智能小车跟随系统的设计与制作分析
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文
《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着人工智能与自动控制技术的快速发展，智能小车已经广泛应用于各种领域，如物流配送、环境监测、智能家居等。
本文将详细介绍一种自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程，该系统能够根据预设路径实现自主循迹、避障及精确控制。
二、系统设计（一）系统概述自循迹智能小车控制系统主要由控制系统硬件、传感器模块、电机驱动模块等组成。
其中，控制系统硬件采用高性能单片机或微处理器作为主控芯片，实现对小车的控制。
传感器模块包括超声波测距传感器、红外线测距传感器等，用于感知周围环境并实时传输数据给主控芯片。
电机驱动模块负责驱动小车行驶。
（二）硬件设计1. 主控芯片：采用高性能单片机或微处理器，具备高精度计算能力、实时响应和良好的可扩展性。
2. 传感器模块：包括超声波测距传感器和红外线测距传感器。
超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线测距传感器用于检测小车行驶路径上的标志线。
3. 电机驱动模块：采用直流电机和电机驱动器，实现对小车的精确控制。
4. 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
（三）软件设计1. 控制系统软件采用模块化设计，包括主控程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。
2. 主控程序负责整个系统的协调与控制，根据传感器数据实时调整小车的行驶状态。
3. 传感器数据处理程序负责对传感器数据进行处理和分析，包括距离测量、方向判断等。
4. 电机控制程序根据主控程序的指令，控制电机的运转，实现小车的精确控制。
（四）系统实现根据设计需求，通过电路设计与焊接、传感器模块的安装与调试、电机驱动模块的安装与调试等步骤，完成自循迹智能小车控制系统的硬件实现。
在软件方面，编写各模块的程序代码，并进行调试与优化，确保系统能够正常运行并实现预期功能。
三、系统功能实现及测试（一）自循迹功能实现自循迹功能通过红外线测距传感器实现。
当小车行驶时，红外线测距传感器不断检测地面上的标志线，并根据检测结果调整小车的行驶方向，使小车始终沿着预设路径行驶。
智能循迹小车设计与实现
智能循迹小车设计与实现摘要：智能循迹小车是一种能够根据预设的路径自动行驶的装置。
本文主要介绍了智能循迹小车的设计与实现过程，包括硬件设计、软件编程以及测试和优化等内容。
通过使用光电传感器和电机驱动模块，实现了小车的自动行驶功能。
实验结果表明，智能循迹小车能够准确地沿着指定的路径行驶。
关键词：智能循迹小车，光电传感器，电机驱动模块1.引言智能循迹小车是一种基于传感器和控制模块的自动驾驶装置。
它能够通过感知周围环境并根据预先设定的路径进行行驶。
智能循迹小车在工业生产、仓储管理和物流配送等领域具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了智能循迹小车的设计与实现过程。
2.硬件设计主控模块采用单片机作为核心处理器，并配备了存储器、通信接口和控制信号输出等功能。
传感器模块主要由光电传感器组成，用于感知小车当前位置和行驶方向。
执行器模块由电机驱动模块组成，用于控制小车的移动。
3.软件编程传感器数据采集模块负责读取光电传感器的输出信号，并进行信号处理和滤波。
路径规划模块通过分析传感器数据，确定小车当前位置和行驶方向，并根据预设的路径规划算法，确定下一步行驶方向。
运动控制模块通过调节电机驱动模块的输入信号，控制小车的运动。
4.测试与优化为了验证智能循迹小车的性能，我们进行了一系列的测试和优化。
首先，我们对传感器进行了校准，以确保其输出信号的准确性。
然后，我们在实际场景中对小车进行了测试，包括行驶精度、速度和稳定性等方面的测试。
根据测试结果，我们对软件进行了调优，并对硬件进行了优化，以提高智能循迹小车的性能。
5.结论本文介绍了智能循迹小车的设计与实现过程。
通过使用光电传感器和电机驱动模块，我们实现了小车的自动行驶功能。
实验表明，智能循迹小车能够准确地沿着指定的路径行驶。
