避障小车设计实验报告
红外线小车避障实训报告
一、实训目的本次实训旨在让学生了解红外线避障技术的原理，掌握红外线避障小车的制作方法，培养学生的动手能力、实践能力和创新精神。
二、实训内容1. 红外线避障原理红外线避障技术是利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，并根据距离调整小车行驶速度和方向的技术。
当红外线发射器发出的红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
2. 红外线避障小车制作（1）材料与工具材料：红外线发射器、红外线接收器、STC89C52单片机、电机驱动模块、电源模块、车轮、支架等。
工具：万用表、焊接工具、电烙铁、线路板等。
（2）制作步骤① 设计电路图：根据红外线避障原理，设计电路图，确定各元器件的连接方式。
② 制作线路板：根据电路图，制作线路板，并进行元器件焊接。
③ 安装元器件：将红外线发射器、接收器、单片机、电机驱动模块等元器件安装在车体上。
④ 编写程序：编写单片机程序，实现红外线避障功能。
⑤ 调试与测试：调试程序，测试小车避障效果。
三、实训过程1. 学习红外线避障原理，了解红外线发射器和接收器的工作原理。
2. 根据红外线避障原理，设计电路图，确定元器件连接方式。
3. 制作线路板，进行元器件焊接。
4. 编写单片机程序，实现红外线避障功能。
5. 调试程序，测试小车避障效果。
四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，成功制作了一台红外线避障小车，小车能够根据前方障碍物的距离调整行驶速度和方向，实现避障功能。
2. 分析（1）红外线避障原理：红外线避障技术利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，当红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。
（2）电路设计：电路设计合理，元器件连接正确，程序编写正确，实现了红外线避障功能。
（3）程序调试：程序调试过程中，发现问题并及时解决，提高了小车避障效果。
五、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了红外线避障技术的原理和制作方法。
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。
避障小车课程设计报告书
1.绪论 (2)1.1课题背景21.2课题的目的和意义 (2)1.3设计要求 (2)1.4主要技术指标32.设计方案 (3)2. (1)总体方案概述 (3)2.2系统硬件电路设计方案 (3)2.3电机模块 (4)2.4超声波模块 (5)2.5整体效果图 (7)3.设计思路 (7)3.1学习熟悉基本模块驱动 (7)3.2总体方案 (9)3.3电机驱动与测距的结合方法 (9)3.4系统软件流程图 (10)3. (5)存在的问题及解决办法 (11)4.设计结果及质量评价 (11)5.原件清单 (12)6.应用前景 (12)7.心得体会 (12)附录一参考文献 (14)附录二程序代码及注释 (15)1.绪论1・1课题背景机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。
它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关，代表了高科技发展的前沿。
随着电子技术的不断发展人们发明了各式各样的具有感知，决策，行动和交互能力的机器人，自第一台工业机器人诞生以来，机黠人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等多个领域。
近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式，随着它在人类生活领域中的应用不断扩大，将会给人们的生产生活带来了巨大的影响。
在国外机器人的发展有如下趋势。
一方面机器人在制造业应用的围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高，功能也越来越强，并向着技术和装备成套化的方向发展；另一方面，机器人向着非制造业应用以及微小型方向发展，如表演型机器人，服务机型器人，机器人玩具等。
国外研究机构正试图将机器人应用于人类活动的各个领域。
在我国机器人主要应用于工业制造领域，我国工业机器人现在的总装机量约为120000 台，其中国产机器人占有量约为1/3,即40000多台。
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。
