智能小车超声波避障实验
超声波避障小车实习报告
超声波避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，机器人技术逐渐应用于各个领域，其中智能避障小车在工业、农业、家庭等领域具有广泛的应用前景。
本次实习旨在学习并掌握超声波避障小车的设计原理与制作方法，提高自己在电子技术、嵌入式系统等方面的实践能力。
二、实习内容与过程1. 原理学习在实习开始前，首先学习了超声波避障小车的基本原理。
超声波避障小车主要是利用超声波传感器测量前方障碍物的距离，根据距离信息控制小车的行驶和转向。
通过学习超声波传感器、控制模块、电机驱动等关键部件的工作原理，为后续的实践操作打下基础。
2. 硬件选型与搭建根据实习要求，选择了AT89S51单片机作为控制核心，搭配HC-SR04超声波传感器、L293D电机驱动模块等硬件。
首先，将超声波传感器与控制模块连接，再通过电机驱动模块控制小车的行驶。
搭建过程中，注意保证电路连接的稳定性和可靠性。
3. 程序编写与调试编写程序时，首先实现超声波传感器的初始化，然后通过循环语句不断检测障碍物距离，当距离小于设定阈值时，控制小车转向。
在程序调试过程中，通过不断修改参数和逻辑，确保小车在各种环境下都能实现稳定避障。
4. 功能测试与优化在实际运行过程中，发现小车在遇到较低矮的障碍物时，避障效果不佳。
分析原因后，针对此问题进行优化，增加了一个红外传感器，用于检测地面高度，当红外传感器检测到地面时，小车进行转向。
经过多次测试，最终实现了较为理想的避障效果。
三、实习收获与反思通过本次实习，掌握了超声波避障小车的设计原理与制作方法，提高了自己在电子技术、嵌入式系统等方面的实践能力。
同时，在实习过程中，学会了如何分析问题、解决问题，培养了自己的动手能力和团队协作精神。
反思整个实习过程，认为在硬件选型和程序编写方面还有待提高。
在硬件选型方面，可以考虑使用更为先进的单片机和传感器，以提高小车的避障精度和速度。
在程序编写方面，可以尝试采用更高效的数据处理算法，减小误判和漏判的情况。
超声波避障小车实训报告
一、实训目的1. 了解超声波避障的基本原理和应用；2. 掌握超声波传感器的工作原理和操作方法；3. 学会使用单片机控制超声波传感器进行避障；4. 培养动手能力和团队协作能力。
二、实训内容1. 超声波传感器原理及特性；2. 单片机编程及驱动；3. 超声波避障系统设计；4. 小车底盘搭建及驱动；5. 超声波避障系统测试与优化。
三、实训步骤1. 超声波传感器原理及特性学习超声波传感器是一种利用超声波进行测距的传感器，其基本原理是发射超声波，接收反射回来的超声波，通过计算超声波的传播时间来得到距离。
超声波传感器具有非接触、抗干扰能力强、测量范围广等特点。
2. 单片机编程及驱动学习单片机是一种具有微处理器的嵌入式系统，用于控制电子设备。
本实训中，我们使用STC89C51单片机作为控制核心。
通过学习单片机编程，我们可以编写程序控制超声波传感器进行避障。
3. 超声波避障系统设计（1）设计思路本实训中，我们设计一款基于超声波避障的小车。
当小车遇到障碍物时，超声波传感器检测到障碍物，单片机接收到信号后，控制小车进行避障。
（2）系统组成系统主要由以下部分组成：①超声波传感器：用于检测前方障碍物；②单片机：负责处理传感器信号，控制小车行驶；③电机驱动模块：驱动小车前进、后退、左转或右转；④电源系统：为整个系统提供电力支持。
（3）系统原理当超声波传感器发射超声波时，遇到障碍物会反射回来。
单片机接收到反射回来的超声波信号后，根据超声波的传播时间计算出障碍物的距离。
当距离小于预设的安全距离时，单片机控制小车进行避障。
4. 小车底盘搭建及驱动（1）小车底盘搭建小车底盘采用4个轮子，分别连接到两个电机驱动模块上。
在底盘上安装超声波传感器，用于检测前方障碍物。
（2）电机驱动模块本实训中，我们使用L298N电机驱动模块。
该模块可以驱动两个电机，实现小车的运动控制。
5. 超声波避障系统测试与优化（1）测试在搭建好的小车底盘上，安装超声波传感器和电机驱动模块。
超声波避障小车课题报告
超声波避障小车课题报告超声波避障小车课题报告一课题背景及意义从我们选题开始，此后的一个月，我们都在紧张的进行着课题的研究。
针对超声波传感器，我们决定制作一个超声波避障智能小车。
我们通过在网上找资料对超声波避障方面的知识有了进一步的了解。
超声波传感器主要发射高频超声波，在遇到障碍物时发生像光一样的反射和散射，在经过多次发射之后再回到超声波检测端口。
但经过多次反射会产生较严重的路程差，从而影响对距离的检测进而影响对障碍物的较准确定位。
通过软件内部校准优化可消除外部物理条件造成的误差，从而达到对障碍物的较准确定位。
在这个智能时代，汽车也向着智能化方向发展。
超声波作为智能车避障的一种重要手段，其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求。
相信在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。
