模块10 智能小车的设计与制作
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。
智能车设计与制作方案
智能车设计与制作方案智能车是一种能够自主感知环境、决策行动并执行任务的车辆。
它具备自主导航、环境感知、智能决策和自主行动等功能，可以应用于无人驾驶、物流配送、矿山勘探等领域。
下面是一个智能车设计与制作的方案。
1. 智能车系统架构设计：智能车系统分为四个模块：感知模块、决策模块、控制模块和执行模块。
感知模块负责感知环境，通过激光雷达、摄像头等传感器采集周围信息；决策模块基于感知结果和预设目标，进行路径规划和行为决策；控制模块将决策结果转化为车辆控制指令；执行模块负责执行控制指令，使车辆移动。
2. 感知模块设计：感知模块采用多种传感器，包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
激光雷达主要负责建立环境地图，识别障碍物和道路等信息；摄像头用于辅助环境感知，识别交通标志、车辆等信息；超声波传感器用于测量距离，检测车辆周围障碍物。
3. 决策模块设计：决策模块基于感知信息和预设目标，进行路径规划和行为决策。
路径规划根据地图和目标位置，确定最佳路径；行为决策根据周围环境和交通规则，决定车辆的行驶行为，如超车、变道等。
4. 控制模块设计：控制模块将决策结果转化为车辆控制指令，控制车辆的转向、加减速等动作。
控制模块应具备实时性，能够快速响应决策结果。
5. 执行模块设计：执行模块负责执行控制指令，使车辆按照决策结果进行移动。
执行模块应具备精准控制能力，能够准确执行各项指令。
6. 系统集成与测试：将各个模块进行集成，并进行系统测试。
系统测试包括功能测试、性能测试和安全性测试，确保智能车系统能够稳定运行，满足设计要求。
7. 进一步优化与改进：根据测试结果和用户反馈，对系统进行进一步优化和改进。
优化方向包括提高感知准确性、决策速度和执行精度等。
综上所述，智能车设计与制作方案包括感知模块设计、决策模块设计、控制模块设计、执行模块设计、系统集成与测试以及进一步优化与改进等步骤。
通过这个方案，可以实现一个功能完善、稳定可靠的智能车系统。
智能小车设计 ppt课件
同时使用3节普通干电池为单片机供电，电源 为4.5v。之所以采用两个独立的供电模块， 是为了避免使用同一电源时所造成的干扰， 同时也延长了小车的使用时间。
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超声波测距方案选择
用超声波传感器进行避障。超声波传感器的
原理是：超声波由压电陶瓷超声波传感器发 出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波 传感器接收。这个过程中所消耗的时间乘以 超声波的传播速度就是障碍物与小车的距离。
挑战杯
团队：one is all
论文题目：基于单片机的智能小车 设计（灭火功能）
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智能小车介绍
智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱. 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设 计与制作 (以下简称 智能小车) ,论文对智能小车的 方案选择,设计思路,以及软硬件的功能和工作原理 进行了详细的分析和论述.经实践验收测试,该智能 小车的电路结构简单,调试方便,系统反映快速,灵活, 设计方案正确,可行,各项指标 稳定,可靠.