未来，我们将进一步改进小车的设计和算法，以提高其性能和适应性。
基于单片机的智能跟随小车的设计与实现
基于单片机的智能跟随小车的设计与实现第一篇：基于单片机的智能跟随小车的设计与实现基于单片机的智能跟随小车的设计与实现【摘要】本文设计了一种能够通过传感器实时采集信号、智能分析周围环境以及路径信息、自动控制方向等功能的智能小车。
小车以STC89c52单片机控制为核心，利用车前三个反射式红外发射―接收探头检测周围信息，以及利用光电传感器检测前方物体，并将检测信号反馈给单片机，实现小车的避障和跟随功能。
基于STC89C52单片机的智能小车系统结构简单，性价比高，易于推广和移植，具有广阔的应用前景。
【关键词】STC89C52；避障；跟随；光电传感器引言随着科技的发展和人民生活水平的提高，越来越多的智能车得到普及普及，和传统汽相比，智能小车具有更好的安全性，机动性和广泛的应用性。
智能小车，也就是轮式机器的智能化成果，是一种集传感器应用，智能芯片控制，驱动控制的高科技创意性设计。
智能小车的功能是对指定的目标物进行跟踪和实时的躲避障碍物，这是他与其他小车最大的区别也是最大的一个特点。
小车通过红外传感器对目标物体进行实时识别和跟踪，并且及时的躲避障碍物，具有灵敏性好，智能化程度高的特点。
如果把它用在超市，将会极大地方便人们的生活。
如果用在商城和机场，人们也不用提着沉重的行李箱满地跑了。
1、总体方案设计智能小车总体设计内容：一是STC89C52芯片控制电路的设计；二是驱动电路的设计；三是光电传感器电路的设计；四是避障系统的设计；五是电源稳压电路的设计；六是硬件的焊接组装；七是软件的编程调试。
小车总共分为5个部分，以单片机为核心的主控模块，电源模块，红外传感模块，驱动模块，避障模块。
具体工作原理是：红外传感器在预设距离内检测前方是否有目标物体，如果有则自动进行跟随。
同时，红外光电对管检测前方障碍物，当检测到前方有障碍物并且小于预设值时将把信息发回给单片机，控制驱动电路让车轮停止转动并后退绕过障碍物继续跟随。
2、系统的硬件设计2.1主控模块主控模块通过单片机利用程序来精确控制小车的运动，从而实现对小车的自动控制。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案一、设计目标：1.实现智能循迹功能，能够沿着预定轨迹自动行驶。
2.具备避障功能，能够识别前方的障碍物并及时避开。
3.具备远程遥控功能，方便用户进行操作和控制。
4.具备数据上报功能，能够实时反馈运行状态和数据。
二、硬件设计：1.主控模块：使用单片机或者开发板作为主控模块，负责控制整个小车的运行和数据处理。
2.传感器模块：-光电循迹传感器：用于检测小车当前位置，根据光线的反射情况确定移动方向。
-超声波传感器：用于检测前方是否有障碍物，通过测量障碍物距离来判断是否需要避开。
3.驱动模块：-电机和轮子：用于实现小车的运动，可选用直流电机或者步进电机，轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。
-舵机：用于实现小车的转向，根据循迹传感器的信号来控制舵机的角度。
4.通信模块：-Wi-Fi模块：用于实现远程遥控功能，将小车与遥控设备连接在同一个无线网络中，通过网络通信进行控制。
-数据传输模块：用于实现数据上报功能，将小车的运行状态和数据通过无线通信传输到指定的接收端。
三、软件设计：1.循迹算法：根据光电循迹传感器的反馈信号，确定小车的行进方向。
为了提高循迹的精度和稳定性，可以采用PID控制算法进行修正。
2.避障算法：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，当距离过近时，触发避障算法，通过调整小车的行进方向来避开障碍物。
3.遥控功能：通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接，接收遥控指令并解析，根据指令调整小车的运动状态。
4.数据上报功能：定时采集小车的各项运行数据，并通过数据传输模块将数据发送到指定的接收端，供用户进行实时监测和分析。
四、系统实现：1.硬件组装：根据设计要求进行硬件的组装和连接，确保各个模块之间的正常通信。
2.软件编程：根据功能要求，进行主控模块的编程，实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。
3.调试测试：对整个系统进行调试和测试，确保各项功能正常运行，并进行性能和稳定性的优化。
