智能小车控制器毕业论文中英文资料外文翻译文献

毕业论文中英文资料外文翻译文献DesignofanIntelligentCarControllerBasedonEmbeddedPlatformAbstract:ThepaperpresentsadesignofanintelligentcarcontrollerusingembeddedARM7chipsascorecomponent.Modularmethodhasbeenappliedinthedesignofthehardware;thepaperfocusesonlayoutoftrackingcircuitforthecaranddesignideasforthesoftware.Theexperimentresultprovesthatthedesignedintelligentcarisstableinoperationandgoodintrackingperformance.Keywords:ARMIntelligentTracking1、IntroductionInthe21stcentury,withdevelopmentofscienceandtechnology,researchesonintelligentcaranditscorrelativetechniqueshavebecomethefocusinthisfield.Aimingtoenhancepracticalability，innovation,andteamworkperformanceofcollegestudentsacrossthecountry,theEducationDepartmentsponsoredNationalUndergraduateIntelligentCarContest.Basedonthebackground,thepaperintroducesthedesignofmultifunctionalintelligentcarcontrolleronembeddedplatform,includingdesignofhardwarecircuitandsoftwareimplementationforkeyfunctionalmodules.2、DesignofhardwareByfunctionandapplication,thecontrollingplatformfortheintelligentcarisdividedintoseveralmodulesasshownbelow.2.1DesignofcoremoduleAT91SAM7S256microprocessorproducedbyATMELhasbeenadoptedforthecontrollerofthecar,whicha32-bitlow-powerRISCmicroprocessorchipbasedonARM7TDMI-Score,andembeddedwith64KBSARM,256KBhigh-speedFlashandJTAGportfordownloadingordebuggingoftheprogram.Asthecorecomponentofthecar,themicroprocessorplaysakeyroleincontrollingallrunningstatusesofthecar.PWMgeneratingmoduleinsideitcanbechangedutycycleofoutputtedsquarewavebyprogramming,andthuschangethevoltageloadedontheDCmotor,whichisamplifiedtocontroltherevolutionspeedofthemotor.TheportsPA0,PA1,PA2andPA3ofthePWMmodulerespectivelycontroltheDCmotorandthesteeringmotortoperformfunctionssuchasgoforward,retreatandturnetc.2.2DesignofpowermoduleThecarispoweredbyfourAAdrybatteries.Thevoltageisoutputtedthroughlow-NoiseLDOregulatorMIC5209-3.3tosupplypowerforARM7chipsandperipheralcircuits.TheworkingcurrentofMIC5209-3.3isashighas500mA.Wheninputvoltageisabove3.5V,themoduleofMIC5209-3.3canoutputstablevoltageof3.3Vandachievelowpowerconsumption.2.3TemperaturedetectionModuleMono-linedigitaltemperaturesensorDS18B20isusedtodetecttemperatureinthecar.Themeasurerangeisfrom-55℃to+125℃,withincrementof0.5℃.Itislowinpowerconsumptionandsmallinsize,occupyingonlyoneI/Oport.2.4Autotrackingmodule2.4.1PrinciplesfortrackingofintelligentcarTrackingmeansthatthecargoesalongthetwo-centimeter-wideblackguidelineonthewhitefloor.Infraredacquisitionandcamerashootingacquisitionarecommonlyusedforit.Infraredacquisition:Takingadvantageofthefeaturethatinfraredlightcanchangeitsreflectivequalityaccordingtoobjectsurfaceofvariouscolors.Duringrunningthecarcontinuouslysendsinfraredlighttotheground,whichwill,eitherbereflectedbackbythewhitefloorandreceivedbythereceivingtubeinthecar,orbeabsorbedbytheblackguidelineandthusmissedbythereceivingtube.Bythismeanstheblackguidelineispositionedtoidentifythepathforthecar.Camerashootingacquisition:Incertainresolutionsampletheimagebyinterlacedscanning.Whenscanningapoint,imagesensortransfersthegraythresholdintocorrespondingvoltagewhichwillbeoutputtedviavideosignalport.Asthecarachievesautotrackingbyrecognizingtheblackguidelineonthetrack,theimageprocessingisaprocessofextractingthedestinationguideline.Thetaskofimageprocessingprogramistoidentifythedotsintheblack-and-whiteimageandfilternoise,recorddotpositionsrelativetotheimage,andfinally,byalgorithmofcontrolstrategy,realizetrackingandturningofthecaralongtheguideline.2.4.2InstallationoftrackinginfraredprobeChoosingproperdetectionmethodandsensoristheimportantfactortoachievetracking.Herewechooseinfraredacquisition.Correctinstallationofdeviceisalsoadecisivefactorforaccomplishmentoftrackingcircuit.Intermsofsimplicity,easiness,practicalityandreliability,fourinfraredprobesneedbeinstalledonthefrontchassisofthecartofulfilltwo-stageddirectionalcorrectioncontroltoenhancethereliabilityoftracking.Fourtrackingsensorshavebeenfixed,allinoneline,amongwhichL1andR1areprimarysensorsfordirectioncontrol;L2andR2aresecondarysensors.Thedistancebetweenthetwoipsilateralsensorsshouldnorbemorethanwidthoftheblackdirectioncontrol.Whenthecarisrunning,theblackguidelineisalwayskeptrightbetweenthetwoprimarysensorsL1andL2.Whenthecargoesofftheblackline,theprimarysensorsdetectit,andthustheARM7chipdetectleveljumpandexecutethepre-preparedcorrectionprogramtonavigatethecarbackontothetrack.Thesecondarysensorsareactuallyaback-upfortheprimary.Oncethecaroffsetsthetrackforinertia,beyondthereachofdetectionoftheprimaryprobes,thesecondaryperformtocorrectthemotionofthecar,soastoensurethereliabilityoftracking.3DesignofsoftwareThesoftwareisdevelopedinClanguageinKeilUvision3IDE,debuggedanddownloadedinJ-LinkARMemulator.J-LinkisaJTAGemulatorwhichwasbroughtoutbySEGGERinUSAtosupportemulationchipswithARMcore.ItworkswithIDEssuchasIAREWARM,ADS,Keil,WINARM,andRealView,supportsallARM7/ARM9corechipssimulation,andseamlesslyconnectswithvariousIDEbyRDIinterface.Easytooperateandtoconnectto,itisthemostpracticaltoolforstudyanddevelopmentofARM.Thekeyforthedesignofsoftwareliesinthecontrolprocessoftracking.ThesensorsareequippedwithE3F-DS10C4integratedinfraredprobeswithphotoelectricswitch.Thereareonlythreewires（powerwire,groundwire,andsignalwire）attheoutputpinofthemodule.ConnectthesignalwiretoI/OportofARM7chip,andexecuteenquirycheck.Lowlevelwillbedetectedfortheblackguideline,whilehighlevelforthewhitefloor.Accordingtotheprinciplesstatedabove,flowsofthealgorithmforcontroltrackingofthecar.Two-stagecontrolmethodisadoptedtoensurethecar’sadherencetotheblackguideline,andtheeffectissatisdied.4DebuggingofthefinishedcarBasedonthedesignschemepresentedabove,finishmakingofPCBboardforhardwarecircuitofthecar,weldingofcomponents,anddebugginganddownloadingofthesoftware.TestthecarforseveraltimesonthetrackmadeofwhiteKTboardinthemiddleofwhichatwo-centimeter-wideblackguidelineispasted.Theresultshaveshowedthat,thecarrunssteadilyevenatahighspeedalongstraightblackguideline.Whenaroundthecurve,ifcontrolthespeedproperly,thecargoessmoothlyaswell.Twopiecesofexperienceasshownbelow:E3F-DS10C4photoelectricsensorshouldbefixedasclosetothegroundaspossibletominimizetheinterferenceofenvironmentallighttoit.Verticalheightofthesensorhadbetterbe5~8mm.Toofardistancefromthegroundcausesweakreflectivesignalandunstableoutputofuplevelsignal;tooclosedistancemaydamagethesensorandintensifytheeffectofdiffusereflection.DuetocommonDCmotoradoptedforit,thecontrolofthecarisnotaccurateandstableenoughtoperformabreakturnunlessseveralsamephotoelectricsensorsareaddedtothebottomofthecar.5ConclusionIntelligentcarisafrontsubjectwhichhassynthesizedmanyothersubjectsandhasawidely-appliedprospect.ItparticularlyhelpstodevelopthepresentChineseundergraduates’imagination,practicalabilities,teamawareness,andhi-techinnovationcapacity.References[1]WuBinghua,HuangWeihua,ChengLeiamongothers,SystematicDesignofIntelligentCarBasedonRouteIdentification[J].ApplicationofElectronicTechnique,2007(3):80-83.[2]WangChaoyi,WangYihuai.DesignofControlSystemofAutoTrackingCarBasedonInfraredSensor[J];ComputerandAutomationTechniques,2008,34(11):60-62[3]LiYi,LuRenYi,&WuTian.IntelligenceTrackingCar[J].ElectronicTechniques,2008,45(1):39-41[4]WenQuangang,PrinciplesandApplicationofEmbeddedSystemInterface[M].Beijing:AeronauticsandAstronauticsUniversityPress,2009[5]G.C.Hua,F.C.Lee.Soft-switchingtechniqueinPWMconverter[J].IEEETrans.onIndustrialElectronics995.42(6):595-603.AuthorBiographyLiuGang:(1963-)male,seniorengineer,receivedhisBachelor’sdegreefromBeijingUniversityofAeronautics&astronauticsin1991,mainresearchdirection:computermeasurementandcontroltechnologyete基于嵌入式平台的智能小车控制器的设计摘要：本论文介绍了智能小车控制器的设计方案。其所使用的核心元件为嵌入式ARM7芯片。硬件设计采用模块化方法。本论文致力于小车跟踪电路的线路图以及软件的设计理念。实验结果证明，设计的智能小车操作平稳，跟踪性能良好。关键词：ARM；智能；跟踪1.引言21世纪，随着科学技术的发展，关于智能小车及其相关技术的研究已经成为该领域的焦点。为了加强全国大学生的实际操作能力，创新思想和团队合作意识，教育部主办了全国在校生智能小车竞赛。基于这种情况，本论文介绍了嵌入式多功能智能小车控制器的设计方案，包括主要实用模块上硬件电路和执行软件的设计。