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实物图
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烟雾传感模块
智能小车设计方案
智能小车设计方案第1篇智能小车设计方案一、项目背景随着科技的不断发展，智能小车在物流、家用、工业等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足市场需求，提高智能小车在各领域的应用效果，本项目旨在设计一款具有较高性能、安全可靠、易于操控的智能小车。
二、设计目标1. 实现智能小车的基本功能，包括行驶、转向、制动等；2. 提高智能小车的行驶稳定性和操控性能；3. 确保智能小车的安全性和可靠性；4. 增加智能小车的人性化设计，提高用户体验；5. 符合相关法律法规要求，确保方案的合法合规性。
三、设计方案1. 系统架构智能小车采用模块化设计，主要分为以下几个部分：（1）硬件系统：包括控制器、传感器、驱动器、电源模块等；（2）软件系统：包括控制系统软件、导航算法、用户界面等；（3）通信系统：包括无线通信模块、车载网络通信等；（4）辅助系统：包括车载充电器、车载显示屏等。
2. 硬件设计（1）控制器：选用高性能、低功耗的微控制器，负责整个智能小车的控制和管理；（2）传感器：包括速度传感器、转向传感器、碰撞传感器等，用于收集车辆运行状态信息；（3）驱动器：采用电机驱动，实现智能小车的行驶和转向；（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
3. 软件设计（1）控制系统软件：负责对硬件系统进行控制和管理，实现智能小车的各项功能；（2）导航算法：根据传感器收集的信息，结合地图数据，实现智能小车的自动导航；（3）用户界面：提供人性化的操作界面，方便用户对智能小车进行操控。
4. 通信设计（1）无线通信模块：实现智能小车与外部设备的数据传输，如手机、电脑等；（2）车载网络通信：实现车内各个模块之间的数据交换和共享。
5. 辅助系统设计（1）车载充电器：为智能小车提供便捷的充电方式；（2）车载显示屏：显示智能小车的运行状态、导航信息等。
四、合法合规性分析1. 硬件设计符合国家相关安全标准，确保智能小车的安全性；2. 软件设计遵循国家相关法律法规，保护用户隐私；3. 通信设计符合国家无线电管理规定，避免对其他设备产生干扰；4. 辅助系统设计符合国家环保要求，减少能源消耗。
智能循迹小车详细制作过程
（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车基本设计思路：1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮）2.单片机主控模块3.电机驱动模块（内置5V电源输出）4.黑白线循迹模块0.准备所需基本元器件1）.基本二驱车体一台。
（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解）2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。
3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
一、组装车体（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了）二、制作单片机控制模块材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。
电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。
我们也有焊接好的实物图供你参考。
（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。
我实物图中就没焊复位）三、制作电机驱动模块材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。
因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。
这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
+9V这是工作室做的电源+驱动模块，仅作参考四、制作循迹模块材料：5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
LM324电压比较器工作原理：该芯片内部有四组比较器，原理就是反相输入端Vi—与同相输入端Vi+的电压进行比较，若Vi+大于Vi—则比较器的输出端OUT输出高电平+5V；若Vi+小于Vi—则比较器的输出端OUT输出低电平0V；TCRT5000红外对管工作原理：工作时由蓝色发射管发射红外线，红外线由遮挡物反射回来被接收管接收。
