【正文】 數(shù)據(jù)的到來。 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 14 CSN；芯片的片選線， CSN 為低電平芯片工作 。 的時間輻照； Tint 為積分時間，以秒為單位。缺點(diǎn)：道路參數(shù)檢測精度低、道路參數(shù)檢測種類少、傳感器的個數(shù)較多、檢測距離前瞻較短、耗電量較大。 2. 整個系統(tǒng)由 、 3V、 5V 三種直流電供電。第 2 章 為 總體規(guī)劃智能循跡小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包含主系統(tǒng)流程圖。在 1974 年瑞典的沃爾沃卡爾馬的汽車組裝廠，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性，使用以 AGV 小車為載運(yùn)工具的裝配線，采用該裝配線后，減少了 20%裝配時間、減少了 39%組裝錯誤，減少了 57%投資資金回收時間以及減少了 5%的員工費(fèi)用。 智能循跡分類 AGV 從發(fā)明至今已經(jīng)有 50 多年的歷史，隨著應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，其種類和形式也變得更加多樣化。 本設(shè)計(jì)采用 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為小車的控制核心；采用 TSL1401 線性 CCD作為小車的循跡模塊來識別白色路面中央的黑色引導(dǎo)線，采集信號并將信號轉(zhuǎn)換為能被單片機(jī)識別的數(shù)字信號；采用 PNMOS 對管構(gòu)成 H 橋控制直流電機(jī)，其中軟件系統(tǒng)采用C 程序，本設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可靠性高。智能循跡是基于自動引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)小車自動識別路線，以及選擇正確的路線。 第三代循跡小車是智能的，目前在研究和發(fā)展階段，以多種外部傳感器構(gòu)成感官系尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 2 統(tǒng)，通過采集外部的環(huán)境信息，精確地描述外部環(huán)境的變化。中國的海爾集團(tuán)在20xx 年把 9 臺 AGV 小車投產(chǎn)到了自己的倉庫區(qū)，形成一個靈活的 AGV 自動數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)，輕松地完成了每天至少 33500 的儲存和裝卸貨物的任務(wù)。多傳感器信息融合是協(xié)調(diào)多個分布在不同地點(diǎn)，相同或不同種類的傳感器所提供的局部不完整觀測量信息加以綜合，協(xié)調(diào)使用，消除可能存在的冗余和矛盾，并加以互補(bǔ)，以減少不確定性，得到對物體或環(huán)境的一致性描述的過程 [4]。 4. 將各元件焊接在 PCB 板上，并將程序燒錄到單片機(jī)內(nèi)。 路徑檢測模塊 1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U2STC12C5A60S2104C710UFC6GND10UFC8VCC210KR2GND1 2Y230pFC930pFC10GNDY18Y19Y19Y18RX2TX2VCC2212345P9TSL1401 線性 CCDGNDVCC22AOCLK2SISICLK2AOINT02123P10ST188 紅外測速VCC22INT02GND 圖 33 TSL1401 線性 CCD 循跡模塊 路徑檢測模塊是智能車系統(tǒng)信號的輸入模塊主要檢測的賽道對道路偏離量，這些信息是小車沿賽道運(yùn)行的信息基礎(chǔ)獲得更多、更遠(yuǎn)、更精確的塞到信息是提高車 模運(yùn)行速度的關(guān)鍵。 模擬輸出 (A0)的電壓由公式 (31)給出： 錯誤 !未找到引用源。 NRF24L01 應(yīng)用的是 SPI 接口，可以與單片機(jī)的 SPI 接口直接相連。最后發(fā)射成功時 ,若 CE 為低則 NRF24L01 進(jìn)入空閑模式 1。如果測距精度要求很高，則 應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ? 方案二：考慮到本系統(tǒng)中顯示的內(nèi)容以及系統(tǒng)的實(shí)用性，采用液晶顯示 (LCD)。電路如圖 313： 圖 313 直流電機(jī) +LM293 組合電路原理 方案二：采用步進(jìn)電機(jī)，配合 LM298 驅(qū)動芯片組合。 紅外測速電路 U7紅外對管 ST188VCC510R2110KR21GND紅外測速電路1KR22Q2NPN1KR23VCCGNDINT0 圖 316 紅外 ST188 測速原理圖 反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，以及激光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率較集中，不容易被干擾，但傳感器只能接收很窄的頻率范圍的光，且價格較貴。液 晶顯 示 第 一 屏無 線 接 收無 線 接 收 失 敗 檢 測i f ( R X _ D R )無 線 遙 控 、 循 跡 轉(zhuǎn) 換判 斷i f ( r x _ b u f [ 2 ] = = 1 )讀 取 無 線 接 收 數(shù) 據(jù)U a r t 接 收線 性 C C D 路 徑 數(shù) 據(jù)超 聲 波 測 距 避 障P W M 、 舵 機(jī) 控 制紅 外 測 速L C D 顯 示 、 低 電 量 報(bào) 警無 線 接 收 失 敗 報(bào) 警 圖 41 循跡控制系統(tǒng)程序流程圖 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 26 啟 動初 始 化I n i t ( ) 。場效應(yīng)管是電壓控制型元件，柵極通過的電流幾乎為“零”。 