基于單片機(jī)STC89C52的多功能玩具小車(chē)設(shè)計(jì),基于,單片機(jī),stc89c52,多功能,玩具,小車(chē),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于單片機(jī) STC89C52 的多功能智能小車(chē)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本文介紹了一種利用 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，結(jié)合多種傳感器以及 PID 算法 實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)控制、循跡、尋光和自動(dòng)跟蹤的智能小車(chē)。智能小車(chē)通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控實(shí)現(xiàn)前進(jìn) 后退和轉(zhuǎn)向行駛。利用反射式光電傳感器檢測(cè)黑線(xiàn)實(shí)現(xiàn)小車(chē)循跡，利用超聲波傳感器 檢測(cè)道路上移動(dòng)的目標(biāo)，控制電動(dòng)小汽車(chē)的自動(dòng)跟蹤它，整個(gè)系統(tǒng)具有自動(dòng)尋跡、尋 光和速度測(cè)試功能。其中，控制部分采用 STC89C52 STC89C52 是一款 8 位單片機(jī)，它 的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用常用的 PWM 方式進(jìn)行電 機(jī)的調(diào)速控制，小車(chē)的速度通過(guò)液晶屏來(lái)顯示。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性 能高，能滿(mǎn)足各種設(shè)計(jì)的要求。隨著我國(guó)高科技水平的不斷提高和工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的 不斷推進(jìn)，智能小車(chē)被廣泛應(yīng)用于各種玩具和其他產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，極大地豐富了人們 的生活。 關(guān)鍵詞: 單片機(jī)；PWM 調(diào)速；循跡跟蹤；尋光 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This paper introduced an kind of intelligent car that use AT89S52 SCM as control core , combine with multiple sensors and PID control algorithm to achieve the function that wireless control ,find track,search light and follow-up tracing .the electrical caruse wireless control to make car go forward, go backward or turn around. the electrical car uses reflective photoelectric sensor to detect black line to achieve track-finding, uses ultrasonic sensors to detect moving target on the road to following it automatically.The entire system has the function that trace route automatically,find light and test speed .Among them, STC89S52 which has 8-bit single-chip is used as the control part.Because of useing easily and having multi-function ,it suffers large users. The motor driver uses the common way--PWM for the motor controlling speed. the speed of car is displayed by the LCD screen .The circuit structure of the whole system is relatively simple, high reliability, and it can meet the requirements of the various design.With the continuous improvement of high technology and the stead process in industrial automation in our country,the Intelligence-car which gradually access to people's attention has been widely applied to design a variety of toys and other products,which greatly enriched people's lives. KEY WORDS: SCM；PWM speed adjusting; Track finding and follow-up tracing; Find light 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 第 1 章 緒論.1 1.1 選題的背景與意義 1 1.1.1 國(guó)外智能車(chē)輛的現(xiàn)狀研究.1 1.1.2 國(guó)內(nèi)智能車(chē)輛的現(xiàn)狀研究.1 1.1.3 選題意義.2 1.2 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義 2 1.2.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容.2 1.2.2 本設(shè)計(jì)的意義.3 1.3 主要難點(diǎn)和解決的方法 .3 1.4 研究方法、手段及步驟 .3 第 2 章 方案設(shè)計(jì)與論證.5 2.1 創(chuàng)新點(diǎn) 5 2.2 總體體設(shè)計(jì)方案 5 2.3 小車(chē)的方案設(shè)計(jì)與論證 .6 2.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊的選定 .6 2.5 尋跡傳感器模塊的選定 .7 2.6 光源傳感器模塊的選定 .7 2.7 電源模塊的選定 .7 2.8 跟蹤模塊選定 .8 2.9 控制方式選定 .8 2.10 最終方案 .9 第 3 章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì).10 3.1 小車(chē)車(chē)體 .10 3.2 減速電機(jī) .10 3.2.1 減速電機(jī)安裝.10 3.2.2 減速電機(jī)的安裝校核.12 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3.2 萬(wàn)向輪 .14 3.2.1 萬(wàn)向輪組裝.14 3.2.2 萬(wàn)向輪輪軸的安裝校核.15 3.3 模塊組裝 16 3.3.1 循跡模塊組裝16 3.3.2 尋光模塊的組裝.17 3.3.3 超聲波距離傳感的固定.17 3.3.4 電源的放置.18 3.3.5 主板模塊的安裝.18 3.4 小車(chē)整體組裝圖 .19 第 4 章 硬件設(shè)計(jì).22 4.1 系統(tǒng)工作原理及功能簡(jiǎn)介 22 4.2 單片機(jī)控制電路 .22 4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 .24 4.3.1 驅(qū)動(dòng)電路.24 4.3.2 PWM 調(diào)速原理26 4.4 循跡檢測(cè)電路 .26 4.5 穩(wěn)壓電路 .28 4.5.1 穩(wěn)壓芯片簡(jiǎn)介.28 4.5.2 系統(tǒng)供電單元介紹.28 4.6 光源檢測(cè)電路 .29 4.7 自動(dòng)跟蹤 .30 4.7.1 超聲波傳感器檢測(cè)電路.30 4.7.2.