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1、2009NO.22科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald图书馆论坛图书馆自动循迹智能小车控制系统设计汪明健1李德骏2马孝辉3（1.3武汉科技学院电子信息工程学院武汉430073；2.武汉科技学院电信学院430073）摘要：本文主要研究的是以HCS12单片机为核心控制器的应用于图书馆的智能车系统，采用多个传感器进行信息的采集，运用发射接收为一体的红外传感器设计路径检测模块，通过对小车速度的控制,使小车能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。并能够把所要运送的书籍自动准确地送到图书
2、馆管理员所设定的位置，大大减轻了工作人员的体力。此外，本文详细分析了PID算法在舵机控制和速度控制中的应用，使智能小车能更加准确的在曲折道路上畅通无阻。关键词：智能车 HCS12单片机 红外光电传感器控制算法中图分类号：TP242.6文献标识码：A文章编号：1674-098X(2009)08(a)-0210-01智能车系统以迅猛发展的汽车电子为3硬件结构与方案设计色引导线吸收了，表明小车处在黑色的引背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电为了便于测试和演示，先选择在以白导线上；同理，当I/O口检测到的信号为低子、电气、计
3、算机、机械等多个学科;主要由色为底色，以黑线为轨迹的场地上进行实电平时，表明小车行驶在白色地面上。路径识别、角度控制及车速控制等功能模验。系统硬件主要由HCS12的控制核心、电（4）角度控制单元块组成。一般而言,智能车系统要求小车在源管理单元、路径识别单元、角度控制单系统角度控制单元采用Sanwa公司白色的场地上,通过控制小车的转向角和元、车速控制单元和液晶显示及外部控制SRM102型舵机作为小车方向控制元件。在车速,使小车能自动地沿着一条任意给定单元组成。实际运行过程中,舵机的输出转角与给定的黑色带状引导线行驶。3.1
4、HCS12控制核心的PWM信号值成线性关系,以PWM信号为智能车有着极为广泛的应用前景。在该系统的核心控制采用的是飞思卡尔系统输入信号,实现舵机控制。由于舵机的图书馆、餐厅等服务领域，它能够减轻工作半导体公司16位HCS12系列单片机转向力矩足够,单片机通过采集的路况信人员的负担，比如说在图书馆，工作人员只MC9S12DG128。其主要特点是高度的功能息,给定PWM控制信号,从而实现舵机的需在控制液晶上选择想要其到达的地点，集成,易于扩展,低电压检测复位功能,低转向。智能车就能自动的载着要分类的书籍到达电压低功耗,自带P
5、WM输出功能,看门狗（5）车速控制单元相应的书架旁，而无需工作人员来回跑，本计数器等。系统I/O口分别用于小车前面路车速控制单元采用RS380SH型直流电文设计的就是能在图书馆自动循迹智能小径识别的输入口、车速检测的输入口、显示机对小车速度进行闭环控制,并用车。小车的各种性能参数、伺服舵机的PWM控MC33886电机驱动H桥芯片作为电机的驱制信号输出、驱动电机的PWM控制信号输动元件。车速检测元件则采用日本Nemicon1该系统的主要功能出。公司的E40S60033型旋转编码器,其精度达（1）智能车通过光电传感器，检测图
6、书3.2电源管理单元到车轮每旋转一周,旋转编码器产生600个馆地面上的黑线和特殊标志路线寻迹，准电源管理单元是系统硬件设计中的一脉冲。确到达所设定目的地；个重要组成单元。本系统采用7.2V、系统通过MC9S12DG128输出的PWM（2）液晶显示实时的剩余电量，当时的2000mAh、NiCd蓄电池供电。为满足系统各信号来控制直流驱动电机。考虑到智能车时间以及显示当前的所将要到达的位置；单元正常工作的需要,系统将电压值分为5由直道高速进入弯道时需要急速降速。系（3）工作人员可以通过无线模块，控制V、6.5V和7.2V三个档
7、。三个电压档的具体统利用MC33886的全桥结构,实现了小车智能车的启动、停止、以及到达的位置。实现及其功能如下:的快速制动。VCC为电源电压7.2V,IN1和①采用稳压管芯片L7805将电源电压IN2分别为MC33886的PWM信号输入端2系统总体框图稳压到5V,给单片机系统电路、路径识别的口。MC33886的输出端口OUT1和OUT2分本系统主要可分为以下四大模块：光电传感器电路、车速检测的霍尔传感器别接驱动电机的两端。D1、D2为芯片的使（1）信息采集模块：在该模块中包括有电路和驱动芯片MC33886电路供电;能端
8、。速度信息采集和位置信息采集两个子模②将电源电压7.2V经过一个二极管降块，分别采集小车当前的位置信息和速度至6.5V左右后给舵机供电;参考文献信息，并将采集到的信息传给MCU，其核③将电源电压7.2V直接供给直流驱动[1]王宜怀,刘晓升.嵌入式应用技术基础心是传感器。电机。教程[M].北京清华大学出版社,2005.