二总体方案设计本超声波避障小车的设计基于单片机原理和传感器原理，以51单片机为主控芯片，采用直流电机为驱动元件，通过软件编程制作了一整套结构完整，功能模块化，反应较为灵敏的超声波避障小车。
主要模块：小车车体（万向轮、两轮驱动）主控模块（STC89C52）电源模块（KA7805）电机驱动模块（L298N）超声波模块（HC-SR04）各模块连接示意图如下：预期的目标是：（1）在车前方没有障碍物时，小车沿直线向前走。
（2）在车前方有障碍物时，小车能避开障碍物，避障方法如下：①先向左边转90度，如果前面没有障碍物，再沿直线向前走；②如果前面仍有障碍物，则向右转180度，如果前面没有障碍物，则沿直线向前行走；③如果前面仍有障碍物，则向右90度，然后直线行。
三各模块方案设计3.1 小车主体前轮为两个万向轮，后轮为两个直径约为6cm的车轮。
其中，后轮分别由两个直流减速电机控制，小车为后轮驱动，差速转向。
3.2 主控模块主控系统主要采用STC89C52单片机作为中央处理器，拥有8k 字节Flash，512字节RAM,32 位I/O 口线。
智能小车超声波避障实验
度考虑进去。
测距的公式表示为：L=C×T 式中L 为测量的距离 长度；C 为超声波在空气中的传播速度；T 为测 量距离传播的时间差(T 为发射到接收时间数值的 一半)。已知超声波速度C=344m/s (20℃室温)
HC-SR04接口定义：
Vcc、 Trig（触发端）、 Echo（回声端）、 Gnd
本产品使用方法：触发端发一个10US 以上的高电平,就可以在回声 端等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平 时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此 不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了。
智能小车超声波避障实验
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HC-SR04超声波模块
安装位置
小车车头处留有超声波模块的插口（J2）， 超声波探头朝前方直接插上即可
HC-SR04产品特点
1、典型工作用电压：5V。 2、超小静态工作电流：小于2mA。 3、感应角度：不大于15 度。 4、探测距离：2cm-400cm 5、高精度：可达0.3cm。 6、盲区（2cm）超近。
对于超声波测距精度要求达到1mm 时，就必 须把超声波传播的环境温
模块工作原理：
01
采用 IO 触发测距，给至少10us 的高电平信号;
02
模块自动发送8 个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
03
有信号返回，通过IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超 声波从发射到返回的时间
智能循迹避障小车实习报告
智能循迹避障小车实习报告一、实习背景及目的随着科技的不断发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
智能小车作为一种典型的嵌入式系统应用产品，不仅可以锻炼学生的动手能力，还能深入理解嵌入式系统的原理和应用。
本次实习旨在让学生通过设计制作智能循迹避障小车，掌握嵌入式系统的基本原理，提高动手实践能力，培养创新意识和团队协作精神。
二、实习内容与过程1. 实习准备在实习开始前，我们先学习了嵌入式系统的基本原理，了解了微控制器（如STM32）的工作原理和编程方法。
同时，我们还学习了如何使用相关开发工具（如Keil、CubeMX）进行程序开发和仿真。
2. 设计思路根据实习要求，我们确定了智能循迹避障小车的主要功能：远程控制、循迹、避障。
为了实现这些功能，我们需要选用合适的微控制器、传感器、电机驱动模块等硬件，并编写相应的软件程序。
3. 硬件设计我们选用了STM32F103C8T6作为主控制器，它具有高性能、低功耗的特点。
为了实现循迹功能，我们采用了红外传感器来检测地面上的黑线。
为了实现避障功能，我们采用了超声波传感器来检测前方的障碍物。
此外，我们还选用了两个直流电机来驱动小车行驶，并通过L298N驱动模块来控制电机转动。
4. 软件设计软件设计主要包括初始化配置、循迹算法实现、避障算法实现和远程控制实现。
我们使用了CubeMX工具对STM32的硬件资源进行配置，包括时钟、GPIO、ADC、PWM 等。
然后，我们编写了循迹算法和避障算法，通过不断地读取红外传感器和超声波传感器的数据，调整小车的行驶方向和速度，实现循迹和避障功能。
最后，我们通过蓝牙模块实现了手机APP对小车的远程控制。
5. 实习成果经过一段时间的紧张设计与制作，我们的智能循迹避障小车终于完成了。
在实习总结会议上，我们进行了演示，展示了小车的循迹、避障和远程控制功能。
通过实习，我们不仅掌握了嵌入式系统的设计方法，还提高了团队协作能力。