4.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，实现对小车的远程控制和数据监测，提供良好的用户体验。
自动跟随智能小车的定位与跟随系统设计
自动跟随智能小车的定位与跟随系统设计摘要随着5G时代的到来，现在的网络通信技术相较与20世纪，已经有了质的飞跃。
全球智能化的浪潮使得现代社会逐渐朝着智能社会不断发展。
人工智能的普及，让人们的生活变得越来越智能。
单片机在人们的日常生活中的应用场景不断增多，在大学生的课余科技活动中，自动寻迹小车、自动避障小车等各式各样的智能小车是同学们接触单片机编程不可或缺的角色。
目前为止，大多数小车只实现了按照既定路线行驶或者手动控制行驶的基本功能，而没有实现在跟随性的方面的功能，用于商品化的智能跟随行李箱则具有成本高昂的缺点，难以向大众普及。
本文将通过研究自动跟随智能小车行驶的工作流程，设计出自动跟随智能小车在运行中的避障系统以及定位和跟随系统，从而实现自动跟随的低廉化。
避障系统是基于STM32单片机，使用红外距离传感器实现小车对于前方的障碍物实现检测功能。
定位跟随模块使用STM32单片机和蓝牙模块在小车和被跟随物体间建立连接。
关键词：智能化；传感器；STM32；无线通信Automatic tracking smart car positioning and tracking systemdesignABSTRACTWith the coming of 5g era, the network communication technology has made greater progress than that of the 20th century. With the tide of global intelligence, modern society is gradually developing towards an intelligent society. The popularization of artificial intelligence makes people's life more and more intelligent. MCU is increasingly used in People's Daily life. In college students' extracurricular science and technology activities, automatic tracking car, automatic obstacle avoidance car and other kinds of smart car is an indispensable role for students to contact MCU programming. So far, most cars have only realized the basic function of following the established route or controlling the driving by hand, but not the following function. The intelligent following luggage used for commercialization has the disadvantage of high cost and is difficult to be popularized to the public. In this paper, the obstacle avoidance system and the positioning and following system are designed by studying the working process of automatic following smart car, so as to realize the low cost of automatic following. The core control chip of the obstacle avoidance system is STM32. The car uses an infrared distance sensor to find obstacles ahead during driving. The