使用单片机实现智能车循迹检测系统设计论文

智能小车即轮式移动机器人 ，是一种集环境感知、决策规划、自动行驶等功能于一体的综合智能系统 ，智能车集中地运用了自动控制 、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科的知识 。随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展，智能车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色，一定是未来的发展方向，它可以按照预先设定的模式在特定的环境里自动运作，且无需人为管理，便可以完成程序预期达到的或是更高的目标。智能小车是目前IT界车辆工程领域研究的热点和汽车。工业增长的新方向。随着众多大型企业生产技术的不断提高与对智能化技术要求的不断加深跟改进，智能车辆已在很多工业技术部门获得了广泛的应用。

当代智能小车普及相当迅速，从玩具智能化发展到其它各行业的自动化都有不错的成果展示。它的功能大概能实现检测贴片、循迹、避崖、避障、寻光入库等，这几年的电子设计大赛中，智能小车又在向声控系统方向迈进。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在时代的前沿。目前， 智能小车领域的研究已经能够在具有一定标记的道路上为司机提供辅助驾驶系统甚至实现无人驾驶 ，这些智能小车的设计通常依靠特定道路标记完成识别， 通过推理判断模仿人工驾驶进行操作。

本文所述智能车就是一种自动导引小车 ，能够在给定的区域内沿着轨迹自动进行行进，采用与白色地面颜色有较大差别的黑色线条作引导，采用红外反射式光电管识别路径上的黑线 ，并以最短的时间完成寻迹。设计中主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，智能小车具有自主寻迹的功能。

本次设计采用STC公司的STC89C51单片机作为控制芯片。

传感器模块采用反射型光电探测器RPR220作为路径采集模块实现自动寻迹的软硬件设计方法，在检测模块中，我们有三种方法，第一种是采用摄像头或探测头收集画板上信息。用这种方法，对板面信息处理准确，但是成本过高对硬、软件的要求都非常高短时间内难做出实物来。第二种是使用可见光发光二级管和光敏二级管组成的发射—接受模块。这种缺点在于其他环境光源会对光敏二级管工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判，如采用高亮发光管可以降低一定的干扰，但会增加额外的功率损耗。第三种使用反射式红外管和接收管组合发射—接收器。由于红外光波长比可见光长，因此受可见光的影响比较小，同时，红外对管还具有以下优点，质量轻，灵敏度高线性好，接口电路比较简单，安装方便，对于本系统中近距离的检测，用它作为传感器将是最理想的。 所以我们使用第三种。它能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力。

电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电机驱动模块可以采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的运动进行调整，此方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，易受损，寿命短，可靠性不高，市面上也有专门的双电机驱动芯片L298N，经测试性能可以满足小车的电机控制要求，而且外围电路比较简单，稳定性好，驱动能力强，能够很好的保证两电机的同步。所以我们用第二种电机驱动。

电机有直流电机和步进电机，直流电机使用方便，价格便宜，有优良调速特性，实现方便平滑调速，调整范围广，有较强过载能力能承受频繁的冲击负载，可频繁无级快速启动、制动、反转，步进电机的运动精度很高，由其组成的位置控制系统定位准确，稳定时间短，一般可采用开环控制。但控制系统必须由双环形脉冲信号，功率驱动电路等组成方使用，控制相对复杂。以上两种，直流电机的电路相对简单，功能合题意，使用方便，价格便宜，本系统采用直流电机作为动力源。经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。