三、实习收获与反思通过本次实习，我们深入了解了嵌入式系统的设计原理，学会了使用相关开发工具和硬件设备，提高了动手实践能力。
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车是一种能够自动识别环境并作出相应动作的机器人。
其中，
超声波避障技术是实现智能小车避免障碍物的重要手段之一。
超声波传感器是一种利用超声波原理工作的传感器，其工作原理类似
于蝙蝠发出超声波来探测周围环境。
当传感器发出一束超声波时，如
果有障碍物挡住了它的路径，这束超声波就会被反射回来，并被传感
器接收到。
通过计算反射回来的时间和速度，就可以得到障碍物与传
感器之间的距离。
在智能小车中，通常会使用多个超声波传感器分布在不同位置上，以
便更全面地掌握周围环境信息。
当智能小车行驶时，每个超声波传感
器都会不断地发出信号，并接收反射回来的信号。
根据接收到的信息，智能小车可以判断周围是否有障碍物，并做出相应动作。
例如，在前方有障碍物时，智能小车可以通过调整方向或减速等方式
避开障碍物。
同时，智能小车还可以根据不同的传感器反馈信息，判
断障碍物的具体位置和形状，从而更加精确地避开障碍物。
总之，超声波避障技术是智能小车实现自主避障的重要手段之一。
通过多个超声波传感器的配合和反馈信息的处理，智能小车可以更加准确地感知周围环境，并做出相应动作，从而实现自主避障。
10.智能小车-超声波避障实验
实验十：树莓派平台-------超声波避障实验1、实验前准备图1-1 树莓派主控板图1-2 超声波模块2、实验目的SSH服务登录树莓派系统之后，编译运行超声波避障可执行程序后，按下启动按键K2，启动超声波避障功能，当前方有障碍物时则相应的转向避障。
3、实验原理超声波模块是利用超声波特性检测距离的传感器。
其带有两个超声波探头，分别用作发射和接收超声波。
其测量的范围是3-450cm。
图3-1 超声波发射和接收示意图图3-2 超声波模块引脚该模块的工作原理：先使用树莓派的wiringPi编码引脚31向TRIG脚输入至少10us的高电平信号,触发超声波模块的测距功能。
如下图3-3所示：图3-3 超声波模块发送触发信号测距功能触发后，模块将自动发出 8 个 40kHz 的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回，这一步由模块内部自动完成。
一旦检测到有回波信号则ECHO引脚会输出高电平。
高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
此时可以使用时间函数计算出echo引脚高电平的持续时间，即可计算出距被测物体的实际距离。
公式: 距离=高电平时间*声速(340M/S)/2。
4、实验步骤4-1.看懂原理图图4-1 树莓派主控板电路图4-2 超声波接线头图4-3树莓派40pin引脚对照表4-2 由电路原理图可知超声波的Trig引脚接在接在主控板上的wiringPi编码上的31口（SCL_C）上，而Echo接在主控板上的30口（SDA_C）上。
4-3 程序代码如下：输入：gcc avoid_ultrasonic.c -o avoid_ultrasonic -lwiringPi -lpthread ./avoid_ultrasonic接着另开一个终端./initpin.sh初始化引脚。
超声波避障小车实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，智能机器人技术在各个领域得到了广泛应用。
其中，超声波避障技术作为一种非接触式测距技术，因其具有非破坏性、高精度、抗干扰能力强等优点，在智能机器人领域具有广泛的应用前景。
本次实习，我们设计并制作了一款基于超声波避障技术的智能小车，旨在通过实践操作，提高我们的动手能力和创新能力。
二、实习目的1. 熟悉超声波避障技术的基本原理和应用。
2. 掌握超声波传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备的使用方法。
3. 学会编写控制程序，实现小车自主避障功能。
4. 提高团队协作能力和实践操作能力。
三、实习内容1. 超声波避障原理超声波避障技术是利用超声波传感器发射超声波，当超声波遇到障碍物时，会被反射回来。
通过计算发射和接收超声波的时间差，可以计算出障碍物与传感器之间的距离。
当距离小于设定值时，控制系统会发出避障指令，使小车改变行驶方向。
2. 硬件设备（1）超声波传感器：用于检测前方障碍物距离。
（2）单片机：作为控制系统核心，负责处理数据、发出控制指令。
（3）电机驱动器：驱动小车前进、后退、左转或右转。
（4）电源模块：为整个系统提供稳定可靠的电力支持。
3. 软件设计（1）编写控制程序：根据超声波传感器检测到的距离，编写程序控制小车行驶方向。
（2）调试程序：通过调试，使小车在遇到障碍物时能够自动避障。
四、实习过程1. 硬件组装（1）根据电路图，将超声波传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备连接到电路板上。