2、硬件设计就功能和应用而言，智能小车的控制平台可分为以下几个模块。2.1、核心模块的设计小车的控制器采用了ATMEL生产的AT91SAM7S256微处理器。该处理机带有一个基于ARM7TDMI-S核心的32位低能RISC微型处理芯片，同时被嵌入了64KBSRAM，256KB高速闪光存储器和JTAG端口以供程序的下载与调试。作为小车的核心元件，微处理器在控制小车所有运行状态方面起着关键作用。它里面的PWM生成模块可以通过编程设计来改变输出矩形波的填充系数，并从而改变马达上的电压，增强对马达运行速度的控制。PWM模块上的端口PA0，PA1，PA2andPA3分别控制DC马达和转向马达来执行一些功能，比如前进，后退和转弯等等。2.2、电源模块的设计小车的电源是四节AA干电池。电压是通过低噪音LDO调节器MIC5209-3.3输出的，可以给ARM7芯片和外围电路供电。MIC5209-3.3的工作电流高达500mA。输入电压高于3.5V时，MIC5209-3.3模块可以输出3.3V的稳定电压，实现低能量消耗。2.3、检温器模块单向数字测温传感器DS18B20是用于检测小车内部温度。测量范围是-55~+125摄氏度，有0.5摄氏度的增额。它耗能低，尺寸小，仅占一个I/O端口。2.4、自动跟踪器2.4.1智能小车的跟踪原则跟踪意味着小车沿着白色地板上两厘米宽的黑色导航路线运行。红外线探测和相机拍摄探测被广泛用在这里。红外线探测：利用了红外线可以根据各种颜色物体表面来改变其反光品质的特征。在运行过程中，小车不断向地面发出红外线，红外线就会被白色地板反射回来，并被小车上的接收管接收，或者红外线被黑色导航路线吸收，从而无法被接收管接收。通过这种方法，就设置了黑色导航路线来让小车识别道路。相机拍摄探测：通过隔行扫描，以特定分辨率来抽样检验图像，当扫描到一个点时，图像传感器会将灰度阈值转换成相应的电压，然后再通过视频信号端口将电压输出。当小车能够通过识别轨道上黑色导航线来实现自动跟踪时，图像处理就成了一个提取终点导航线的过程。图像处理程序的任务就是识别黑白图像上的点和过滤噪音，记录与图像有关的点位置，最后通过控制策略的运算法则，实现小车沿着导航线的跟踪和转向。2.4.2跟踪红外线探测器的安装选择合适的检测方法，传感器是实现跟踪的重要因素。这里我们选择红外线探测。设备的正确安装也是完成跟踪电路的一个决定性因素。就简单，容易，实用性和可靠性而言，小车的前方底盘上应安装四台红外线探测器。这是为了完成两阶段的方向矫正以加强跟踪的可靠性。四个跟踪传感器全部被安装在一条线上，其中L1和R1是控制方向的主要传感器；L2和R2是次要传感器。两个同侧传感器之间的距离应该不超过黑色航向控制线的宽度。当小车运行时，黑色导航线应一直恰好被控制在两个主要传感器L1和R1之间。当小车脱离黑色航线时，两个主要传感器就能检测到。然后ARM7芯片检测水平跨越并执行之前预备的矫正程序去把小车引航回轨道上。次要传感器实际上就是主要传感器的备份。一旦小车由于惯性偏移出轨道，超出主要探测器的检测范围时，次要传感器就开始运行去矫正小车的运动，从而确保跟踪的可靠性。3.软件的设计软件是用C语言KeilUvision3IDE开发设计，用J-LinkARM仿真器调试和下载的。J-Link是一种JTAG仿真器，是美国SEGGER为了给ARM核心提供仿真芯片而生产出来的。它和IDEs,比如IAREWARM,ADS,Keil,WINARM,和RealView等一起运行，支持所有ARM7/ARM9核心仿真芯片，并通过RDI接口流畅地与各种各样的IDE相连接。由于操作简单，连接方便，它是研究和开发ARM的最实用工具。跟踪软件的流程图表：启动---初始化I/O接口--启动马达—检测黑线？---不是，继续；是，减速—（L1—是L2？--不是，向左调好；是，向左调）；（R1—是R2？--不是，向左调好；是，向右调）---恢复速度—完成。软件设计的关键在于跟踪的控制过程。传感器配备了带有光电开关的E3F-DS10C4集成红外线探测仪。模块的输出插头上仅有三根电线（电源线，地线和信号线）。将信号线连接在ARM7芯片的I/O端口上，并执行询问核对。黑色导航线的低电平和白色地板砖的高电平都将被检测出来。为了确保小车与黑色导航线的吻合度，可以采用两阶段控制方法，效果很令人满意。4.成品小车的调试根据以上介绍的设计方案，完成小车硬件电路上PCB模板的制作，各个元件的焊接以及软件的调试与下载。让小车在白色KT板制成的轨道上进行几次测试。KT板的中间应有一条两厘米宽的黑色导航线。测试结果显示，小车沿着笔直的黑色导航线能平稳甚至高速行驶。当轨道为曲线时，如果将速度控制好，小车也能顺利行驶。以下两条经验是亲身经历所得：（1）E3F-DS10C4光电传感器应该安装得尽可能靠近地面，是为了最小化环境光对它的干扰。传感器的垂直高度最好为5~8mm。与地面距离太远会引起反射信号弱和高电平信号输出不稳定；距离太近可能会损害传感器并加剧漫反射的影响。（2）由于小车采用的是普通DC马达，所以小车的操控不是那么精准，执行急转弯时也不是很平稳，除非能在小车的底部多加几个相同的光电传感器。5.结论智能小车是一个综合了许多其他学科的前沿学科，有着广泛的应用前景。它特别有助于开发当前中国大学生的想象力，实用能力，团队意识，以及高科技创新能力。6.参考文献【1】.吴炳华，黄卫华，程雷等人.智能小车基于路线标识的系统设计[J].电子科技的应用，2007（3）：80-83【2】.王超逸，王宜怀.自动追踪小车基于红外线传感器的控制系统设计[J].计算机及自动化技术，2008,34（11）：60-62【3】.刘毅，鲁仁义和吴天.智能跟踪小车[J].电子技术，2008,45（1）：39-41【4】.温全刚.嵌入式系统电路的原理及应用[M].北京航空航天大学出版，2009【5】.G.C.Hua,F.C.Lee.Soft-switchingtechniqueinPWMconverter[J].IEEETrans.OnIndustrialElectronics995,42(6):595-603.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现HYPERLINK