基于Arduino的智能遥控小车设计
《2024年基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》范文
《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能化和自动化成为现代社会发展的重要方向。
其中，智能小车作为智能交通系统的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
自动避障系统作为智能小车的关键技术之一，对于提高小车的安全性和智能化水平具有重要意义。
本文将介绍一种基于Arduino的智能小车自动避障系统的设计与研究。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用Arduino作为主控制器，通过连接超声波测距模块、电机驱动模块、LED灯等硬件设备，实现对小车的控制。
其中，超声波测距模块用于检测小车前方障碍物的距离，电机驱动模块用于控制小车的运动，LED灯则用于指示小车的状态。
2. 软件设计本系统的软件设计主要包括Arduino程序的编写和上位机界面的开发。
Arduino程序采用C++语言编写，实现了对小车的控制、数据采集和处理等功能。
上位机界面则采用图形化界面设计，方便用户进行参数设置和系统监控。
三、自动避障原理本系统的自动避障原理主要基于超声波测距模块的测距数据。
当小车运行时，超声波测距模块不断检测前方障碍物的距离，并将数据传输给Arduino主控制器。
主控制器根据测距数据判断是否存在障碍物以及障碍物的距离，然后通过控制电机驱动模块，使小车进行避障动作。
四、系统实现1. 超声波测距模块的实现超声波测距模块通过发射超声波并检测其反射时间，计算出与障碍物的距离。
本系统中，超声波测距模块采用HC-SR04型号，具有测量精度高、抗干扰能力强等优点。
2. 电机驱动模块的实现电机驱动模块采用L298N型号的H桥驱动芯片，可以实现对电机的正反转和调速控制。
本系统中，通过Arduino的PWM输出功能，实现对电机的精确控制。
3. 系统调试与优化在系统实现过程中，需要进行多次调试和优化。
通过调整超声波测距模块的灵敏度、电机驱动模块的控制参数等，使系统达到最佳的避障效果。
同时，还需要对系统的稳定性、响应速度等进行测试和优化。
《2024年基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》范文
《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着物联网技术的发展和人工智能的普及，智能家居系统越来越受到人们的关注。
其中，智能小车作为智能家居的重要部分，具有广泛的应用前景。
自动避障系统作为智能小车的关键技术之一，其设计对于小车的智能性、稳定性和安全性具有重要意义。
本文将基于Arduino平台，设计并研究一款智能小车自动避障系统。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括Arduino控制器、电机驱动模块、超声波测距模块、红外避障模块等。
其中，Arduino控制器作为整个系统的核心，负责接收传感器数据、处理数据并控制电机驱动模块，实现小车的运动控制。
电机驱动模块采用L298N驱动芯片，可实现小车的正反转和调速。
超声波测距模块和红外避障模块用于检测小车周围的障碍物，为避障提供依据。
2. 软件设计软件部分采用C语言编写，主要包括主程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。
主程序负责初始化系统、循环检测传感器数据并调用相应的处理程序。
传感器数据处理程序包括超声波测距程序和红外避障程序，用于处理传感器数据并判断是否存在障碍物。
电机控制程序根据传感器数据和障碍物情况，控制电机的运动，实现小车的自动避障。
三、系统实现1. 传感器数据采集与处理本系统采用超声波测距模块和红外避障模块进行障碍物检测。
超声波测距模块通过发射超声波并检测回波时间，计算与障碍物的距离。
红外避障模块通过检测红外线的反射情况，判断障碍物的存在与否。
两种传感器数据经过Arduino控制器处理后，可得到小车周围环境的实时信息。
2. 电机控制与运动规划根据传感器数据和障碍物情况，系统通过Arduino控制器控制电机驱动模块，实现小车的运动规划。
当检测到障碍物时，小车会根据障碍物的位置和距离，自动调整运动轨迹，实现避障。
同时，系统还具有自动寻路功能，可根据预设的路线进行运动。
四、实验与分析为了验证本系统的性能和效果，我们进行了多组实验。
毕业设计基于Arduino单片机的智能小车设计
江海职业技术学院毕业设计毕业设计题目：姓名学号：所在系（部）：专业及班级：指导教师：完成日期：中文摘要智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。
它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。
随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。
本系统在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，以超声波传感器检测前方障碍物，从而自动避障。
在软件方面，利用C语言进行编程，通过软件编程来控制小车运转。