（2）连接电源模块，确保电路板供电正常。
2. 编写控制程序（1）编写程序实现超声波传感器数据读取、处理和避障逻辑。
（2）编写程序实现电机驱动控制，使小车按照预设逻辑行驶。
3. 调试程序（1）通过调试，使小车在遇到障碍物时能够自动避障。
（2）调整程序参数，提高小车避障精度和稳定性。
五、实习成果1. 成功制作了一款基于超声波避障技术的智能小车。
2. 掌握了超声波避障技术的基本原理和应用。
3. 提高了动手能力和编程能力。
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超声波模块电气参数
采用51单片机的P2.0 P2.1连接控 制超声波模块
其中P2.0为Echo（接收） 其中P2.1为Trig（控制）
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超声波测距原理
超声波是一种频率比较高的声音,指向性强.超声波测距的原理是利用 超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射 回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距 离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。 测距的公式表示为：L=C×T 式中L 为测量的距离长度；C 为超声波 在空气中的传播速度；T 为测量距离传播的时间差(T 为发射到接收时间 数值的一半)。已知超声波速度C=344m/s (20℃室温) 超声波传播速度误差超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的 密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切 的关系,近似公式为：C=C0+0.607×T℃ 式中：C0为零度时的声波速度 332m/s；T 为实际温度(℃)。 对于超声波测距精度要求达到1mm 时，就必须把超声波传播的环境温 度考虑进去。
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HC-SR04接口定义：
Vcc、 Trig（控制端）、 Echo（接收端）、 Gnd
本产品使用方法：控制口发一个10US 以上的高电平,就可以在接收口等 待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可 以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周 期测,就可以达到你移动测量的值了。
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智能小车超声波模块IO口
采用51单片机的P2.0 P2.1连接控 制超声波模块
其中P2.0为Echo（接收） 其中P2.1为Trig（控制）
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智能小车超声波避障实验说明
本实验需要用到LCD1602液晶屏，作为距 离显示屏幕，1602液晶屏的教程大家可以 参考资料中《28课配套单片机视频教程》。 若未购买液晶屏的同学，也不影响后面做超 声波避障实验，只需把P0.7这个IO口用杜邦 线接地。
BST-V51智能小车超声波模块安装 效果图 这部分的资料在光盘目录——7、图文教 程——3、板载模块学习方法——17、超声 波测距模块
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HC-SR04产品特点
1、典型工作用电压：5V。 2、超小静态工作电流：小于2mA。 3、感应角度：不大于15 度。 4、探测距离：2cm-400cm 5、高精度：可达0.3cm。 6、盲区（2cm）超近。
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HC-SR04超声波模块位置
小车车头处留有超声波模块的插口（J2），超声 波探头朝前方直接插上即可
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想单独学习超声波模块的也可以将超声波 模块跟开发板单独使用杜邦线连接。
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模块工作原理：
(1)采用 IO 触发测距，给至少10us 的高电平信号;
(2)模块自动发送8 个40khz 的方波，自动检测是否有 信号返回； (3)有信号返回，通过IO 输出一高电平，高电平持续的 时间就是超声波从发射到返回的时间 (4) 测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;