[VIP专享]智能小车制作设计
![[VIP专享]智能小车制作设计](https://img.taocdn.com/s3/m/679b585002020740bf1e9b0f.png)
电源模块为系统其他各个模块提供所需要的电源。设计中除了需要考虑电压范围和电 流容量等基本参数之外，还要电源转换效率、降低噪声、防止干扰和电路简单等方面进行 优化。
每一个红外传感器 TCRT5000 都由一个发射管和一个接收管组成。发射管发射的光线若照 射在白色跑道上，则被吸收的光线少，反射光强，对应的接收管导通，将低电平信号送至 单片机。反之，如果发射光线照射在黑色引导线上，那么反射光很弱或几乎没有，此时接 收管被截止，将高电平送至单片机。
至于驱动模块，当他们接收到单片机的命令便执行相应的操作，同事测速模块和路径信 息采集模块又把采集到的电机和舵机的状态信息反馈给单片机，从而整个系统构成一个闭 环系统。在运行过程中，系统自调节而达到正确的形式目的。
本设计基于 MC9S12DG128 芯片开发的智能小车硬件系统。MC9S12DG128 是一个以 16 位 中央处理器为核心的 16 位微控制器，128K 的字节的 Flash EEPROM 存储器，8K 字节的 RAM，2K 字节的 EEPROM，两个异步串行通信接口（SCI），两个串行外围接口（SPI），两个 8 通道模拟数字转换器（ADC），1 个 8 通道脉宽调制模块，两个兼容 CAN2.0A/B 协议的控制 器，1 个 Byteflight 模块和内部集成电路总线。
智能小车控制系统中，除了 5v 的供电电压外，还要向舵机提供 6v 的工作电压，电源 模块还需要一个产生 6v 直流电压的电路。本设计选用 LM317 可调稳压器。 3、测速模块（CS3020）
实现智能小车的设计报告
实现智能小车的设计报告
一、项目背景
智能小车是一款结合了机械、机电、计算机等多种技术的智能机器人，能够获取环境信息、自主探索并完成各种任务。
智能小车在工业自动化、智能家居、物流配送等领域有着广泛地应用，在科研和商业领域都有着重要的地位和作用。
二、项目目的
本项目旨在通过设计制作智能小车，探索机器人控制、机械设计及电路控制等多方面知识，并应用到实际中，提高学生工程设计能力和动手能力。
三、设计方案
本智能小车采用树莓派单片机控制，配合多种传感器实现环境感知、路径规划和控制等功能。
车身采用3D打印技术制作，机身外型为椭圆形，具有一定的稳定性和降低空气阻力的特点。
底盘采用两轮驱动设计，其中一轮为万向轮，以提高小车的灵活性和控制性能。
四、技术方案
1.单片机控制
树莓派作为本项目的主控制器，采用GPIO输出信号控制各种功能模块，包括机械模块、传感器模块和电路模块等。
2.传感器模块
小车的传感器模块包括超声波传感器、巡线传感器、红外避障传感器等，这些传感器用于获取小车周围环境信息，提高小车的自主探索和避障能力。
3.路径规划
小车的路径规划采用A*算法，根据当前位置、目标位置以及环境地形等因素制定最优路径，并实时更新路径信息。
4.电路控制
小车的电路控制采用PWM技术，控制小车速度和方向，配合电池电量检测和保护电路等技术，保证小车的安全和稳定性。
五、结论
通过本项目的实践设计，掌握了机器人控制、机械设计和电路控制等技术，加深了对工程设计的理解，提高了动手操作能力。
同时，本项目的可拓展性和适用范围广泛，具有较高的应用价值和发展前景。
智能小车控制系统设计实现
关键词：智能小车；控制系统；设计和实现1智能小车控制系统概述智能小车控制系统是一个综合、复杂的系统，其既有多种技术，也含有嵌入式的软件设备和硬件设备、图像识别、自动控制和电力传动、机械结构等技术知识，智能小车的控制系统主要是围绕嵌入式控制系统进行的，将其作为操控的中心，并借助计算机系统，最终完成自动造作和控制的过程[1]。
智能小车的控制系统流程图见图1所示。
2智能小车的设计和实现2.1智能小车的硬件设计硬件设计是保证智能小车平稳运行的必要条件，它关系着控制系统的精度和稳定性，因此在设计时需要用在模块化设计思想，该研究是通过采取硬件系统K60芯片作为核心控制器，并通过图像采集模块和电机、舵机驱动模块、测速模块、电源模块等组成硬件设计系统图，见图2。
首先，电源电路设计，该设计时智能小车的动力来源，为小车运行提供不断的电力，一般采取7.3V、容量为2000mAh的可充电型的镍铬电池作为电源，但是其不能直接为控制器传输电力，需要在转变电路后才可以进行传输。
转变电路可以保证控制器直接对电池内的电压进行调节，保证不同模块可以正常工作和运行，智能小车主要是依靠控制电力和电机驱动进行转变的。
