基于FPGA的智能车库系统

山东大学大学生 科技创新基金项目申请书 学 院 信息科学与工程学院 项目名称 基于 FPGA 的智能车库系统 申请负责人 李圣华 指导教师 孙建德 山东大学山东大学 20112011 年年 4 4 月月 1515 日日 填 写 说 明 一 请严格按照表中要求填写各项 二 项目只能由全日制本科生提出申请 原则上以一至三年级 学生为主 申请者要品学兼优 学有余力 有较强的独立思考能力 和创新意识 对科学研究 科技活动或社会实践有浓厚的兴趣 学 年学分绩点应在专业的前 50 或高中阶段学习成绩好并有一定创 新经历与成绩 三 申请书中第一次出现外文名词时 要写清全称和缩写 再 出现同一词时可以使用缩写 项目名称 基于 FPGA 的智能车库系统 起止时间 年 月至 年 月 姓名年级所在院系 专业联系电话E mail 负责人 李圣华2009信息学院电子信息 专业 15053124803237440296 林阅斌2009信息学院电子信息 专业 15216407827727248171 黎黎2009信息学院电子信息 专业l299792458 李振2009信息学院电子信息 专业 15216405136627986423 项目组成员 姓名孙建德职务 职称副教授 导 师 电 mailJiandesun 一 一 申请理由申请理由 包括自身具备的知识条件 自己的特长 兴趣等 我们小组成员目前都是二年级 在大一学年中小组成员全部参加 学院的 Digilent 杯比赛 并且在其中都获奖 其中林阅斌同学还在 学校科创比赛中获一等奖 在大二上学期中 参加 金利通 比赛 获一等奖 参加 PIC 电子设计大赛 虽然没获奖 但是也提高了小 组成员在科创方面的能力 我们小组成员具备基本的单片机知识 在 51 单片机 61 单片机 PIC 单片机 FPGA 等方面都有涉猎 其中林阅斌和李圣华同学在软件方面有比较多的经验 黎黎和李 振同学在硬件设计方面有比较多的经验 当然我们知道自己的知识还是很欠缺的 这就需要我们不断的学 习 不断的充实自己 我们有信息能够完成这个项目 二 二 项目方案项目方案 我们预计要实现的车库结构我们预计要实现的车库结构 车库设计为三层 制作材料为硬纸片 在整 个车库内部前端有一个升降板 该板与车库间以非固定的方式连接 板上有吊 绳 通过电机转动来实现升降板的升和降 在车库门前设置一个纸质门 作为 该车库的模拟门 由舵机控制 只有当语音识别正确时 门才会开启 让车进 入 在模拟门的上端安装一个超声波模块 用于实时感应车库前是否有车 另 外还有一个无线控制部分 该部分用于控制升降板的上升以及离开时关门 为实现我们预想的功能 我们预计采用的模块有一下几种为实现我们预想的功能 我们预计采用的模块有一下几种 电机控制电路 继电器驱动电路 车库前超声波模块 舵机控制模块 各层红外感应控制电路 升降板控制电路 稳压电路 无线模块及电路等等 其中电机控制电路通过两个继电器来控制电机的正转 反转 以及停止转 动 继电器驱动主要通过一个 NPN 三极管 9013 实现 超声波模块主要用于实 时检测车库前是否有车 舵机控制模块主要用于控制车库前模拟门的开启和关 闭 各层红外感应控制电路主要用于检测车库各层是否有车 升降板控制电路 主要用于控制升降板停止运动 稳压电路用 7805 芯片将电源电压成 5V 供车 库上各部分电路使用 无线模块及电路主要实现功能为控制车库升降板的开启 项目实施计划项目实施计划 自即日起 学期末 各种电子器材以及项目所需资料文献等等 以及对项 目计划的进一步完善 假期 主要实现各种分立模块的完成以及调试 硬件的设计以及相关程 序的编写 下学期始 截止日期 主要实现各种分立模块的组合成成品 以及主程序 的编写及调试 人员分工人员分工 李圣华 软件设计及程序编写 林阅斌 程序编写以及硬件设计 李振 各模块的学习使用以及硬件设计 黎黎 硬件设计以及调试 三 三 预期成果预期成果 完整的车库功能是完整的车库功能是 当有车来到车库前时 车库前的超声波模块感应到小车 并将 此信息传递给 61 单片机 61 将发出这样的语音信号 停车 请输 入密码 然后由车主输入语音密码 如果密码正确 系统控制舵机 模块转动一定角度 以此控制车库门打开 此时车主可将车开入车 库 在车库各层设置有红外对管 可以检测出各车库层是否有车 如果此时检测到车库一层无车 车库前的升降板不动 车主可直接 将车开入一层车库 如果一层已经有车 车主将车开至升降板上 延时一定时间后 车主可以通过无线控制升降板将车升至无车的车 库层 如果二层无车 则升降板在二层停下 如二层有车 升降板 开至三层车库 升降板停止无需手动控制 升降板的停止控制部分 由霍尔元件实现 升降板停了之后 车主将车开入车库即可 将车 停好之后 升降板自动回到一层 为配合我们的车库演示 我们额外制作了一个基于 FPGA 的无线 遥控小车 主要实现功能为可通过无线控制小车的前进 后退 左 转 右转等 导师意见 导师意见 该项