能智循迹浇水小车论文_本科毕设论文.doc

摘 要 目 录 1 1.1 智能循迹小车概述 1 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 1 1.1.2 智能循迹分类 2 1.1.3 智能循迹小车的应用 3 1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 4 第二章智能循迹浇水小车总体设计方案 5 2.1 整体设计方案 5 2.1.1 系统设计步骤 5 2.1.2 系统基本组成 5 2.2 整体控制方案确定 6 第三章系统的硬件设计 8 3.1 单片机电路的设计 8 3.1.1 单片机的功能特性描述 8 3.1.2 晶振电路 9 3.1.3 复位电路 9 3.2 光电传感器模块 10 3.2.1 传感器分布 11 3.3 电机驱动电路 12 3.3.1 L298N引脚结构 13 3.3.2 电机驱动原理 13 3.3.3 小车运动逻辑 15 第四章系统的软件设计 16 4.1 软件设计的流程 16 4.2 本系统的编译器 17 第五章系统的总体调试 22 5.1 硬件的测试 22 5.2 系统的软件调试 25 结 论 28 致 谢 29 参考文献 30 附录A 原理图及PCB图 33 附录B 程序代码 35 附录C 硬件实物图 37  绪 论 进入二十一世纪，随着计算机技术和术的不断进步，机器人技术较以往已经有了突飞猛进的提高，智能循迹小车就是的典型代表。 1.1 智能循迹小车概述 智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。智能循迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动导引装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车。工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。 1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 随着社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科。世界上诞生第一台机器人诞生于1959年，至今已有50多年的历史，机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现已发展成一门包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多学科为一体的性尖端技术。循迹小车共历了三代技术创新变革： 第一代循迹小车是可编程的示教再现型，不装载任何传感器，只是采用简单的开关控制，通过编程来设置循迹小车的路径与运动参数，在工作过程中，不能根据环境的变化而改变自身的运动轨迹。 支持离线编程的第二代循迹小车具有一定感知和适应环境的能力，这类循迹小车装有简单的传感器，可以感觉到自身的的运动位置，速度等其他物理量，电路是一个闭环反馈的控制系统，能适应一定的外部环境变化。 第三代循迹小车是智能的，目前在研究和发展阶段，以多种外部传感器构成感官系统，通过采集外部的环境信息，精确地描述外部环境的变化。智能循迹小车，能独立完成任务，有其自身的知识基础，多信息处理系统，在结构化或半结构化的工作环境中，根据环境变化作出决策，有一定的适应能力，自我学习能力和自我组织的能力。为了让循迹小车能独立工作，一方面应具有较高的智慧和更广泛的应用，研究各种新机传感器，另一方面，也掌握多个多类传感器信息融合的技术，这样循迹小车可以更准确，更全面的获得所处环境的信息[1]。 1.1.2 智能循迹分类 AGV从发明至今已经有50多年的历史，随着应用领域范围的不断扩大，其种类和形式也变得更加多样化。一般根据行驶的导航方式将智能循迹小车分为以下几种类型： (1)电磁感应式 电磁感应式引导一般在地面上，沿预定路径埋电线，当高频电流通过导线，电线周围产生电磁场流动， AGV小车上安装两个对称的电磁感应传感器，他们收到的电磁信号差异可以反映的AGV偏离程度路径的程度。?AGV自动化控制系统，基于这种偏差值，以控制车辆的转向，连续的动态的闭环控制设置能够保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。在目前商业用途的AGV中，特别是大型和中型小车，绝大多数都采用电磁感应导航。 (2)激光式 安装有可旋转的激光扫描器的AGV，可安装在墙壁或有高反射激光定位标志的支柱上或者路径上运行，AGV依靠激光扫描器发射激光束，然后接收由四周定位标志反射回的激光束，车载计算机，计算出当前车辆的位置和运动方向，通过内置的数字地图和校准位置相比，以实现自动处理。目前，这种AGV类型的应用比较广泛。基于同样的原理，如果激光扫描仪被红外线发射器，或超声波发射取代，激光制导的AGV小车可以转变为红外引导和超声引导的AGV。 (3)视觉式 视觉