避障小车实训报告
一、引言随着科技的不断发展，智能化技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
智能避障小车作为一种典型的智能化产品，其设计和实现过程对于培养我们的实践能力和创新思维具有重要意义。
本次实训旨在通过设计、制作和调试避障小车，掌握智能避障技术的基本原理和实现方法。
二、实训目的1. 熟悉智能避障小车的基本原理和组成；2. 掌握单片机编程和驱动电路的设计方法；3. 提高动手实践能力和创新思维；4. 培养团队合作精神。
三、实训内容1. 避障小车原理分析避障小车主要由以下几个部分组成：单片机、传感器、驱动电路、电源和车体。
其中，单片机作为控制核心，负责处理传感器采集到的数据，并控制驱动电路使小车实现避障功能。
传感器负责检测小车周围的环境，将信息反馈给单片机。
驱动电路负责将单片机的控制信号转换为电机驱动信号，使小车运动。
电源为小车提供动力。
2. 避障小车硬件设计（1）单片机：本次实训选用STC89C52单片机作为控制核心，该单片机具有丰富的资源，易于编程和调试。
（2）传感器：本次实训选用红外线传感器作为避障传感器，其优点是成本低、体积小、安装方便。
（3）驱动电路：本次实训选用L298N驱动电路，该电路能够驱动直流电机，实现电机的正反转和调速。
（4）电源：本次实训选用可充电锂电池作为电源，具有体积小、容量大、寿命长的特点。
3. 避障小车软件设计（1）主程序：主程序负责初始化单片机、传感器和驱动电路，设置中断和定时器，以及处理传感器采集到的数据。
（2）中断服务程序：中断服务程序负责处理红外线传感器检测到的障碍物信息，根据障碍物距离和方向控制小车转向。
（3）定时器程序：定时器程序负责控制小车的速度，实现匀速行驶。
四、实训过程1. 硬件制作：根据设计图纸，焊接单片机、传感器、驱动电路等元器件，组装成避障小车。
2. 软件编程：使用Keil软件编写单片机程序，调试并优化程序。
3. 调试与测试：在避障小车上进行测试，观察小车的避障效果和行驶稳定性。
超声波避障小车研究报告2024
超声波避障小车研究报告引言：超声波避障小车是一种基于超声波技术的智能移动装置，能够通过发射和接收超声波信号来实现避障功能。
本文将对超声波避障小车进行详细研究，包括其原理、设计和应用。
概述：超声波避障小车是一种以超声波技术为基础的智能移动装置，主要用于避免与障碍物发生碰撞。
它通过发射超声波信号并接收回波，计算出物体与小车之间的距离，在避障过程中调整方向和速度，从而实现安全移动。
正文内容：1.超声波避障小车的原理1.1超声波避障原理概述1.2超声波传感器的工作原理1.3超声波传感器的种类与选择2.超声波避障小车的设计2.1硬件设计2.1.1控制系统设计2.1.2超声波传感器布置设计2.1.3车体结构设计2.2软件设计2.2.1系统控制算法设计2.2.2超声波信号处理算法设计2.2.3状态判断与控制策略设计3.超声波避障小车的应用3.1家庭智能清洁3.2工业自动化生产线上的搬运工具3.3物流仓储场景中的无人搬运小车3.4农业领域中的自动化播种3.5无人驾驶汽车中的避障技术应用4.超声波避障小车的优缺点4.1优点4.1.1实时性强4.1.2精度较高4.1.3成本相对较低4.2缺点4.2.1受环境因素干扰较大4.2.2测距范围有限4.2.3障碍物形状复杂时易产生误判5.超声波避障小车的发展前景5.1技术趋势5.2市场需求5.3应用前景总结：超声波避障小车是一种利用超声波技术实现避障功能的智能移动装置。
它的原理是通过发射超声波信号并接收回波来测量物体与小车之间的距离，并根据距离调整移动方向和速度，以避免碰撞。
在设计方面，需要考虑控制系统、传感器布置和车体结构等因素。
在应用方面，超声波避障小车可以广泛应用于家庭清洁、工业自动化生产线、物流仓储、农业以及无人驾驶汽车等领域。
尽管超声波避障小车具有一定的优点，如实时性强、精度高和成本相对低廉，但也存在受环境因素干扰大、测距范围有限以及复杂障碍物误判等缺点。
随着技术的不断进步和市场的不断需求，超声波避障小车仍具有广阔的发展前景。
智能小车避障实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，智能机器人技术逐渐成为研究热点。
智能小车作为智能机器人的一种，在工业、家庭、教育等领域具有广泛的应用前景。
为了提高我国智能机器人技术的研发水平，本实习报告以智能小车避障系统为研究对象，通过实际操作，掌握智能小车避障系统的设计、实现及调试方法。
二、实习目的1. 熟悉智能小车避障系统的组成及工作原理；2. 掌握智能小车避障系统的硬件设计、软件编程及调试方法；3. 提高实际动手能力和团队协作能力；4. 为今后从事智能机器人研发工作打下基础。