超聲波測(cè)距原理.31 4.8 液晶顯示電路 .32 4.9 智能小車(chē)整體設(shè)計(jì) .33 第 5 章 智能小車(chē)軟件部分.36 5.1 軟件調(diào)試平臺(tái) .36 5.2 系統(tǒng)軟件流程 .37 5.3 系統(tǒng)軟件各模塊程序 .38 5.3.1 主程序.38 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5.3.2 宏定義.39 5.3.3 紅外接收.40 5.3.4 藍(lán)牙接收.41 5.3.5 循跡.42 5.3.6 自動(dòng)跟蹤.43 5.3.7 尋光.45 5.4 手機(jī)上位機(jī) .48 5.4.1 概述.48 5.4.2 功能.48 5.4.3 實(shí)現(xiàn)界面.49 5.4.4 程序流程圖.49 第 6 章 調(diào)試.51 6.1 調(diào)試方法 51 6.2 測(cè)試結(jié)果與分析 .51 參考文獻(xiàn).53 致 謝.55 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 1.1選題的背景與意義 智能化作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，是以后的發(fā)展方向，他可以按照自己設(shè)定的模 式在一個(gè)設(shè)定環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)行，不需要人為管理，便可以完成設(shè)想所要達(dá)到的目的。 遙控小車(chē)需要人不斷的控制個(gè)種動(dòng)作，有的遙控車(chē)還能控制其速度，而智能小車(chē)可以 通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)各種動(dòng)作的控制，如停車(chē)，前進(jìn)，后退等。是一個(gè)集環(huán)境 感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，無(wú)需人工干預(yù)，它集中地運(yùn)用 傳感、計(jì)算機(jī)信息、導(dǎo)航、 、通信、自動(dòng)控制及人工智能等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜 合體。 1.1.1 國(guó)外智能車(chē)輛的現(xiàn)狀研究 國(guó)外智能車(chē)輛的研究歷史較長(zhǎng)，始于上世紀(jì) 50 年代，它的發(fā)展歷程大致可以分為 三個(gè)階段。第一階段：20 世紀(jì) 50 年代是智能車(chē)輛研究的初始階段。1954 年美國(guó) Barrett Electronic 公司研究開(kāi)發(fā)出了世界上第一臺(tái)自主引導(dǎo)車(chē)系統(tǒng)；第二階段：在 歐洲，普羅米修斯項(xiàng)目于 1986 年開(kāi)始了在這個(gè)領(lǐng)域的探索，在美洲，美國(guó)于 1995 年 成立了國(guó)家自動(dòng)高速公路系統(tǒng)聯(lián)盟，其目標(biāo)之一就是研究發(fā)展智能車(chē)輛的可行性，并 促進(jìn)智能車(chē)輛技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化，設(shè)計(jì)和制造智能車(chē)輛的浪潮席卷了全世界，一大批世 界著名的公司開(kāi)始研制智能車(chē)輛平臺(tái)；第三階段：90 年代開(kāi)始，智能車(chē)輛進(jìn)入了大規(guī) 模、深入、系統(tǒng)的研究階段，其中美國(guó)卡內(nèi)基-梅隴大學(xué)機(jī)器人研究所一共完成了 Navlab 系列的自主車(chē)的研究。 目前，智能車(chē)輛的發(fā)展正處于第三階段，這一階段的研究成果代表了當(dāng)前國(guó)外智 能車(chē)輛的主要發(fā)展方向。 1.1.2 國(guó)內(nèi)智能車(chē)輛的現(xiàn)狀研究 相比于國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究起步較晚，開(kāi)始于 20 世紀(jì) 80 年 代。我國(guó)在智能車(chē)方面的研究上落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，存在一定的技術(shù)差距，但是我國(guó)也 取得了一系列的成果，例如，中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng) 化學(xué)院在 2003 年研制成功了我國(guó)第一輛自主駕駛轎車(chē)。再例如應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，上 海交通大學(xué)設(shè)計(jì)出了一種自動(dòng)駕駛汽車(chē)模型，可以自動(dòng)駕駛，還有吉林大學(xué)設(shè)計(jì)并制 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 造了一輛用 CCD 識(shí)別地面鋪設(shè)的條狀路標(biāo)導(dǎo)航的智能車(chē)輛，車(chē)輛由避障圖像識(shí)別、制 動(dòng)、轉(zhuǎn)向、行駛和其他輔助系統(tǒng)組成。 1988 年，清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始研制的 THMR 系列 移動(dòng)機(jī)器人取得了很大的成功，在 862 計(jì)劃的資助下，取得了豐碩的成果，它有面向 高速公路和一般道路的功能，目前能夠在校園非結(jié)構(gòu)化道路環(huán)境下進(jìn)行自主行駛道路 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了跟蹤和避障。 也是智能交通系統(tǒng) ITS 的關(guān)鍵技術(shù)之一也是智能車(chē)輛研究。目前，國(guó)內(nèi)的許多科 研院和高校都在進(jìn)行 ITS 關(guān)鍵設(shè)備、技術(shù)的研究，我國(guó)已形成了一支 ITS 技術(shù)研究開(kāi) 發(fā)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。相信經(jīng)過(guò)努力，我國(guó) ITS 及智能車(chē)輛的技術(shù)水平一定會(huì)得到很大 的提高。 1.1.3 選題意義 隨著人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，智能化的電子玩具深受人們的喜愛(ài)，尤 其是各種智能小車(chē)，由于這類(lèi)玩具具有較好的交互性，可控性，能夠給人們帶來(lái)很好 的娛樂(lè)以及參與其中的體驗(yàn)，高科技智能化的電子類(lèi)玩具逐漸成為市場(chǎng)的主流。與此 同時(shí)，智能小車(chē)可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等許多方面，有很好的發(fā)展前景。 