论文简易智能电动车1.doc

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1、设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利设计时间：2003.9.15——2003.9.18E32003年全国大学生电子设计竞赛简易智能电动车设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利2003年9月18日10第10页共10页设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利设计时间：2003.9.15——2003.9.18简易智能电动车（E题）摘要：简易智能电动车由一个电动玩具车改造而

2、成。系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光报警。关键词：电动车，路径跟踪，避障，光源引导10第10页共10页设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利设计时间：2003.9.15——2003.9.18本系统要求设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如图1所示：障碍物1障碍物21m1m2mR=0.8mCB5cm起跑线1.2m2.3m0.4m5cm5cm2

3、cm5cm5cm2cm停车区0.4m12cm光源1.45m0.4m0.3m直道区弯道区2mO50cm障碍区引导线车库0.2m0.4m15cm12.5cm12.5cm5cm图1智能电动车行驶路线示意图1设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分总电路框图如图2所示：1．1基本要求①电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm的黑色引导线到达B点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检

4、测到的薄铁片数目。②电动车到达B点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。③电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。10第10页共10页设计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利设计时间：2003.9.15——2003.9.18③电动车完成上述任务后立即停车，全

5、程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立2只红外传感器（避障）2只红外对管（线路跟踪）2只光敏传感器（寻找光源）单片机（89C52）电机驱动电路3只电机A/DLCD声光报警电源电路1只金属探测传感器即自动停车。图2系统总体框图1．2发挥部分和创新部分①电动车在“直道区”行驶过程中，我们存储并显示出了每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。②电动车进入停车区域后，能准确驶入车库中。③停车后，能准确显示全程行驶时间及成功或完成信息。2单元电路的方案论证与电路参数计算2．1线路跟踪电路方案一：采用CCD单色摄像头，

6、配计算机主板及图像采集卡。对白背景下，黑线的识别，目前做的比较成熟，效果相当好。但成本高，很难找到合适的载体。方案二：采用颜色传感器。目前颜色传感器的应用，越来越广泛，效果也可以。但几百元的价格及相对复杂的处理电路，并且还需要光源，所以也不是一个很好的选择。方案三：采用一左一右两个红外发射接收对管。该传感器不但价格便宜，容易购买，而且处理电路（如图3所示），简单易行，实际使用效果很好，能很顺利地引导小车到达C点。在该电路中，加比较器LM311的目的，是使模拟量转化为开关量，便于处理。为10第10页共10页设

7、计单位：山东交通学院设计者：官涛孟祥君朱成良指导教师：肖海荣王旭光赵永林张吉卫王得利设计时间：2003.9.15——2003.9.18使发射有一定的功率，发射回路要求不小于20mA的电流。根据，故可选择R1=150Ω。启动时，小车跨骑在黑线上。两个红外发射接收对管，分别安装在黑线的两侧的白色区域，输出为低电压，当走偏，位于黑线上时，输出为高电压。因黑线较窄（2cm），为及时调整车的方向，选择比较器的阀值为2.5v，即黑白相间的位置，即开始调整。实验表明，效果较理想图3红外发射接收对管处理电路2．2避障电路方

8、案一：采用激光传感器测距。能非常准确地测出小车与障碍物的距离，但价格也高，处理复杂，不符合我们的要求。方案二：采用超声传感器。进口的超声传感器，换能器薄，并且带处理电路，输出与距离成比例的模拟信号，通过AD转换，可获得距离信息，价格贵。也有一些较简单的超声传感器及处理电路，能输出开关量信息，价格也不贵，是一个好的选择，但由于没买到现成的处理电路，平常又没有做过这种电路，时间紧，故未采用。10第10页共10页设计单