positioning and following module uses STM32 MCU and Bluetooth module to establish the connection between the car and the followed object.Key words: Intelligent; Sensor; STM32; Wireless communication目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2智能小车现状研究 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国内研究现状 (3)1.3室内定位技术 (5)1.3.1WLAN（无线局域网）技术 (5)1.3.2ZigBee技术 (5)1.3.3UWB（超宽带）技术 (6)1.3.4蓝牙技术 (6)1.4选题的研究意义 (7)1.5本文的主要工作 (8)2自动跟随智能小车整体设计 (9)2.1自动跟随智能小车结构部分 (9)2.2 自动跟随智能小车驱动部分 (10)2.2.1驱动电机 (10)2.2.2驱动电源 (10)2.3自动跟随智能小车控制部分 (11)2.3.1单片机 (11)2.3.2L298N电机驱动模块 (12)2.3.3PWM（脉冲宽度调制） (13)2.4自动跟随智能小车传感器部分 (13)2.4.1红外距离传感器 (13)2.4.2超声波距离传感器 (15)2.5自动跟随智能小车通信部分 (16)2.5.1蓝牙通信模块 (16)2.5.2蓝牙信标 (16)3自动跟随智能小车避障和跟随系统设计 (18)3.1总体设计方案 (18)3.2避障系统设计 (18)3.2.1红外测距传感器 (18)3.2.1超声波测距传感器 (19)3.3定位跟随系统设计 (20)3.3.1定位的基本原理 (20)3.3.2跟随系统的设计方案 (21)3.4软件调试工具 (23)3.4.1Keil uVision5（mdk5.14） (23)3.4.2串口调试工具 (24)4总结与展望 (26)4.1设计总结 (26)4.2设计创新 (26)4.3设计不足 (26)4.4展望 (27)参考文献 (28)谢辞 (29)附录1操作界面主系统主要程序代码 (30)附录2自动跟随智能小车实物图 (58)附录3英文文献 (59)附录4文献翻译 (64)1绪论1.1引言随着5G时代的到来，现代网络通信技术相较十几年前已经有了质的飞跃。
智能汽车制作实验报告
一、实验目的随着科技的不断发展，智能汽车已经成为汽车行业的重要发展方向。
本实验旨在通过设计和制作一款智能汽车，让学生深入了解智能汽车的工作原理、控制系统以及相关技术，提高学生的创新能力和实践能力。
二、实验原理智能汽车是一种集成了传感器、控制器、执行器等部件的汽车，能够通过感知周围环境，自主规划行驶路径，实现自动驾驶。
本实验以循迹小车为基础，通过摄像头采集图像信息，利用图像处理技术识别道路线，进而控制小车行驶。
三、实验器材1. 循迹小车模型车2. MC68S912DG128微控制器3. CMOS摄像头4. 电机驱动模块5. 舵机6. 电池7. 电源线8. 连接线9. 实验台四、实验步骤1. 硬件连接将MC68S912DG128微控制器、CMOS摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件设备连接到循迹小车模型车上，确保各部件之间连接牢固。
2. 系统设计（1）系统分析：分析智能汽车的功能需求，包括循迹、避障、速度控制等。
（2）系统设计：根据系统分析，设计智能汽车的结构和控制系统。
（3）硬件电路设计：设计微控制器、摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件电路。
（4）软件设计：编写微控制器程序，实现循迹、避障、速度控制等功能。
3. 系统调试（1）调试摄像头：调整摄像头角度，使其能够捕捉到道路线。
（2）调试循迹：调整循迹算法，使小车能够准确跟随道路线行驶。
（3）调试避障：调整避障算法，使小车能够避开障碍物。
（4）调试速度控制：调整速度控制算法，使小车能够稳定行驶。
4. 实验验证在实验台上进行实验，验证智能汽车各项功能的实现情况。
五、实验结果与分析1. 循迹实验：小车能够准确跟随道路线行驶，实现循迹功能。
2. 避障实验：小车能够检测到前方障碍物，并绕行通过。
3. 速度控制实验：小车能够根据设定的速度行驶，实现速度控制功能。
4. 系统稳定性实验：小车在行驶过程中，能够保持稳定的姿态，不会出现失控现象。
六、实验总结通过本次实验，我们成功制作了一款智能汽车，实现了循迹、避障、速度控制等功能。
智能循迹小车设计方案
智能循迹小车设计方案摘要本文介绍了智能循迹小车的设计方案。
智能循迹小车是一种能够根据预设的路径自动行驶的小车。
它可以通过传感器感知周围环境，并根据预设的路径进行行驶。
在本文中，我们将讨论智能循迹小车的系统设计、硬件实现以及软件算法。
1. 引言智能循迹小车是近年来智能交通领域的一个热门研究方向。
它可以应用于无人驾驶、物流配送等领域，具有广阔的应用前景。
本文将介绍智能循迹小车的设计方案，以供相关研究人员参考。
2. 系统设计智能循迹小车的系统设计由硬件和软件两部分组成。
2.1 硬件设计智能循迹小车的硬件设计主要包括以下几个方面：•电机驱动：智能循迹小车需要有强大的驱动力来行驶。
通常采用直流电机作为驱动装置，并配备电机驱动器。
•路径感知：智能循迹小车需要能够感知预设的路径。
通常使用红外线传感器或摄像头进行路径感知。
•避障功能：智能循迹小车还需要具备避障功能，以避免与障碍物发生碰撞。
通常使用超声波传感器或红外线传感器进行障碍物的检测。
•控制系统：智能循迹小车的控制系统通常采用微控制器或单片机进行控制。
它可以根据传感器的反馈信息，控制电机驱动器的转动。
2.2 软件设计智能循迹小车的软件设计主要包括以下几个方面：•路径规划算法：智能循迹小车需要能够根据预设的路径进行行驶。
路径规划算法会根据传感器感知到的环境信息，计算出最优的行驶路径。
•控制算法：智能循迹小车的控制算法会根据路径规划算法的结果，控制电机驱动器的转动。
它可以实现小车沿着路径稳定行驶，并及时调整行驶方向。
•避障算法：智能循迹小车的避障算法会根据传感器感知到的障碍物信息，判断是否需要进行避障操作。
它可以实时监测障碍物，并及时采取措施进行避让。
3. 硬件实现智能循迹小车的硬件实现通常需要进行电路设计和机械结构设计。
电路设计主要包括电机驱动电路、传感器接口电路以及控制系统电路的设计。
可以使用电路设计软件进行模拟和调试，确保电路的性能和稳定性。
机械结构设计主要包括车身设计、电机安装以及传感器安装等。
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本科毕业论文(设计)题目：智能小车跟随系统的设计与制作学院：物理与电子科学学院班级：姓名：指导教师：职称：完成日期：年月日智能小车跟随系统的设计与制作摘要:现在，小车跟随系统正处于研发与试用阶段，它有着多方面的优势：一方面,充分利用现有的道路资源，有效缓解交通阻塞；另一方面，可以大幅提高驾驶的安全性，减少交通事故的发生。
因而推广和应用小车跟随系统已经成为解决交通问题的一个重要途径。
本文的主要研究工作是设计和制作智能小车跟随系统，整个系统包括硬件及软件两个部分。
硬件部分包括控制电路，蓝牙通信电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。
软件部分主要包括通过编程使得小车按设定路径实现前进，左拐，右拐，加速，减速，并在小车前进的过程中不断调整小车所在位置等功能。
本文是以电动小车为基础，增加红外传感器，蓝牙等。
利用传感器来有效地确定小车前进路径、小车所在位置等信息。
单片机接收并处理传感器所产生的信号并加以一定的算法来判断两个小车的状态及其相互间距。
最后通过蓝牙来进行小车间的通信，从而控制两个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。
该智能小车跟随系统能够实现的功能有：自动循迹；保持车距；紧急停车等。
关键词：智能小车跟随系统；蓝牙通信；单片机；软件设计目录1引言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能车辆研究现状 (1)1.3 研究内容 (1)2 功能分析 (2)2.1 主控模块 (2)2.2 循迹模块 (3)2.3 电机驱动模块 (3)2.4 电源模块 (3)2.5 通信模块 (3)3 硬件设计 (3)3.1 主控硬件设计 (4)3.2 循迹硬件的设计 (4)3.3 驱动硬件设计 (5)3.4 电源硬件设计 (5)3.5 蓝牙通信串口硬件设计 (6)3.6 本章总结 (6)4 软件的设计与实现 (6)4.1 概述 (6)4.2 软件的结构设计 (7)4.3 主要模块的实现 (8)4.3.1循迹流程图 (8)4.3.2 电机驱动流程图 (9)4.3.3 位置判断流程图 (10)4.3.4 蓝牙通信流程图 (11)4.4 本章小结 (11)5 系统功能测试 (11)5.1 系统功能测试 (12)5.2 测试结果分析 (13)6 结论与展望 (13)6.1 结论 (13)6.2 展望 (13)参考文献 (14)致谢 (15)1 引言1.1 研究背景及意义随着经济的快速发展，城市的人口不断增加，从而城市的交通压力也越来越大。