因此，智能化小車(chē)的研究不僅具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，還具有極為廣闊的應(yīng)用前景和市 場(chǎng)價(jià)值。世界各國(guó)在智能微型車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究，己經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在探測(cè) 和軍事領(lǐng)域使用特別多。近年來(lái)，我國(guó)也開(kāi)展了很多研究工作，以滿(mǎn)足不同用途的需 要?？梢灶A(yù)計(jì)，我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)實(shí)力將為智能車(chē)輛的研究提供一個(gè)更加廣闊的前 景。因此，對(duì)智能小車(chē)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，不但能加深課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，更 能將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際運(yùn)用，為將來(lái)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.2本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義 1.2.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的智能電動(dòng)小車(chē)具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障、速度檢測(cè)功能，可程控行駛 速度、準(zhǔn)確停車(chē)。 整體設(shè)計(jì)可以分為如下幾個(gè)模塊，控制核心采用 MCS-51 系列中的 AT89S52 單片機(jī)， 循跡避障是通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)的，利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，控制小車(chē)的自 動(dòng)避障，從而發(fā)出避障信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)具有自動(dòng)尋跡、尋光和速度測(cè)試功能。電機(jī)驅(qū) 動(dòng)采用常用的 PWM 方式進(jìn)行電機(jī)的降壓調(diào)速控制，小車(chē)的速度通過(guò)液晶屏來(lái)顯示。軟 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 件中主要用到工業(yè)中常用的 PID 控制算法。整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性能高。 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果滿(mǎn)足要求。 1.2.2 本設(shè)計(jì)的意義 隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，關(guān)于汽車(chē)的研究也就越來(lái)越受人關(guān)注。全國(guó)電子大賽 和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車(chē)這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目 的研究?？梢?jiàn)其研究意義很大。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，本題目是結(jié)合科 研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類(lèi)課題。本設(shè)計(jì)就采用了比較先進(jìn)的 C51 為控制核心， C51 采用 CHOMS 工藝，功耗很低。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以應(yīng)用于考古、機(jī)器人、醫(yī)療器械等 許多方面。尤其是在足球機(jī)器人研究方面具有很好的發(fā)展前景；在考古方面也應(yīng)用到 了超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相結(jié)合，現(xiàn)實(shí)意義很強(qiáng)。單片機(jī)的應(yīng)用 領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，無(wú)論是在生活，生產(chǎn)上，單片機(jī)無(wú)處不在。ATMEL 公司的 AT89S51 單 片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電 器等各個(gè)領(lǐng)域。AT89S51 可以說(shuō)是單片機(jī)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品 ，其應(yīng)用如此廣泛，所以有 必要去學(xué)習(xí)和應(yīng)用該單片機(jī)，以滿(mǎn)足實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要，也是適應(yīng)社會(huì)智能化、自 動(dòng)化的趨勢(shì)。 通過(guò)構(gòu)建智能小車(chē)系統(tǒng)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。在實(shí)踐過(guò)程中， 熟悉以單片機(jī)為核心控制芯片，設(shè)計(jì)小車(chē)的檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)和顯示等外圍電路，采用智能 控制算法實(shí)現(xiàn)小車(chē)的智能循跡。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際電路 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)方法，達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。在此過(guò)程中，加深對(duì)控制理論的理解 和認(rèn)識(shí)。 1.3 主要難點(diǎn)和解決的方法 主要難點(diǎn)： (1)小車(chē)速度的控制。 (2)各檢測(cè)模塊在小車(chē)上的組裝。 (3)自動(dòng)跟蹤時(shí)小車(chē)的搖擺問(wèn)題。 解決方法： (1)拋棄電壓調(diào)速方案，改用調(diào)節(jié)占空比的方法。 (2)有螺絲孔的模塊用螺絲固定，不提供孔的用封窗戶(hù)的雙面膠來(lái)固定。 (3)減少傳感器的檢測(cè)周期，優(yōu)化程序算法。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 1.4 研究方法、手段及步驟 硬件方面，電路板的制作和調(diào)試是關(guān)鍵，它是設(shè)計(jì)成功的根基。軟件方面，光電 傳感器對(duì)當(dāng)前的路徑的檢測(cè)，通過(guò)編程使控制器按一定的周期進(jìn)行采樣檢測(cè)，判斷檢 測(cè)器的狀態(tài)，并決定小車(chē)的應(yīng)該是左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，還是前進(jìn)，后退。