三、实习内容1. 系统概述本实习项目采用基于单片机的智能小车避障系统，主要包括以下模块：（1）传感器模块：超声波传感器、红外传感器；（2）控制器模块：单片机（如STC89C52）；（3）执行器模块：电机驱动模块、电机；（4）电源模块：电池、电源管理芯片；（5）通信模块：无线通信模块（如nRF24L01）。
2. 硬件设计（1）传感器模块：采用超声波传感器和红外传感器，分别用于检测前方障碍物和地面上的标记线。
（2）控制器模块：选用STC89C52单片机作为控制器，负责处理传感器数据、生成控制指令，并通过无线通信模块与上位机进行数据交互。
（3）执行器模块：采用直流电机驱动模块，驱动电机实现小车的前进、后退、左转和右转。
（4）电源模块：采用锂电池作为电源，通过电源管理芯片实现电压稳定输出。
（5）通信模块：采用nRF24L01无线通信模块，实现小车与上位机之间的数据传输。
3. 软件编程（1）初始化：初始化单片机，配置端口、中断、定时器等。
（2）传感器数据处理：读取超声波传感器和红外传感器的数据，并进行处理。
（3）控制指令生成：根据传感器数据处理结果，生成控制指令，驱动电机实现小车避障。
（4）无线通信：实现小车与上位机之间的数据传输。
4. 系统调试（1）硬件调试：检查各模块连接是否正确，电源是否稳定，传感器信号是否正常。
（2）软件调试：通过串口调试工具，观察程序运行状态，调试程序错误。
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福州大学至诚学院
题目：避障小车设计实验报告
姓名：
学号： 210992044
同组者：
专业：电气工程及其自动化专业
年级： 09级
指导教师：
2011年04月24日
1、实验材料：MultiFLEX™2-A VR控制器；红外线接近传感器两个；红外线
测距传感器一个；碰撞传感器一个；轮子四个；舵机四个；结构
件若干。
（“创意之星”机器人套件）
2、原理：碰撞传感器是由一个按钮开关和外围电路构成，其输出信号为
数字信号。
当按钮按下时，信号输出端输出低电平；按钮被释放时，
信号输出高电平。
可以充当开关使用。
红外接近传感器是利用被检
测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有
无的。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器
再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
当红外线
传感器遇到障碍时，信号输出端输出低电平，没有障碍时，信号输
出端输出高电平，从而实现小车的避障功能。
红外线测距传感器
GP2D12主要是由红外发射器、PSD（位置敏感检测装置）及相关处
理电路构成，红外发射器发射一束红外光线，红外光线遇到障碍物
被反射回来，通过透镜投射到PSD上，投射点和PSD的中心位置存
在偏差值a，GP2D12根据下图所示的a、b、α三个值就可以计算出
H的值，并输出相应电平的模拟电压。
利用此功能来实现小车判断
前方是否有坑的功能。
3、小车的功能介绍：
（1）按下碰撞传感器按钮，小车停止运动，再次按，小车继续运动；
（2）检测前方是否有障碍，有则避之；
（3）检测前方是否有坑，有则避之；
（4）在一个由两堵墙构成的死角，通过左右避障次数的累计绕出死角。
4、步骤：（1）熟悉机器人零件及其应用；
（2）搭建小车，调试舵机及其编号；
（3）编程——编译——下载程序；
（4）检验程序结果，对小车进行调试，并对程序进一步改进。
5、机器人逻辑判断流程：
6、总结及心得体会：
（1）在对模块化机器人的组装调整中，我们熟悉了各种结构件的使
用技巧，为设计更复杂的构型打好了基础；
（2）通过“避障小车”的设计实验，我们走过了一个工程设计的简要
流程，从需求分析到整体方案设计，再到设备选型和细节设计，最终
完成样机调试，且这方法在工程实践中具有一定的通用性；
（3）熟悉了用控制器联机调试舵机工作状态编号及其部分传感器的使
用。
（4）此次实验是培养我们综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实
际问题,锻炼实践能力的重要环节,.随着科学技术发展的日新日异，现
在机器人的应用在我们生活中日益增加，使我了解了一些关于机器人
的知识。
此次实验也使我加深了对本课程的学习兴趣以及和队员的
感情。
我觉得，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是
一份财富，经历是一份拥有。
这个课程必将成为我人生旅途上一个非
常美好的回忆！。