在中国的一些大中型城市，由于严重的堵车问题，上、下班路途中所消耗的时间可能会长达数个小时。
此外，近些年来，交通事故频繁发生，这已经危害到了许多人的生命和财产。
因此，想要解决交通问题已经不能仅仅依靠交通管理部门，更需要从科技的角度来解决这一问题。
幸运的是，在最近几年传感器、单片机技术突飞猛进，受此影响，智能小车跟随技术正在逐步从可能转为现实。
智能小车跟随技术是指通过车载传感系统感知道路环境，通过现代通信技术使车间进行通信，同时加以一定的算法分析，使得后车紧跟前车行驶。
这一特点使得它具有如下优点：首先，充分利用道路资源，减少堵车事件发生的概率。
此外，它还能够在行驶过程中探测可能发生危险事故，由于计算机有着比人脑更快的反应速度，从而能够避免交通事故的发生。
1.2 智能车辆研究现状智能车辆的发展过程可以分为以下三个阶段：第一阶段：20世纪50年代。
在这一时期，人们刚刚开始接触研究智能车辆。
尽管这一时期的智能小车系统仅能在一个固定的轨道上运行，自动化水平比较低，但已经符合智能车辆的基本要求。
第二阶段：80年代中后期。
在这一阶段，随着计算机的应用与传感器技术的不断发展，智能车的研究有了较大的进展，尤其在一些发达国家，取得了巨大的进步，促使智能车辆不断深入各个实用领域。
第三阶段：90年代至今，智能车辆的研究取得了更快的发展。
尤其是近些年来，随着各个国家在智能车辆的研究之中投入的人力、财力不断加大，智能小车的发展越来越快。
如今，智能车辆已经不仅仅局限于科学研究和工厂使用，它也不断地走入了许多人的日常生活中。
1.3 研究内容本设计是基本AT89S52单片机的，通过蓝牙使两个智能电动车相互通信来组成智能小车跟随系统。
设计的主要内容是对电动车进行硬件电路与软件的设计。
其中硬件电路主要包括控制电路，蓝牙通信电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。
其中，AT89S52单片机作为每个小车的控制核心，控制着电动车的各个模块正常工作，并通过编程使得小车按照预定路径实现前进，左拐，右拐，紧急停车，加速，减速等功能。
本设计是以电动小车为基础，增加红外传感器，蓝牙等。
利用传感器来有效地确定小车前进路径、小车所在位置等信息。
单片机接收并处理传感器所产生的信号并加以一定的算法来判断各个小车的状态及其相互间距。
最后通过蓝牙来进行小车间的通信，从而控制各个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。
综上所述，本设计中整个系统电路结构简单，性能相对较高。
主要采用如下技术：首先是选择适当的传感器。
利用传感器来实时监测小车位置并传送给单片机，单片机根据传感器所传回的信息来控制小车的两个电机运转，实现循迹行走功能。
其次，利用蓝牙设备在两个小车之间进行通信，由其中一个小车的单片机来判断两小车的相对位置，从而产生控制指令，来改变小车的行驶速度。
2 功能分析根据设计内容的要求，采用基于单片机的控制方式，使用蓝牙设备进行通信。
图2-1为系统框图。
图2-1 系统框图2.1 主控模块目前，具有人工智能的电子产品、设备通常采用的控制器都是单片机。
现在市场上的单片机厂商很多，单片机种类也不尽相同，功能更是各具特色。
本文设计的是一个相对简单的控制系统，无需采用一些特殊功能的单片机。
因此，根据实际条件，最终选择在两辆小车上各搭载一片ATMEL公司的AT89S52芯片作为每个小车的主控器件。
图2-2为AT89S52控制原理图。
图2-2 AT89S52控制原理图2.2 循迹模块循迹装置类型选择：采用集成QTI传感器DM-S53401，它是一种通过光电接收管来探测其下表面反射光强度的传感器。
根据反射光强度的不同，从而导致传感器输出的变化。
由于它的体积较小、具有日光过滤器，因而在小车中使用性能较好。