即小車(chē)發(fā)現(xiàn)需尋跡 的線(xiàn)路后，能夠自行繞著該線(xiàn)路行走而無(wú)需用戶(hù)干預(yù)。 對(duì)于傳感器的研究： 1、查找、收集需要使用的各類(lèi)傳感器控制的有關(guān)資料，學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)編程、接 口技術(shù)的具體運(yùn)用。 2、對(duì)單片機(jī)控制傳感器的方式進(jìn)行分析，編寫(xiě)控制程序。 3、對(duì)控制程序進(jìn)行調(diào)試，完成設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出電路原理圖。 4、通過(guò)試驗(yàn)分析硬件，完成硬件實(shí)物及軟硬件功能的調(diào)試。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 方案設(shè)計(jì)與論證 2.1創(chuàng)新點(diǎn) 1．Pcf8591AD轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)兩個(gè)紅外接收管將接受到的的紅外光轉(zhuǎn)換成數(shù)字0- 255的信號(hào)，通過(guò)I2c總線(xiàn)與stc8591單片機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而判斷光源的的強(qiáng)度 和方向。 2.整個(gè)尋找光源過(guò)程采用Android手機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行 通信。形象的顯示尋找光源的過(guò)程，其最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是界面友好，通信穩(wěn)定。 3.根據(jù)小車(chē)需要和實(shí)際情況，自行設(shè)計(jì)傳感器，不僅花費(fèi)較少，而且使用效果好。 4.小車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)好，完全自主設(shè)計(jì)，小車(chē)采用單層結(jié)構(gòu)，分放不同模塊的元件， 調(diào)試過(guò)程和修改過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。 5.使用以7805芯片為核心的穩(wěn)壓設(shè)計(jì)，以L(fǎng)298為核心的電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng) 的穩(wěn)定性。 2.2總體體設(shè)計(jì)方案 總體方案為：整個(gè)電路分為驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊、尋跡傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、 光源傳感器模塊、超聲波傳感器模塊、無(wú)線(xiàn)控制模塊六個(gè)模塊。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖2-1 系統(tǒng)框圖 2.3 小車(chē)的方案設(shè)計(jì)與論證 方案1：自己制作電動(dòng)車(chē),自己制作車(chē)體，組裝合適的電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，自制探 測(cè)器，并利用開(kāi)發(fā)板做控制驅(qū)動(dòng)小車(chē)。但自己制作的小車(chē)，車(chē)體會(huì)比較粗糙，車(chē)身重 量、平衡，小車(chē)的電路設(shè)計(jì)，這些都比較難良好地實(shí)現(xiàn)。 方案2：購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用電動(dòng)車(chē) 購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用電動(dòng)車(chē)具有組裝完整的車(chē)架車(chē)輪，甚至有完整 的電機(jī)裝配和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板。用自制探測(cè)器或購(gòu)買(mǎi)完整探測(cè)模塊，并用開(kāi)發(fā)板控制小車(chē) 運(yùn)動(dòng)。這種專(zhuān)用電動(dòng)車(chē)裝配緊湊，各種所需電路的安裝十分方便，看起來(lái)也比較美觀(guān)。 而且，用專(zhuān)用電動(dòng)車(chē)具有完整的電機(jī)裝配和電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這用就省去了對(duì)電機(jī)傳動(dòng)和電 機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 綜合考慮，我們選定了方案2作為我們的初步方案。 2.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊的選定 方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 利用步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定長(zhǎng)步進(jìn)性能 方便的實(shí)現(xiàn)調(diào)速和方向的偏轉(zhuǎn)，且能準(zhǔn)確的測(cè)量速度、路程以及時(shí)間，簡(jiǎn)化編程和硬 件連接的工作量。但步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速 時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車(chē)等有一定速度的系統(tǒng)。 方案2：采用直流電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，直流電機(jī)的控制方法比較簡(jiǎn)單，只 需給電機(jī)的兩根控制線(xiàn)加上適當(dāng)?shù)碾妷杭纯墒闺姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電壓越高則電機(jī)轉(zhuǎn)速越 高。而且改變正負(fù)極可方便的改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，方便改變小車(chē)的行進(jìn)狀態(tài)。對(duì)于 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 直流電機(jī)的速度調(diào)高，可以采用改變電壓的方法，也可采用PWM調(diào)速方法。PWM調(diào)速就 是使加在直流電機(jī)兩端的電壓為方波形式，通過(guò)改變方波的占空比實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的 調(diào)節(jié)。 與其它調(diào)速系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有下列優(yōu)點(diǎn)： 1. PWM從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 2. 對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 3．由于電力電子器件只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主電路損耗較小，裝置效率較高。 4．主電路簡(jiǎn)單，所用功率元件少。 