根据家庭各种房间家具的布局不同而使用不同的路径，从而使得家居中常用到的智能清扫小车智能化，人性化。
该小车能自动避障，有一定的实用价值。
关键词：单片机；智能清扫小车；自动避障目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要内容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车内部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。
无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。
arduino智能小车设计报告
Arduino智能小车设计报告摘要本报告介绍了一个基于Arduino的智能小车设计方案。
该小车具备避障、遥控和自动巡线三种功能。
通过使用Arduino开发板、超声波传感器、小车底盘、遥控模块、巡线模块等组件，实现了智能小车的设计与制作。
本报告详细描述了硬件组成、软件开发和功能实现过程，并进行了实验验证。
介绍智能小车是一种能够自主避障、遥控和巡线的机器人。
它广泛应用于室内导航、仓储物流等领域。
本设计基于Arduino开发板，利用其强大的控制能力和丰富的扩展接口，实现了智能小车的多种功能。
设计方案硬件组成•Arduino Uno开发板：作为控制核心。
•小车底盘：提供运动平台。
•超声波传感器：用于实现避障功能。
•遥控模块：实现遥控功能。
•巡线模块：实现自动巡线功能。
•电源模块：提供电力支持。
软件开发Arduino IDE使用Arduino IDE作为开发工具，编写C++代码进行控制逻辑的开发。
IDE提供了很多内置的库和函数，使编程工作更加便捷。
```cpp // 代码示例：超声波传感器测距 #include <Ultrasonic.h>Ultrasonic ultrasonic(12, 13); // 超声波传感器接口定义void setup() { Serial.begin(9600); // 串口初始化 }void loop() { long distance = ultrasonic.Ranging(CM); // 以厘米为单位测距Serial.print(。
《2024年基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》范文
《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的进步和物联网的飞速发展，智能小车已成为现代社会中不可或缺的一部分。
其中，自动避障系统是智能小车的重要功能之一。
本文将详细介绍基于Arduino的智能小车自动避障系统的设计与研究，包括系统架构、硬件设计、软件设计、实验结果及未来展望等方面。
二、系统架构本系统采用Arduino作为主控制器，通过超声波测距模块、红外线传感器等硬件设备实现自动避障功能。
系统架构主要包括传感器模块、Arduino主控制器模块、电机驱动模块以及电源模块。
其中，传感器模块负责检测障碍物距离和位置信息，Arduino 主控制器模块负责数据处理和逻辑控制，电机驱动模块负责驱动小车行驶，电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。
三、硬件设计1. 超声波测距模块：本系统采用HC-SR04超声波测距模块，用于检测小车前方障碍物的距离。
该模块具有测量范围广、精度高、抗干扰能力强等优点。
2. 红外线传感器：红外线传感器用于检测小车周围的环境信息，如道路边缘、其他车辆等。
本系统采用反射式红外线传感器，具有灵敏度高、响应速度快等优点。
3. Arduino主控制器：本系统采用Arduino UNO作为主控制器，具有开发便捷、性能稳定等优点。
4. 电机驱动模块：本系统采用L298N电机驱动模块，用于驱动小车的行驶。
该模块具有驱动能力强、控制精度高等优点。
5. 电源模块：本系统采用可充电锂电池作为电源，为整个系统提供稳定的工作电压。
四、软件设计本系统的软件设计主要包括传感器数据采集与处理、路径规划与控制算法实现等方面。
具体设计如下：1. 传感器数据采集与处理：通过Arduino编程语言，实现对超声波测距模块和红外线传感器的数据采集与处理。
将传感器检测到的障碍物距离和位置信息传输至Arduino主控制器，进行数据处理和分析。
2. 路径规划与控制算法实现：根据传感器数据，采用合适的路径规划算法，如基于距离的避障算法、基于角度的避障算法等，实现小车的自动避障功能。
基于Arduino单片机的智能小车设计-毕业论文设计
中文摘要智能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。
它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。
随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，运用于智能家居中的产品更是越来越受到人们的青睐。
本系统在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，以超声波传感器检测前方障碍物，从而自动避障。
在软件方面，利用C语言进行编程，通过软件编程来控制小车运转。
根据家庭各种房间家具的布局不同而使用不同的路径，从而使得家居中常用到的智能清扫小车智能化，人性化。
该小车能自动避障，有一定的实用价值。
