【某AGV车载控制系统的软件设计分析案例2200字】

某AGV车载控制系统的软件设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u5741某AGV车载控制系统的软件设计分析案例 1153821.1软件开发平台 2302721.2系统整体程序总体框架 2294791.3循迹程序设计 5114181.4避障程序设计 5140731.5称重程序设计 6241021.6速度控制程序设计 71.1软件开发平台AGV车载系统的硬件部分作为运载程序的作用是对周围的环境进行信息采集后做出相应的动作命令，相当于人体的各种感知器官和动作系统，软件系统用来对获取的信息进行处理，并将这些动作指令发出，相当于人体的大脑。而本设计采用STM32作为中央处理器来运行软件系统进行信息处理。早期由于语言系统还不够成熟，电脑又只能识别机器码，所以程序开发只能靠手工汇编或者机器汇编的方法。这样的方法非常繁琐容易出错，随着科技的发展进步已近慢慢的淘汰了。如今人们可以靠程序开发平台直接使用C/C++等高级语言进行程序开发。本次设计选择使用适合STM32开发的Keil5

MDK作为软件开发平台。

Keil5

MDK软件是由Keilsoftware公司推出的一款集成开发环境平台，也被称为MDK-ARM。可以为软件设计提供完整的开发平台，在此平台上可以进行程序的编写和编译。Keil5简单易学，功能强大完全能够满足本次设计的要求。1.2系统整体程序总体框架在进行一项设计时，首先我们需要知道它是用来干什么的、需要那些部件、具体有什么用等，对于本次设计，已经知道了硬件的构成，在设计软件时就需要分析其功能需求，再进行具体的程序编写工作，这样才能才能有高度的逻辑性，使编写工作进行更加顺畅，提高程序开发的进度。通过分析，AGV系统所需功能所下：（1）AGV的速度设定功能：运行速度的档位、加速、减速、速度恢复；（2）AGV的驱动控制功能：包含运行、停止、左右转向功能（3）AGV的循迹功能：红外循迹传感器数据的接收和处理、终点的识别；（4）AGV的避障功能：红外避障传感器数据的接收和处理、中途站点的识别；（5）AGV的称重功能：压力传感器数据的接收和处理、重量的显示；（6）其他：串口接收/发送、定时器中断、相关子程序调用、行驶速度测量、TFT彩屏显示、扬声器警报等通过上述分析，我们知道了AGV车载控制系统软件需要实现的功能需求，然后对其进行程序设计，此次软件设计大体分为六个部分：主程序、AGV循迹程序、AGV避障程序、称重程序、速度控制程序及其他相关子程序的调用。为了保证程序能够稳定可靠的运行，在程序的编写过程中，对于每一个子程序都要进行多次测试和修改，在反复调试后都不存在问题后再进行下一程序的编写，完成所有的程序后还要对它们进行整合，再反复反复调试，完成整个程序的编写工作。程序总体流程框图如图1.1所示。图1.1程序总体流程框图当AGV上电后，系统后进行初始化并自行检测，检测AGV是否满足启动要求，各模块工作是否正常；当满足启动条件后，通过操作面板设置速度档位，在确认后判断货物是否超重，超重的话显示屏显示超重警告同时蜂鸣器发出警报声，反之在按下确认按钮后启动小车。小车启动后沿着预先铺设的黑色引导线行驶，在行使过程中会通过红外避障传感器不断检测前方环境，当有障碍物时，AGV会减速停止并发出蜂鸣器警告，直到障碍物移除后自行启动；在行驶过程中车身两侧的红外传感器不断检测路径两侧，在发现由黑胶带搭建的地标时，小车暂停5s,后自启动继续行驶，在终点时停止。1.3循迹程序设计本设计采用的是红外传感器，该传感器的循迹原理是利用红外光线在不同颜色物体的反射程度不同来识别路径的，对于红外线的反射：白色强，黑色弱，故而实现场地选白色地面，导引线选黑色。当遇到白色地面时，红外光能被反射回来从而被接收管接收，变现为接收管电阻小，通过外接电路可以读出检测的状态；当遇到黑色导引线时，红外线被吸收，接收管接收不到或接收少量红外光线，变现为电阻大，外接电路读出另一种状态，如用电平的高低来描述上面两种状态就会出现高低电平之分，也就是0和1两种状态，此时再将此送到单片机I/O口，单片机就可以判断路面情况，进而完成相应动作，如左转、右转、直行等。其程序设计框图如下图1.2所示。图1.2循迹模块程序流程图1.4避障程序设计避障模块是小车安全装置的重要构成，能够实时探测AGV行驶路径上的障碍物情况，避免小车在货物搬运过程中与人员或是其他物体相撞，保证货物和人员的安全。设计的要求是当前方探测范围内出现障碍物时，小车制动并且发出警报，待障碍物从路径移开后自行启动并按原定路径继续行驶，程序框图如图1.3所示：图1.3红外避障程序流程图1.5称重程序设计称重模块是用来称量货物的重量，判断货物质量是否在AGV的承重范围内，避免超重对车体造成影响。本次设计的称重阈值为700g，小车进入称重程序运行后，首先进行初始化，后获取物体重量并进行判断，超重警报提示，否则显示物体重量。程序框图如图1.4所示。图1.4称重程序流程图1.6速度控制程序设计速度控制在整个系统中起到至关重要的作用，直接关系到系统能够实现智能行驶的目的。根据我们的实际经验，在直道上行驶时可以匀速或者加速行驶，在进入弯道之后需要适当减速，对于本设计而言也是如此，最简单的方法是采用开环控制的方法，在进入弯道的时候由于受到弯道的阻力其速度会自然的减小，但是这种情况可能会出现入弯减速控制不及时的情况，所以基于以上的情况，我们选择使用PID控制算法对速度进行处理PID控制是发展最早的控制算法之一，由于其算法简单，鲁棒性较好，性能稳定被广泛应用。PID控制算法有三部分组成即比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。本系统速度控制过程为:红外对管反映出小车当前位置相对于中心位置，因.此基本控制思想将不同的状态速度组对应起来，每一种状态都会对应一个速度。例如:当传感器检测到小车车身向左边偏移一个较小的角度则此时左边电机速度设定为4