5．低速性能好，穩(wěn)定精度高，調(diào)速范圍寬。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用了方案2。 2.5 尋跡傳感器模塊的選定 方案1：采用發(fā)光二極管+光敏電阻，該方案缺點(diǎn)明顯：易受外界光源的干擾，有 時(shí)檢測(cè)不到黑線(xiàn)，光敏電阻的靈敏性不強(qiáng)是產(chǎn)生種情況的主要原因。而且外界的可見(jiàn) 光對(duì)系統(tǒng)的影響很大，使系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 方案2：采用紅外光電對(duì)管，由于采用紅外線(xiàn)，可見(jiàn)光干擾少，又只需分辨黑白， 紅外光電對(duì)管有一個(gè)管發(fā)射紅外線(xiàn)一個(gè)用于紅外線(xiàn)接收，當(dāng)紅外線(xiàn)照射到黑線(xiàn)上時(shí)不 會(huì)發(fā)射回來(lái)，當(dāng)紅外線(xiàn)照射到白色的地方就會(huì)返回，光電對(duì)管發(fā)射的同時(shí)也能接收紅 外信號(hào)，整個(gè)檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，速度快。缺點(diǎn)是檢測(cè)距離短，優(yōu)點(diǎn)是成本低， 易于操作。 根據(jù)以上分析我們采用方案2。很強(qiáng)的擴(kuò)展性，使用簡(jiǎn)單，靈活性高且價(jià)廉。所有 我們直接采用STC89C52作為主控芯片。 2.6 光源傳感器模塊的選定 方案1：采用兩個(gè)熱敏電阻作為核心的傳感器，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在一定距離范圍內(nèi)，空 氣溫度變化非常小，熱敏電阻幾乎不發(fā)生任何變化。 方案2：采用兩個(gè)光敏電阻作為核心的傳感器，利用光敏電阻對(duì)不同距離及不同強(qiáng) 度的光照均有較好的光敏特性來(lái)將外界光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，提供給單片機(jī)進(jìn)行相關(guān) 判斷操作。實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)這種方案有很大的缺點(diǎn)，抗干擾能力極差，而且誤差偏大， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 不能準(zhǔn)確測(cè)定光源位置。 方案3：采用紅外接收二極管，紅外接收二極管將外界紅外光的變化轉(zhuǎn)化為電流的 變化，通過(guò) pcf8591A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)反映為 0~255 范圍內(nèi)的數(shù)字信號(hào)。外界紅 外光越強(qiáng)，數(shù)值越小，根據(jù)數(shù)值的變化能判斷紅外光線(xiàn)的強(qiáng)弱,從而能判別出光源的遠(yuǎn) 近。傳感器可以用來(lái)探測(cè)光源，探測(cè)角度達(dá)60度，其中紅外光波長(zhǎng)在940納米附近時(shí)， 其靈敏度達(dá)到最大。 鑒于以上3種方案的比較，我們選擇方案3。 2.7 電源模塊的選定 在本系統(tǒng)中，需要用到的電源有單片機(jī)的5V，L298N芯片的電源5V和電機(jī)的電源7- 25V。所以需要對(duì)電源的提供必須正確和穩(wěn)定可靠。 方案1：采用UT-3W提供的電源方案為電機(jī)供電，通過(guò)穩(wěn)壓芯片提供的電源接口為 單片機(jī)提供電源。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便。 方案2：用六節(jié)干電池為整個(gè)系統(tǒng)供電，再轉(zhuǎn)換為電機(jī)和單片機(jī)需要的電壓。 基于系統(tǒng)的穩(wěn)定性考慮，我選擇了方案1。 2.8 跟蹤模塊選定 為了跟蹤前方移動(dòng)的物體，需要先檢測(cè)前方的物體，所以首先選定檢測(cè)的傳感器。 方案一：采用二只紅外對(duì)管分別放于小車(chē)的前端兩側(cè)，但是此方案檢測(cè)的距離比較近， 在晴天的時(shí)候，尤其是太陽(yáng)光線(xiàn)的干擾嚴(yán)重。 方案二：采用二只超聲波距離傳感器分別置于小車(chē)的前端兩側(cè)，方向與小車(chē)前進(jìn)方向 平行，對(duì)小車(chē)與目標(biāo)相對(duì)距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時(shí)反應(yīng)，而且檢測(cè)距 離遠(yuǎn)，檢測(cè)距離準(zhǔn)確，無(wú)干擾，兩個(gè)傳感器能夠很好的配合實(shí)現(xiàn)移動(dòng)物體的跟蹤。 兩種方案的區(qū)別見(jiàn)表 2-1。 表 2-1 移動(dòng)物體檢測(cè)系統(tǒng)方案對(duì)比 紅外檢測(cè) 超聲波檢測(cè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 檢測(cè)距離 精確度 受外界環(huán)境干擾程度 硬件電路 成本 4-10cm 1cm 易受外界環(huán)境干擾 所需元器件少，尺寸小， 8 元左右 0.10-4.00m 1cm 不易受外界環(huán)境干擾 稍復(fù)雜，安裝簡(jiǎn)便 6 元左右 從 2-1 表可以看出，紅外檢測(cè)較近，超聲波檢測(cè)距比較遠(yuǎn)，不容易受外界光線(xiàn)干 擾，當(dāng)小車(chē)在行駛時(shí)，檢測(cè)移動(dòng)的物體，顛簸，太陽(yáng)光、燈光可能會(huì)對(duì)采集的信息產(chǎn) 生影響。故模塊選擇超聲波檢測(cè)模塊。 2.9 控制方式選定 方案 1：有線(xiàn)的按鍵方式或車(chē)體上的按鍵控制能夠控制小車(chē)的移動(dòng)和功能，簡(jiǎn)單， 成本低，但是在控制的過(guò)程不方便，或者控制線(xiàn)會(huì)影響小車(chē)的運(yùn)行。 方案 2：無(wú)線(xiàn)控制能夠遠(yuǎn)距離的控制小車(chē)的運(yùn)行以及功能選擇，硬件電路和編程相 對(duì)復(fù)雜但對(duì)智能小車(chē)控制更加的得心應(yīng)手。 在這里我們選擇方案 2，應(yīng)用紅外控制和藍(lán)牙控制兩種選擇，紅外無(wú)線(xiàn)控制不需要 連接，即能夠控制，方便快捷。藍(lán)牙控制可以通過(guò)鏈接藍(lán)牙手機(jī)或藍(lán)牙電腦通過(guò)形象 的界面控制，更加的人性化。 2.10 最終方案 經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案： 1．車(chē)體是購(gòu)買(mǎi)組裝小車(chē)。 2．采用STC89C51單片機(jī)作為控制核心。 3．采用8V電源供電。 4．用紅外探測(cè)傳感器作為尋跡傳感器。 5．采用紅外接收管和PCF8591型號(hào)A/D轉(zhuǎn)換芯片制作光源傳感器。 6. 采用超聲波距離傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。 7．Andriod手機(jī)上位機(jī)顯示狀態(tài)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 3 章 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 小車(chē)車(chē)體 本題目要求小車(chē)的機(jī)械系統(tǒng)穩(wěn)定、靈活、簡(jiǎn)單，而三輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具備以上特點(diǎn)。 