循迹硬件数目选择：采用4路QTI传感器循迹。
在小车行驶过程中，根据轨道的设计，小车会遇到直行或左、右拐弯的路段，因而可以使用中间2路来判断小车与直行道的相对位置，而用外侧2路来判断小车是否在拐弯路段。
因此，4路循迹可以完成任务的要求，且设备数目最少。
2.3 电机驱动模块电机选择：采用直流伺服电机，它主要通过接收脉冲来运转。
相比于步进电机，直流伺服电机有着一定的优势：精度更高，克服了步进电机中的失步问题；高速性能好；抗过载能力强；运行稳定；反应时间短；发热和噪声都有着明显的降低。
2.4 电源模块电源选择：采用干电池组加移动电源共同供电，即在采用4节1.5V干电池通过稳压单元降至5V后给单片机及其他设备（如传感器、电机等）供电的基础上，增加一个移动电源同时供电。
一方面，可以保证小车电压稳定，设备正常运行而不会断电。
另一方面，也不像蓄电池所占体积那么大，安装相对容易。
2.5 通信模块通信设备选择：采用蓝牙装置进行通信。
尽管相比红外通信，它的成本相对较高。
但其有着诸多特有的优点：通信距离相对较长，一般在10米左右，且可以转弯，不用对准。
传输速度快，且可以加密，更加安全。
3 硬件设计3.1 主控硬件设计对于每个小车而言，主控电路的核心器件为AT89S52单片机，通过此单片机来控制小车完成预计的功能。
其中，小车的启动、复位、断电都需要手动开关来控制。
由QTI循迹模块组成的循迹电路进行实时监测，不断判断小车的位置，并将检测到的信息发回给单片机，单片机经过运算后，发送PWM波给电机，从而控制小车速度、启停、转弯、直线行驶等。
除此之外，两个小车的单片机还都需要连接一个蓝牙设备，用于在两个单片机之间传递信息。
系统框图如图3-1所示。
图3-1 主控电路连接图3.2 循迹硬件的设计由于本设计在循迹模块中采用的是集成的QTI循迹模块，故循迹装置内部电路无需再重新设计，仅需将集成的QTI循迹模块正确连入AT89S52单片机中集可。
具体电路连接图见图3-2。
图3-2 QTI设备连接图3.3 驱动硬件设计电机选择：采用直流伺服电机。
伺服电机具有如下特点：它在接收到一个PWM波形脉冲时就会旋转一定的角度，通过不断接收脉冲就可以使得小车持续运动。
对于本设计所选用的电机而言，当接收到的脉冲是高电平持续时间为1.5ms 而低电平持续时间是20ms时，电机不发生转动；当低电平时间保持不变，高电平持续时间越接近1.7ms时，电机顺时针转速越快，在1.7ms时，电机顺时针旋转速度达到最大；反之，高电平持续时间越接近1.3ms时，电机逆时针转速越快，在1.3ms时，电机逆时针旋转速度达到最大。
在小车运行过程中，单片机AT89S52通过P1.1和P1.2口发送脉冲波形来分别控制左右电机运转，即将左右电机分别与P1.1和P1.2口相连即可。
3.4 电源硬件设计本系统中的单片机所需的供电电压为+5V工作电压，而电路板的设计是采用6-9V的直流电输入，再通过稳压芯片来为单片机输入5V的工作电压。
每节干电池所提供的电压为1.5V，采用4节干电池串联后可以得到直流电输入口所要求的最小电压6V。
因此，选择4节干电池串联后接入单片机的供电口。
此外，由于干电池所供电压并不稳定，容易造成小车传感器、蓝牙等设备的掉电，从而影响小车的正常工作，故再额外通过USB-ISP线将输出为5V的移动电源连接至小车的ISP下载口即可。
3.5 蓝牙通信串口硬件设计本系统中两辆小车需要在一定情况下进行通信，因而需要使用一个近距离的无线通信装置。
在本设计中，选用蓝牙通信装置HC-05来实现此功能。
HC-05的引脚原理图如如图3-3所示。
图3-3 蓝牙引脚原理图此蓝牙在配对成功后的使用方法与串口的使用方法一样，故同样是将蓝牙接口TXD、RXD分别连至单片机的P3.0、P3.1口，VCC接高电平，GND接地即可正常使用。
3.6 本章总结本章主要分析了小车实现各个功能所需的硬件设备，硬件选择，硬件设备连接等问题，主要包括主控硬件、循迹硬件、驱动硬件、电源硬件、蓝牙硬件等，通过对硬件的分析与设计，为小车能正常运行做好的硬件方面的准备工作。
4 软件的设计与实现4.1 概述在基于单片机的系统设计中，除了要对系统硬件进行设计外，还要对系统的软件进行设计。
在本设计之中，大量的执行工作需要对程序进行设计，这一工作对于系统而言尤为重要。
在编写程序时，要注意一下几点要求：1.实时性，即软件反应、执行速度快。
2.程序简练，即要求既要完成目标，又要以最简洁的方式表述出来。