单片机最小系统电路设计；短信接收模块电路设计；无线通信模块电路设计；程序设计，要求完成：当设计完成后，要求能够通过手机发送短信来控制小车的前进，后退，左转，右转。3、 设计方案与技术路线 利用GSM的短消息业务，设计一个低价位的控制组件，使用该控制组件实现对轮式小车的远程控制。本课题主要实现对轮式小车的远程控制，具有传输的信息量小、对传输的速度要求不高和通信要求简单可靠的特点，使用GSM网络的短消息服务功能就不必考虑信道的可靠性等因素，就可以很好的满足本课题中对于轮式小车远程控制的功能要求。方案设计接收核心选择方案方案一：使用红外遥控通信模块，通过对红外线的编码解码实现通讯目的，简单使用，利于实现。但是红外通信距离短，不适合长距离通信。方案二：使用GSM通讯模块。GSM通讯模块是基于无线电话网络的通讯模块，它的特点是在全球范围内多可以远距离控制。但是由于通过手机发送短信的方式可以长距离控制机器人，GSM通讯模块的反应会有一定的延迟。而且市场上有许多好的GSM模块购买，非常方便完成本课题。方案三：使用声控通信。声控通信要求在机器人上装语音识别装置，通信灵活性大，操作简单。但是声控模块价格高昂，要求单片机处理能力较高，本身不利于实现。所以此方案并不适合本课题。方案四：使用NRF905无线收发模块。它的特点是能够比较精确的控制机器人，模块反应时间短，机器人能够快速的回应，做出一系列的操作指令。但是它对于芯片的处理能力要求比较高，不利于实现。综合上述比较论证，选择方案二：使用GSM通讯模块。 本设计方案具有如下特点：1、操作简单，通过手机短信控制轮式小车在很多时候比其它手段更加方便。2、对现有智能小车兼容性较强。3、低成本方案，可定制性强，有利于实现商品化。 使用GSM系统具有如下特点：1、由于GSM网络已经在全球范围内实现漫游和联网，具有网络能力强的特点，用户并不需要另外组网，在极大的提高网络覆盖范围的同时又为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。2、GSM网络对用户的数量没有限制，克服了传统专网通信系统投资成本大，维护费用高，并且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。3、使用GSM网络可以使系统的安装工作量大大降低，可以有效的缩短系统建设周期。同时，由于免去了对通信系统的维护，也使得系统维护量也大为降低。4、GSM没有同频干扰、通信速率高、保密性好、运行费用低，使用期间每则短消息只需O1元，每次可以发送140个字节，基本能满足一般的实用要求。技术路线设计方案框图如下：手机短信发射部分GSM网接收部分MC39i模块单片机电机驱动电机本体 图1 系统框图轮式小车的控制轮式小车的控制是系统软件设计的核心之一，其控制主要体现在速度控制和角度控制方面。系统通过短信接收模块MC39i给小车发送速度控制命令，包括启动，停止，加速，减速。也可以控制小车的运行方向，如左转，右转，前进，后退。4、 预期目标1.可以通过手机发送短信控制小车的前进、后退、转弯等功能2.小车能够快速响应遥控信号3.小车能够沿着预定的轨迹进行遥控行进4.小车运行误差小于10cm五、时间安排 第45周：选题；收集、查阅相关资料并整理相关档案文件，对课题进行可行性分析，书写开题报告。第67周：复习数电、模电、单片机、传感器等相关知识。详细阅读相关资料。开始准备系统设计。第8周：对已查资料进行归纳、整理，定出论文框架，并完成系统设计。第914周：利用收集的资料和材料，着手智能小车的实物设计和调试。第1517周：写出论文初稿，并对初稿进一步修改直至定稿。第18周：准备论文的答辩，并整理毕业论文相关的一系列材料。6、 参考文献1 王应军，赵晨萍，刘文闯，基于AT80C51单片机的智能小车设计，福建电脑，2009年，第12期2 郑江海，林钧峰，陈育群，基于AT89C51PWM驱动电路遥控小车的研究，长春工业大学学报( 自然科学版)，2008年10月，第29卷第5期3黄智伟。全国大学生电子设计竞赛电路设计M。北京航空航天大学出版社，20064文方，罗锋华，黄海哨。基于51单片机的自动循迹小车控制设计J。科技信息，2010年01月15日5 高云华，基于AT89S52的多功能智能小车设计，山西电子技术，2012年，第5期6 周君芝，基于NFR905的智能小车控制教学案例浅析，长江大学学报( 自然科学版) ，2010 年9 月，第7卷第3期7 杨俊，齐希，基于nRF905的无线智能车系统设计，科协论坛，2011年，第12期（下）8 葛彦萍，基于单片机80C51的遥控小汽车设计，计算机工程应用技术，2010年4月，第11期第6卷9 叶郑凯，朱建鸿，李林，王幼琴，基于单片机的无线遥控智能小车的设计与实现，计算机与现代化，2012年，第10期10 黄建，杨光杰，能无线遥控小车，现