驅(qū)動(dòng)部分：由于玩具汽車(chē)的直流電機(jī)功率較小，而小車(chē)上裝有電池、電機(jī)、電子 器件等，使得電機(jī)負(fù)擔(dān)較重。為使小車(chē)能夠順利啟動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，在直流電機(jī)和輪 車(chē)軸之間加裝了三級(jí)減速齒輪。 電池的安裝：將電池放置在車(chē)體的電機(jī)前后位置，降低車(chē)體重心，提高穩(wěn)定性， 同時(shí)可增加驅(qū)動(dòng)輪的抓地力，減小輪子空轉(zhuǎn)所引起的誤差。簡(jiǎn)單，而三輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具 備以上特點(diǎn) 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 3-1 三輪小車(chē) 3.2 減速電機(jī) 3.2.1 減速電機(jī)安裝 減速電機(jī)是小車(chē)的動(dòng)力源，參數(shù)如下所示： 1.工作電壓: 3V～9V DC(建議工作電壓在 6 到 8V 左右) 2.最大扭力: (3V 時(shí))cmkg?8.0 3.減速比: 1:48 4.負(fù)載電流: 70mA (250mA MAX)(3V 時(shí)) 5.速度： 5V 空載轉(zhuǎn)速：208 轉(zhuǎn)/分鐘； 5V 空載安裝直徑 66 毫米車(chē)輪后的速度：44 米/分鐘； 8V 空載轉(zhuǎn)速：325 轉(zhuǎn)/分鐘; 8V 空轉(zhuǎn)安裝直徑 66 毫米車(chē)輪后的速度：68 米/分 鐘； 6.8V 扭矩：2.1KG CM； 該電機(jī)用 8V 電壓，動(dòng)力強(qiáng)勁，小車(chē)部分尺寸如下所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖3-2 減速電機(jī)尺寸 減速電機(jī)安裝在小車(chē)底盤(pán)上，減速電機(jī)上有2m 的四個(gè)孔，用 M2*8的自攻螺絲鏈接 在小車(chē)底盤(pán)上如圖所示。 圖 3-3 減速電機(jī)安裝 圖 3-4 安裝孔尺寸 3.2.2 減速電機(jī)的安裝校核 智能小車(chē)采用 8v 的電源電壓，電機(jī)也采用 8V 驅(qū)動(dòng)電壓，動(dòng)力強(qiáng)勁 8V 空轉(zhuǎn)安裝直 徑 66 毫米車(chē)輪后扭矩 2.1 。可知兩輪總驅(qū)動(dòng)力：cmkg? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 F1=2TLg （3-1） 其中 車(chē)輪扭矩 T=2.1 cmkg? 車(chē)輪半徑 L=3.3cm 可知兩個(gè)輪總驅(qū)動(dòng)力： NF8.135.9.2??? 減速電機(jī)安裝在小車(chē)底盤(pán)上，固定主要用四個(gè)自攻螺絲，自攻螺絲主要受到剪切應(yīng) 力，當(dāng)前方阻擋了小車(chē)后，此時(shí)螺絲受到最大的剪切應(yīng)力。 切應(yīng)力強(qiáng)度校核： （3-2）??QmPaA?? 式中 Q——自攻螺絲所受剪切力（N） A——自攻螺絲橫截面積(mm 2) 實(shí)際計(jì)算要考慮到有八個(gè)自攻螺絲，就有 8 個(gè)剪切面所以有： （3-3）N FQ0.17? 自攻螺絲橫截面積： A=πR 2=3.14 12=3.14mm2 （3-4）? 表 3-1 拉、壓許用應(yīng)力 ??? 材料 Q235 Q255 Q275 Q295 Q345 Q390 20 35 45??? 190 205 245 195 235 245 205 265 300 材料 40Cr 20CrM o 35CrM o 42CrM o 20CrMnMo ZG25 ZG35 QT600- 3 QT700- 2??? 490 440 490 540 590 225 250 225 350 材料 QT400- 15 HT200 HT150??? 200 110~8 0 60~90 自攻螺絲為 Q235,查表 3-1 可知許用拉、壓應(yīng)力為[τ]=190mpa。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 許用剪應(yīng)力 塑性材料 =0.6~0.8 許用拉應(yīng)力；脆性材料 =0.8~1.0 許??-???? ??? 用拉應(yīng)力 Q235 為塑性材料，所以許用剪應(yīng)力： [τ]=0.6 190mpa=154mpa （3-5）? 計(jì)算自攻螺絲剪應(yīng)力： τ 切應(yīng)力 = =5.4mpa 1; //數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“0” if (N=8) {IRCOM[j] = IRCOM[j] | 0x80;} //數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“1” 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 N=0; }//end for k }//end for j lcd_wcmd(0x01); //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 switch(IRCOM[2]) { case 0x08:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdleft); break; case 0x5a:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdright); break; case 0x18:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdfomer); break; case 0x52:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdback); break; case 0x1c:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdstop); break; case 0x09:com=IRCOM[2];lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdtrack); break; case SPEED_UP :speedup(); break; case SLOW_DOWN :speeddown();break; } beep(); EX0 = 1; } 5.3.4 藍(lán)牙接收 void ser() interrupt 4 { RI=0; //com_backup=com; com_bluetooth=SBUF; switch(com_bluetooth) { case '4':com=RIGHT; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdright); break; case '6':com=LEFT; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdleft); break; case '2':com=FOMER; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdfomer); break; case '5':com=BACK ; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdback); break; case '7':com=STOP; lcd_wstr(0,lcdcomd);lcd_wstr(0x05,lcdstop); break; case '3':speeddown(); com=0x09; break; case '1':speedup(); break; 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 } beep(); flag_io=1; } 5.3.5 循跡 void tracking() //循跡 { uchar flag_lr=0; // uchar turn_n=250; uchar crossrd_n=0;//十字路口 uchar crossrd_sn=3; uchar flag_jcroad ; // init_tk(); //delay_1(1000); uchar souxun; uchar flag_souxun=0; //fomer_ms(1500); angle_fomer(13); while(com==0x16) { delay_ms(5); lcd_pos(0x08); display_3d(zhuanpan); if(TK_L==NX else dleft_ms(5); lcd_wstr(0X40,track_right); lcd_wstr(0X44,track_right); // fomer_ms(10); 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 // turn_n--; // if(turn_n==0){flag_lr=0;turn_n=200;} } else if(TK_L==ZX flag_lr=1; fomer_ms(4); lcd_wstr(0X40,track_left); lcd_wstr(0X44,track_right); } else if(TK_L==NX flag_lr=0; fomer_ms(4); lcd_wstr(0X44,track_left); lcd_wstr(0X40,track_right); } else if(TK_L==ZX lcd_wstr(0X40,track_left); lcd_wstr(0X44,track_left); } // tx_canshu(); } } 5.3.6 自動(dòng)跟蹤 void gengzong() { uchar n=10,zou=2; uint cha; 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 init_ceju(); lcd_wstr(0,track_DIS); lcd_wstr(0x40,track_left); lcd_wstr(0x48,track_right); while(com==0x09) { n++; if(n70) { n=0; dst0=conut0(); dst1=conut1(); lcd_pos(0x42); display_d(distance1); lcd_pos(0x4a); display_d(distance0); } delay(5); if(dst0(dst1/10)) right_ms(zou); } else { if(dst0600) { fomer_ms(10); zou=4; } cha=dst1-dst0; // if if(cha(dst0/10)) left_ms(zou); zou=3; } } //顯示 } init_time0(); init_io(); } 5.3.7 尋光 void fun_tracker() { uchar d_value ; uchar left_compare=0,right_compare=0,fomer_n=10; uchar flag_fomer=0; 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 uchar display_n=0; uchar adjustLR_n=0; uchar flag_LR=0; while(com_hong==0x44) { //數(shù)據(jù) 處理 獲取 en_l=1;en_r=1; delay_ms(1); read_chanel(); en_l=0; en_r=0; if(light_Hleft=light_Hright) d_value=light_Hleft-light_Hright; else d_value=light_Hright-light_Hleft; //數(shù)據(jù)顯示 if(display_n==10) { if(flag_brush){write_com(1);flag_brush=0;} write_com(0x80); display_d(light_Hleft); display_d(light_Hright); display_d(d_value); display_d(LRD_value1); write_com(0x80+40); display_h(com_hong); //display_d(speed_bus); display_n=0; } display_n++; delay_ms(3);//調(diào)整發(fā)射的占空比 //跟蹤 if((light_Hleft-left_compare=trackD_value1||light_Hright- right_compare=trackD_value1) else d_value=light_Hright-light_Hleft; if(light_Hleft=light_Hright) { left_ms(7); // brake_bus(1); } else { right_ms(7); // brake_bus(1); } adjustLR_n++; flag_LR=1; } if(flag_LR){brake_bus(20);flag_LR=0;} flag_fomer=1; adjustLR_n=0; if(light_Hlefttrack_verson||light_Hrighttrack_verson)//確定在跟蹤最遠(yuǎn)距離 // { if(light_Hlefttrack_verson+trackD_value // brake_bus(1); } else brake_bus(30); } else { if(flag_fomer) { fomer_ms(50); flag_fomer=0; // brake_bus(1); } } } } if(com_hong!=0x1c) com_hong=0x44;} } 5.4 手機(jī)上位機(jī) 5.4.1 概述 本智能滅火小車(chē)采用 Android 手機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)與下位機(jī)通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行通信。 其最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是界面友好，通信穩(wěn)定。 5.4.2 功能 上位機(jī)（Android 手機(jī)）主要完成兩方面的功能： （1）向下位機(jī)（小車(chē)）發(fā)送啟動(dòng)指令?？刂菩≤?chē)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 50 加減速和停止。 （2）向下位機(jī)（小車(chē)）發(fā)送指令，選擇小車(chē)功能。 5.4.3 實(shí)現(xiàn)界面 人性化的手機(jī)上位機(jī)是智能小車(chē)控制的一大特點(diǎn)，控制界面如 5-3 所示。 