关键词：单片机；智能清扫小车；自动避障目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要内容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车内部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。
无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。
1.1 选题背景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。
基于Arduino开发环境的智能小车编程教具设计
基于Arduino开发环境的智能小车编程教具设计智能小车是一种集传感器、控制系统和驱动装置于一体的智能设备，能够根据环境变化自主地进行移动、避障等操作。
Arduino是一款开源的硬件平台，具有简单易用、成本低廉、丰富的编程资源等特点，非常适合初学者学习和开发智能小车。
基于Arduino开发环境的智能小车编程教具设计旨在通过实践引导学生深入了解程序控制、传感器的工作原理及应用，并提供了一系列编程任务和实验，帮助学生掌握智能小车的控制原理、编程方法和应用场景。
设计要求：1. 硬件平台：基于Arduino Uno开发板和相关模块的智能小车。
2. 软件平台：Arduino开发环境。
3. 功能要求：小车能够根据编程指令前进、后退、左转、右转，能够避障，能够通过红外线传感器检测周围环境。
4. 教具内容：- 小车组装指导：详细介绍智能小车的各个部件及其功能，并提供组装指导，使学生能够独立完成小车的搭建。
- 程序编写指导：从基本的控制指令开始，依次引导学生编写小车前进、后退、左转、右转的程序。
通过实践，学习控制语句、循环结构、函数等编程知识，并逐步加入避障功能的实现。
- 实验任务：提供一系列实验任务，如障碍物检测并避障、寻迹行驶、循迹行驶等，通过实践加深学生对智能小车的了解和编程能力。
- 应用拓展：引导学生进行创新实践，设计自己的智能小车应用场景，如智能巡线、智能导航等。
教具实施步骤：1. 学生购买或准备相关硬件平台，包括Arduino Uno开发板、直流电机、红外线传感器等。
2. 学生按照组装指导完成智能小车的搭建，确保各个部件能够正常工作。
3. 学生安装Arduino开发环境，熟悉基本的编程流程和开发工具。
4. 学生根据程序编写指导，完成小车控制指令的编写和上传，测试小车的基本功能。
5. 学生按照实验任务逐步深入学习和实践，完成各个实验任务，并记录实验结果和心得体会。
6. 学生进行应用拓展，根据自己的兴趣和想法设计和实现智能小车的应用场景，并与同学分享交流。
基于Arduino单片机的智能小车设计毕业论文
基于Arduino单片机的智能小车设计毕业论文目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 智能小车研究现状 (2)1.3 课题主要容 (4)第二章智能小车总体结构 (5)2.1 方案综述 (5)2.2 主控单元方案比较与选择 (5)2.3 避障单元方案比较与选择 (6)2.4 “小车”的必要的信息 (7)第三章智能小车的触觉、眼睛 (8)3.1 智能小车部检测原理 (8)3.2 电机电流、电压检测 (10)3.3 超声波测距 (11)第四章智能小车的脚 (23)4.1 轮系结构详述 (23)4.2 直流电机 H 桥驱动电路 (26)4.3 电机控制信号 (28)第五章智能小车的大脑 (29)5.1 Arduino单片机简介 (29)5.2 Arduino单片机引脚简介 (30)5.3 Arduino编程软件 (33)第六章智能小车控制流程及程序 (35)6.1 控制流程 (35)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论随着科技进步，现代工业技术发展越来越体现出机电一体化的特征。
无论是在金属加工、汽车技术、工业生产等等方面，机器设备表现了所谓智能化、集成化、小型化、高精度化的发展趋势。
1.1 选题背景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。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的，指导教师已经有充分的准备。
本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车应该能够实现适应能力，能自动避障，可以智能规划路径。
智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制器速度。
常见的模型小车，都属于这类遥控车；智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预。
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基于Arduino的智能遥控小车设计
作者：花勇岳春
来源：《山东工业技术》2016年第19期
摘要：智能遥控小车作为运输机器人研究的一个重要组成部分，在货物的搬运分拣中被广泛的使用。
本次设计以Arduino为控制单元，通过蓝牙模块发出控制指令，结合L298N电机驱动芯片、红外光电传感器模块、超声波发射与接收模块等构成外围扩展电路，实现了智能小车的自动避障、自动循迹等功能。
对智能小车的控制与开发进行了有效的尝试，具有一定的参考价值。
