电动小车开题报告

1、自动化学院毕业设计(论文)开 题 报 告学生姓名： 学 号： 专 业： 指导教师： 负责教师： 论文题目： 简易智能电动车设计 2010 年 3 月 22 日一、立题意义随着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。智能小车是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。而智能电动车正是智能机器人的一种，具有不可估量的实际意义。智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自

2、动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安全提供了一种新的途径。随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，许多国家已经把电子设计比赛作为创新教育的战略性手段。电子设计涉及到多个学科，机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术等等，是众多领域的高科技。电子设计技术，它是一个国家高科技实例的一个重要标准，可见其研究意义很大二、研究内容及目标本课题主要开发一个能自动循迹，声光报警，自动检测金属，红外线检测避障，光敏电阻寻

3、光。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的STC89C52单片机为控制平台，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小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障避、光敏元件寻光组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进直行、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后自动避障，实现智能控制，达到设计目标。内容：(1) 学习掌握所使用传感器的原理和方法并进行调试。(2) 学习掌握单片机的基本原理，掌握一种语言进行编程。目标：（1） 实现小车的路线跟踪。（2） 实现小车的金属检测功能。（3） 实现小车的自动转向功能。（4

4、） 实现小车的避障功能。（5） 实现小车的寻光功能。三、实现方案(方法、手段等可行性内容)1、总体方案设计：小车分为八个模块，分别为利用红外传感器的避障功能，利用红外对管的线路跟踪功能，利用金属探测传感器的检测金属功能，利用光敏元件的寻光功能，电机驱动，液晶显示电路，声光报警以及系统的电源电路。具体见图1所示。红外传感器（避障）红外对管（线路跟踪）金属探测传感器（检测）光敏元件（寻光）单片机A/D电机驱动电路LCD显示声光报警电源电路图1 系统总体框图2、硬件设计：（1）小车总体设计：采用双轮式行走方式，通过控制两轮转速的不同来实现小车转向停止的功能。小车前部可使用一个万向轮作为小车的从动轮，

5、两个后轮各用一个电机驱动的驱动方式，所以可使小车旋转360度，这样即使光源在小车的后方，小车也可以通过在原地不断旋转的方式找到光源的准确位置，从而完成寻找光源，入库的功能。（2）线路跟踪设计：采用一组红外发射接收对管来实现小车队线路的跟踪功能。两个红外发射接收对管分别安装在黑线两侧的白色区域，输出低电压，当小车走偏位于黑线上时，输出高电压。（3）金属探测设计：采用涡流型接近式金属探测传感器来实现小车队铁片的检测功能,当有金属被其探测到时，输出端会输出一个高电平，即发生一个正向跳变，将这个正向跳变信号用单片机检测出来，借此控制电动机产生相应的动作。（4）避障：采用红外传感器实现小车的避障功能。红

6、外传感器，是目前使用比较普遍的一种避障传感器，开关量输出（TTL电平），简单、可靠。可以检测到左前方、右前方、前方的障碍情况，足以满足设计的要求。（5）寻光：采用光敏元件来实现小车的寻光入库功能。在小车前方加上两只光敏传感器，通过光敏传感器根据照射在它上面的光纤的强弱，阻值发生变化，输出电压随之变化，通过ADC0809转换器后，得到与光强相对应的数字量，从而引导小车，向光远靠近。由于不同型号的光敏电阻，暗电阻及亮电阻差别较大，需根据不同参数的光敏电阻，选用不同大小的分压电阻。 （6）电机驱动电路：采用一对减速直流电机，采用PWM控制，可较方便的对电机进行调速。（7）LCD显示电路；液晶显示器，

7、选用的是16X2点阵字符型显示器，功耗低，小巧，美观，将单片机的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。可实现串行输入，并行输出。（8）电源电路：电动车可利用干电池进行供电，可采用若干节1.5V干电池，视最后小车的功率所定。控制系统可采用5V电源进行供电。3、软件设计：（1） 软件实现的功能：路线跟踪，障碍物检测、需找光源、金属检测，数目存储，显示、运行时间检测。（2）功能实现流程： 开 始系统初始化延时，启动电机，计时开始路线跟踪模块 启动避障、寻找光源模块结 束金属检测模块图2 系统软件流程图4、可能出现的问题：（1） 小车可能不按规定的路线行走。（2） 检测金属可能不灵敏（3） 运行时间可能大于90s四、参考文献1 王秋爽，曾兆龙 单片机开发基础与经典设计实例 北京 机械工业出版社 2008年3月第一版2 华成英 童诗白 模拟电子技术基础 第四版 高等教育出版社3 吴锤红 MCS-51微机原理与接口技术 厦门大学出版社4 张毅刚 单片机原理及应用 2003年12月第一版 高等教育出版社5 杨江新，李华军，刘东俊，单片机程序设计及应用从基础到时间， 北京，电力电子出版社，2006年3月第一版6 赵家贵、付小美、董平，新编传感器电路设计手