圖 5-3 Android 手機(jī)控制界面 5.4.4 程序流程圖 Android 手機(jī)程序流程圖如 5-4 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 51 開(kāi)始 連接小車(chē) 發(fā)送數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng) 接收數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng) 是否連接成功 向小車(chē)發(fā)送啟動(dòng)指 令 對(duì)數(shù)據(jù)分析 判斷發(fā)送指令 判斷有無(wú)數(shù)據(jù) 輸入 將發(fā)送結(jié)果 、 數(shù)據(jù) 分析結(jié)果顯示在手 機(jī)上 結(jié)束 否 是 有 有 無(wú) 無(wú) 圖 5-4 Android 手機(jī)程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 52 第 6 章 調(diào)試 6.1調(diào)試方法 由于本次實(shí)驗(yàn)電路模塊較多，其中直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，消耗電源電流相對(duì)大，我 們8Ｖ電源開(kāi)始調(diào)試，小車(chē)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在啟動(dòng)的過(guò)程中有打滑現(xiàn)象，并且耗電量特大， 故重新編寫(xiě)電機(jī)啟動(dòng)程序，讓電機(jī)一點(diǎn)一點(diǎn)的啟動(dòng)，調(diào)整好，不在打滑。 在驅(qū)動(dòng)板長(zhǎng)期高速運(yùn)行中，我發(fā)現(xiàn)，PWM驅(qū)動(dòng)板上的 L298N驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生大量的 熱量，很燙。我在驅(qū)動(dòng)芯片上安裝散熱片，并在PWM驅(qū)動(dòng)板上涂上了一層散熱膠，驅(qū) 動(dòng)板即使發(fā)熱，也不會(huì)燒壞PWM驅(qū)動(dòng)板。 系統(tǒng)供電電源為5v穩(wěn)壓芯片7805，有發(fā)熱現(xiàn)象，但單片機(jī)消耗電量有限，經(jīng)分析 為循跡傳感器和尋光傳感器一直在開(kāi)著，經(jīng)修改程序，在不用時(shí)，關(guān)閉它們的通路。 6.2 測(cè)試結(jié)果與分析 本次調(diào)試主要對(duì)小車(chē)的速度、循跡、跟蹤物體、尋光進(jìn)行了測(cè)試。每個(gè)測(cè)試進(jìn)行 三次。兩次都是在鋪有黑色硬紙條的軌道上進(jìn)行。 測(cè)試儀器： 8V直流電源 秒表 小車(chē)在平板紙、水泥地面和有較大褶皺的紙板上進(jìn)行速度測(cè)試，小車(chē)速度測(cè)試結(jié) 果如表5-1 所示。 表5-1 速度測(cè)試 次數(shù) 路況 平紙 板 水泥地面 有較大褶皺的紙板 1 0.70 0.50 0.43 2 0.66 0.55 中途因底盤(pán)低而停止 3 0.65 0.53 0.46 在循跡測(cè)試中，小車(chē)在因速度過(guò)快而脫離軌道后仍全部能自行返回原軌道，無(wú)須 人為搬回讓人欣喜，循跡測(cè)試如表 5-2 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 53 表5-2 循跡避障測(cè)試 項(xiàng)目 次數(shù) 完成時(shí)間 （ s） 行駛過(guò)程中脫 離軌道次數(shù) 脫離軌道成功返回軌道次數(shù) 1 49 3 3 2 45 5 5 3 42 3 3 跟蹤物體在不動(dòng)的界面上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如5-2所示，可以看出不平的地面會(huì) 對(duì)小車(chē)跟蹤造成比較大的影響 表5-3 跟蹤移動(dòng)物體測(cè)試 項(xiàng)目 距離 完成時(shí)間 （s） 行駛過(guò)程中失 去目標(biāo) 界面 1 60 2 平紙板 2 60 2 水泥地面 3 60 4 有較大褶皺的紙板 點(diǎn)燃一根蠟燭，讓小車(chē)去尋找蠟燭，距離越遠(yuǎn)小車(chē)用的時(shí)間越長(zhǎng)，但超過(guò)8米，小 車(chē)不能感應(yīng)到蠟燭燈額光線(xiàn)。測(cè)試結(jié)果如表5-2所示。 表5-4 尋光測(cè)試 項(xiàng)目 距離 完成時(shí)間 （s） 是否成功 3 5 成功 5 8 成功 8 失敗 根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可以看出小車(chē)各功能能夠基本實(shí)現(xiàn)。結(jié)果表明，小車(chē)能夠很好的 完成循跡，即使由于速度過(guò)快脫離循跡軌道也不影響，小車(chē)能夠立即進(jìn)入軌道。跟蹤 移動(dòng)物體的測(cè)試結(jié)果可以看出不平的地面會(huì)對(duì)小車(chē)跟蹤造成比較大的影響。尋光的過(guò) 程也是比較順利，但距離過(guò)遠(yuǎn)，小車(chē)在行駛當(dāng)中也有可能失去目標(biāo)。這是由于采用的 算法不夠理想。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，小車(chē)發(fā)生過(guò)程序跑飛的情況，經(jīng)果調(diào)整，改進(jìn)程 序后，小車(chē)運(yùn)行穩(wěn)定，很少出現(xiàn)跟蹤失敗。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 54 參考文獻(xiàn) [1]夏美云，張鴻彥.人工智能發(fā)展探討[J]. 焦作大學(xué)學(xué)報(bào)，2005 年 4 期，49～66. 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Climbing and Walking Robots, 2006,1(4), 387～397. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 56 致 謝 本人在做設(shè)計(jì)期間，得到了徐老師的指導(dǎo)和幫助，多次為我尋找資料，疏通思路， 講解難點(diǎn)。在徐老師的幫助下，我完成了大部分的設(shè)計(jì)，徐老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué) 態(tài)度，不斷地給我指出不足和缺點(diǎn)，并在我遇到困難時(shí)為我指點(diǎn)迷津，他高度的敬業(yè) 的精神和孜孜以求、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)深深的觸動(dòng)了我。他知識(shí)淵博，視野開(kāi)闊， 我被深深的啟迪。同時(shí)徐老師致力要求我自己獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我以后做事的獨(dú)立 性。 持續(xù)幾個(gè)月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，雖然不是特別完美，但它凝聚 了多方的心血，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周 全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，同學(xué)們的支持合作，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以 想象的。和他們的接觸及溝通不僅使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方 法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 在此深深得感謝徐老師，和一直在過(guò)程中幫助的同學(xué)和朋友，感謝你們使得我不 斷的在學(xué)習(xí)中進(jìn)步，成長(zhǎng)。