关键词：Arduino；智能遥控；避障；循迹
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.19.084
0 引言
Arduino作为一款全球知名的开源硬件，全球有数以万计的开发者使用Arduino开发项目和电子产品[1]。
利用Arduino开发的遥控智能小车具有体积小、成本低、可在多种设备上远程控制等特点。
其在饲料生产企业的袋包码垛仓储、化肥厂颗粒粉体袋包码垛，印刷制品运输以及物流企业中的货物的搬运分拣中被广泛使用。
本文以Arduino UNO开发板作为控制单元，手机端传递控制指令给蓝牙穿透模块，通过超声波模块，红外线循迹模块采集的信息配合控制程序实现一种具有无线遥控、避障、自动循迹等多功能智能小车。
1 设计思路和方案
1.1 系统组成
智能遥控小车控制系统硬件由Arduino UNO开发板、HC05蓝牙穿透模块，超声波传感器、红外循迹传感器和直流电机及驱动电路组成[2]。
1.2 智能小车设计方案
基于Arduino的智能小车通过无线串口实现对小车的无线遥控，通过相应的传感器和控制程序能够实现以下功能：
（1）利用蓝牙使小车可以远程控制小车运行方向和速度。
（2）利用超声波传感器探测前方的障碍物，从而实现自动避障的功能。
（3）利用红外循迹传感器探测下方的轨迹线，从而实现自动循迹的功能。
（4）安装蜂鸣器和三色LED灯，实现报警和功能指示的作用。
2 智能遥控小车控制程序设计
智能遥控小车程序编写采用了模块化的结构设计方法。
小车Arduino程序的基本结构由setup（）、loop（）、LEDBlin（）、bizhang（）和Line（）五个函数构成。
Arduino通电后Setup（）函数中的程序只执行一次，用于Arduino的初始化设置，如I/O口的初始化操作和速度状态的定义。
Loop（）函数完成程序的主要功能和子程序的调用，如小车的蓝牙遥控、自动避障和循迹等函数的调用。
LEDBlin（）函数用来定义WS2812B RGB三色LED闪烁和蜂鸣器发声，bizhang（）函数实现小车的自动避障功能，Line（）函数实现小车的循迹功能，而yaokong（）函数实现小车的手动遥控功能，通过手机客户端的SPP蓝牙串口软件，在名称文本框内输入要传送的字符，如字符A、B、C用来设置小车运动的工作模式（手动遥控、自动避障、循迹运行）。
字符R1、R2、R3用来设置小车的移动速度，、、、分别用来控制小车的前进、后退、左转、和右转。
2.1 手动遥控
避障程序主要由主函数Loop（）和电机L298N驱动函数来实现。
首先在函数Loop（）中通过函数BT_COM（）读取蓝牙串口的数据[3]，通过switch（）多选择分支函数比对接收字符对应的电机驱动函数，如符号“↑”则调用Forward（）函数小车前进，符号“↓”调用Backup （）函数小车后退，“→”调用Turnright（）函数小车右转，“←”调用Turnleft（）函数小车左转，实现小车通过无线蓝牙的遥控控制。
2.2 避障代码
避障程序主要由超声波测距函数Distance（），电机L298N驱动函数和避障模式函数BiZhang（）等构成[4]。
首先在主程序中选择自动避障模式B，则调用测距模块函数Distance （）通过Triq引脚输送一个大于10us的高电平，然后检测Echo引脚反馈回来的高电平持续时间，通过公式：距离=344m/s*高电/2将时间转换成距离。
然后再调用BiZhang（）函数来判断检测的距离：如果在20mm40mm小车直行，us
2.3 循迹代码
循迹程序主要由循迹函数Line（）和电机L298N驱动函数等构成。
首先在主程序中选择自动避障模式C，当Line（）函数返回值为0时表示小车没有在轨迹上，小车调用电机控制函数Forward（）控制电机继续前进，当Line（）函数返回值为1时表示小车在轨迹的右侧，小车调用电机控制函数Turnright（）函数控制电机右转，同理当Line（）函数返回值为2时，小车调用电机控制函数Turnleft（）函数控制电机左转，当Line（）函数返回值为3时表示小车在轨迹中间，小车调用电机控制函数Forward（）控制电机继续前进。
2.4 实验研究
经实验测试小车成功地实现了无线蓝牙遥控功能，能够实现三种控制模式的切换。
在前方遇到障碍物时能够自动的避障，轻松的避开障碍物，达到了预定的目标，效果如图1所示。
3 小结
借助Arduino资源丰富的开源硬件平台和高效率的Arduino类库函数实现了对智能遥控小车控制系统的设计。
实验结果表明小车能够很好地实现自动的避障和循迹的功能，通过HC-05蓝牙模块还可以方便地实现无线遥控和控制模式的切换。
基于Arduino智能小车的控制系统的研究将有助于把Arduino引入到智能产品的设计当中去，具有一定的实用价值，为后续开发工业智能货物运输机器人进行了一次有效的尝试。
参考文献：
[1]陈吕洲.Arduino程序设计基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2015.
[2]宋楠，韩广义.Arduino开发从零开始学：学电子的都玩这个[M].北京：清华大学出版社，2009.
[3]聂茹.基于蓝牙遥控的多功能智能小车设计[J].自动化与仪器仪表，2016（04）.
[4]戈惠梅.基于Arduino的智能小车避障系统的设计[J].现代电子技术，2014（06）.
作者简介：花勇（1979-），江苏淮安人，硕士研究生，讲师，主要从事机电一体化设计研究。