其次是K60最小系统板，在设计时需要将K60的管脚部分做成最小系统的单独电路板，这样可以简化电路板的设计，促使调试更加顺利，K60系统板主要由K60芯片、复位电路、时钟电路、JTAG下载电路、电源滤波电路组成。
再其次是电机驱动电路，该电路是在集成芯片的驱动下进行的，可以为控制器更其他模块提供较大的电流最终集成电机驱动芯片，但是要特别注意这部分因为在电机驱动过程中有较大的分功率，会导致小车在进行调试时因为过大的电流导致小车电路发生堵塞现象，而使小车电路被烧毁，因此需要设计者避免这种现象，可以将驱动电路做成驱动板[2]。
最后是舵机接口电路。
在智能小车设计中，舵机主要保证小车可以顺利转向，因此舵机的运行电压、转向动作、转向速度都是需要考虑的因素，一般选择舵机时主要选择Futaba3010，选择供电电压为6V。
智能小车制作解析
在车体布局中，除了舵机以外我们还加装了最小系统及电源模块电路板、电机驱动模块电路板、循迹模块电路板等硬件部分。在布置安装时，循迹模块电路板用可变形的铁皮固定于车体前端10cm处，最小系统和电源模块融合为一个19cm长11cm宽的电路板安装于小车中部，而电机驱动模块电路板安装于小车尾部。
第二章硬件设计
2.1电源模块设计
在电源模块的设计中，我们考虑到各模块工作电压的需求以及小车的耗电情况，将原装的电池改为了飞思卡尔专用的电池。设计稳压电源时，考虑到电池电压较低，并且在电量损耗时存在电压降低的情况，应此我们采用了低压差的稳压芯片LM2940。
在最初的电路原理图设计时，我们采用了三路电源分别供电的方法，一路5V电源专门为最小系统供电，以此避免大电流器件对单片机造成干扰影响单片机稳定运行，另外一路5V电源为电机驱动模块和循迹模块提供工作电压。第三路电源单独为舵机提供5V电源。
正是也因为舵机的控制信号是一个脉宽调制信号，所以很方便和数字系统进行接口。只要能产生标准的控制信号的数字设备都可以用来控制舵机。我们用89s52单片机产生舵机的控制信号来进行控制的方法，编程语言为C51。我们就用它来产生周期20 ms的脉冲信号，根据需要，改变输出脉宽。从而实现对其控制。
2.5后轮驱动模块设计
由于单片机的驱动能力不足，无法驱动像电机这样的大功率外部器件，因此必须外加驱动电路。这次智能小车我们选择了相对电路连接较为简单，最为常用的L298驱动电路。一片L298可以同时驱动两路直流电机和一路两相步进电机。电机驱动模块作为和最小系统分开的一个独立模块，我们在设计时以小巧实用为原则，并将其布置于车尾端，方便电机的接入。
在以上电路中有两个电源，一路为L298工作需要的5V电源VCC，一路为驱动电机用的电池7.2V电源VSS。由于工作时L298的功耗较大，安装时我们加装了散热片。
智能小车设计 (2)
智能小车设计引言智能小车是一种具备自主导航和智能控制功能的机械装置，广泛应用于工业、农业、物流和家居等领域。
本文将介绍智能小车的设计原理、硬件组成和软件控制等方面内容，以帮助读者了解智能小车的基本知识和设计过程。
设计原理智能小车的设计原理基于嵌入式系统和机器人技术。
它通过激光雷达、摄像头、超声波传感器等传感器获取周围环境信息，利用这些信息进行地图构建和路径规划，从而实现自主导航功能。
同时，智能小车还可以通过电机驱动轮子进行移动，通过各种控制算法实现具体的功能需求。
硬件组成智能小车的硬件组成主要包括以下几个模块：1. 控制中心控制中心是智能小车的大脑，它可以是一个单片机、处理器或者微控制器。
控制中心负责接收传感器的数据，进行数据处理和决策，并通过电机驱动实现小车的运动控制。
2. 传感器模块传感器模块是智能小车的感知器官，它可以包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
这些传感器可以实时获取周围环境的信息，如障碍物位置、地图构建等，并将这些信息传输给控制中心进行处理。
3. 电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的运动。
一般情况下，智能小车使用直流电机或步进电机作为动力源，通过电机驱动器实现精确的运动控制。
控制中心可以根据传感器模块获取的环境信息控制电机的转动方向和速度，从而实现小车的导航和移动。
4. 电源模块电源模块为智能小车提供所需的电能。
根据小车的功耗情况，可以选择使用锂电池、酸性电池或者太阳能电池等不同类型的电源。
电源模块需要能够提供稳定的电压和电流，以保证智能小车的正常运行。
软件控制智能小车的软件控制是实现其智能功能的关键。
软件控制主要涉及以下几个方面：1. 嵌入式软件嵌入式软件是指运行在智能小车控制中心的软件，它主要负责接收传感器数据、进行数据处理和决策，并控制电机驱动模块实现小车的运动。
嵌入式软件一般使用C/C++语言编写，具备高效性和实时性。
2. 算法设计算法设计是智能小车设计的核心。
包括地图构建算法、路径规划算法、避障算法等。