基于单片机的多信息采集红外避障机器人.doc

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1、基于单片机的多信息采集红外避障机器人（大学物理与信息工程学院，）摘要主要设计基于单片机控制的多信息采集自动避障机器人小车。采用AT89S52单片机进行实时控制，实现智能避障，另外通过车载的无线温度采集，将采集到的温度发送到上位机显示在PC机上，从而实现温度、光强、气体浓度等等多信息采集的目的。研究容包括：模块化系统设计、单片机程序知识、pcb板制作、各个信息子系统的软硬件设计。关键词多信息、智能避障、无线传输、VB上位机、单片机一、引言：随着社会的日益发展，智能机器人在现实生活中发挥其重要作用。研究

2、基于单片机的多信息采集避障机器人，可以在此基础上研发出更多自动化产品，例如自动巡逻机器人、自动吸尘器等从而提高人们的生活水平和质量。随着超级商场、大型物流仓库规模和数量的不断扩大,高层高档商用楼的日益增多,其保安巡逻自动化需求将日趋迫切。目前依赖于人力巡逻或CCD定位监控已不能满足夜间保安的要求,采用机器人实行定时、定点监控巡逻与不间断流动巡逻结合将解决这些场所的巡逻保安问题，所以很多国家都在研究这个方面，力求更加智能化，能够基本取代人力。美国在机器人发展史上走过一条重视理论研究，忽视应用开发研究的

3、曲折道路，但是美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。其他像英国、俄罗斯、法国、日本也都在机器人研究方面处于领先水平。目前，中国示教再现型机器人技术已基本成熟，并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在第一汽车厂及东风汽车厂投入生产，所以机器人研究在中国已经初步成型，不过还是有很大的空白需要填补。红外的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当给机器人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感

4、器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近。综合考虑各种因素，我们选择多功能信息采集避障小车作为我们的制作项目。二、系统组成及电路设计：1.系统组成部分红外光电开关89C52单片机主系统电源模块7805稳压模块89C52单片机从系统（无线温度发送）MQ烟雾、光敏传感器模块蜂鸣器报警12864大板液晶显示89C52单片机从系统（无线温度接受）蜂鸣器报警蜂鸣器报警VB上位机显示（GUI界面）本系统组成如图一所示，主要由三部分组成：1)传感器及信号处理部分：MQ烟雾信号、光强信号经过处理后变成可处理的数字信号

5、0或1以及温度数据无线发射和传输部分；2)以89C52组成的中央处理单元及其从系统2块：处理信号并发出控制命令；3)电源驱动避障控制电路：根据路况给出避障信号，并由89C52给出的命令控制小车走向，同时将时间信息显示在板子上。整个系统在89C52控制下工作。其工作过程为：主控制单元根据光电开关的信号控制底层驱动使机器人小车正确避障，并向二层的温度数据采集发送模块供应5V稳压电，此时温度数据通过DS18B20采集，通过从单片机的处理，将数据显示在数码管上，同时通过无线传输模块NRF2401传送至接受方

6、板子上，通过串口，将数据进一步显示于上位机上，形成友好的GUI采集信息界面（VB），该软件系统能够自动绘制温度曲线，并且可以自动生成text文档，方便观测人员检测温度数值；另外，我们还在底层再添加了相应的MQ烟雾和光明电阻的信息采集模块，可以对诸如烷烃类等可燃气体和光度强暗进行判定报警。整个系统动态运动就可以进行实时地实现火检等功能了。2.各个模块电路设计部分1）单片机最小系统控制模块作为微处理器部分，主要控制直流电机的转速，机械轮的转向，以及对脉冲调制的反射式红外线的接收和处理，达到自主控制行进路

7、线。下面是各系统概念模块图：a）51单片机基本介绍51单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的

8、单片机一般不具备自编程能力。用C语言编写单片机应用程序和编写标准的C语言程序的不同之处，在于根据单片机的存储结构及部资源定义C语言中的数据类型和变量，其他的语法规定、程序结构及程序设计方法与标准的C语言相同，所以在后面的几节中主要介绍如何定义C51中的变量的数据类型、存储类型、特殊功能寄存器以及中断函数，与标准C相同的部分就不再赘述。b)51单片机主要功能：8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM)(52为8K)　　·256bytes的数据存储器(RAM)（52有