電機(jī)驅(qū)動電路 Q4NMOSQ3NMOSQ1PMOSQ2PMOSU3光耦 PC817U4光耦 PC817U5光耦 PC817U6光耦 PC817GNDVCC0IRF4905 IRF4905IRF3205 IRF3205MB1Motor1KR131KR141KR151KR16D2 D3D4 D51KR181KR201KR171KR19GNDGNDGNDPWM1PWM1GNDPWM2PWM2GNDVCC0 VCC0GNDGNDVCC電機(jī)驅(qū)動 圖 312 PNMOS 管 H 橋電機(jī)驅(qū)動原理圖 方案一：采用直流電機(jī)，配合 LM293 驅(qū)動芯片組合。 。 超聲波的主要工作原理 超聲波傳感器的工作原理是陶瓷 的壓電效應(yīng)。在 CSN 為低的情況下， CE 協(xié)同 NRF24L01 的 CONFIG 寄存器共同決定 NRF24L01 的狀態(tài)（掉電、發(fā)射、接收、待機(jī) Ⅰ 、待機(jī) Ⅱ ）。 無線模塊 1234567891011121314151617XTAL218XTAL119GND2021222324252627282930313233343536373839VCC40U1STC12C5A60S2104C110UFC2GND10UFC3VCC110KR1GND1 2Y11918181930pFC430pFC5GNDY230pFC9Y18RX1TX1VCC11RSTCE0DCDINCLKEcho0Trig0Echo1Trig112345678P8無線 NRF24L01GNDVCC3CE1CSNSCKMOSIMISOIRQSCKMISOMOSIIRQCE1CSNP10DJPWM1PWM2INT0INT1BEEP1KR7R8R9R10R11R1210UFC11 圖 34 NRF24L01 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 無線 NRF24L01 簡介 NRF24L01 是 NORDIC 公司最近生產(chǎn)的一款無線通信通信芯片，采用 FSK 調(diào)制，內(nèi)部集成 NORDIC 自己的 Enhanced Short Burst 協(xié)議。 操作簡化內(nèi)部控制邏輯，需要只有一個串行輸入端 (SI)的信號和時鐘。 8. 顯示模塊采用 NOKIA5110 通過 5 個普通 IO 口與單片機(jī)通信， 84x48 的點(diǎn)陣，可以顯示 4 行漢字，能充分滿足需求。 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 6 主要工作原理是通過 STC12C5A60S2 單片機(jī)控制 AD 采集 搖桿的 X,Y 軸電位值，并將電位值通過 NRF24L01 無線模塊發(fā)送給小車，從而控制小車轉(zhuǎn)向和加、減速等。在全國許多卷煙企業(yè)，如青尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 4 島頤中集團(tuán)、玉溪紅塔集團(tuán)、紅河卷煙廠、淮陰卷煙廠， 應(yīng)用激光引導(dǎo)式 AGV 完成托盤貨物的搬運(yùn)工作。 (3)視覺式 視覺引導(dǎo)式 AGV 是的迅速發(fā)展和比較成熟的 AGV，這種 AGV 配備 CCD 攝像機(jī)，傳感器和車載電腦，在車載計(jì)算機(jī)中設(shè)置有 AGV欲行駛路徑周圍環(huán)境圖像數(shù)庫 。 AGV 小車一般配有裝卸機(jī)構(gòu)，可與其它物流設(shè)備自動接口，實(shí)現(xiàn)貨物裝卸與搬運(yùn)的全自動化 過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等： 主要內(nèi)容 1）利用攝像頭采集道路行車線基本信息； 2）分析車體的空間位置； 3）提出車速控制及優(yōu)化方案； 4）舵機(jī)調(diào)節(jié)控制方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 AGV 的另一個特點(diǎn)是高度自動化和高智能化，可以根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變行駛路徑，而且改變運(yùn)行路徑的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線相比非常低廉?；谕瑯拥脑恚绻す鈷呙鑳x被紅外線發(fā)射器，或超聲波發(fā)射取代，激光制導(dǎo)的 AGV 小車可以轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)的 AGV。 (4)煙草、醫(yī)藥、化工、食品 對于處理一些需要在清潔、安全、無排放污染等其他特殊環(huán)境要求的產(chǎn)品生產(chǎn)如煙草、制藥、食品、化工等產(chǎn)品時應(yīng)考慮 AGV 小車的應(yīng) 用。 無線遙控器的設(shè)計(jì)方案 單片機(jī)電路無 線 發(fā) 送 模 塊電 源 模 塊搖 桿 模 塊L C D 顯 示 模 塊 圖 22 無線遙控器 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 無線遙控器主要有 STC12C5A60S2 單片機(jī)主控電路模塊， NRF24L01無線發(fā)射模塊，手機(jī)鋰電池充、供電模塊， NOKIA5110 顯示模塊， TL431 基準(zhǔn)電壓模塊和搖桿模塊等。 7. 速度檢測模塊由紅外對管 ST188 檢測后輪胎轉(zhuǎn)速，然后數(shù)據(jù)處理為速度并實(shí)時顯示在現(xiàn)實(shí)。 像素之間的間隔是 8 微米。鏡頭相關(guān)參數(shù)一旦選定在智能車運(yùn)行難以改變，曝光時間比較容易通過程序控制，因此比較容易實(shí)現(xiàn)的調(diào)整曝光量方法是通過軟件調(diào)整曝光時間。 CE：芯片的模式控制線。 主要技術(shù)參數(shù)： 1. 使用電壓： DC5V； 2. 靜態(tài)電流：小于 2Ma； 3. 電平輸出：高 5V； 4. 電平輸出：低 0V； 5. 感應(yīng)角度：不大于 15 度； 6. 探測距離： 2cm450cm； 7. 高精度：可達(dá) 。 (33) 式中： T 為實(shí)際溫度單位為 ℃ ； V 為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度單位為 錯誤 !未找到引用源。 (4)顯示漢字 顯示漢字可以采用兩種點(diǎn)陣方式，一種是 12*12 點(diǎn)陣，一種是 16*16 點(diǎn)陣。 橋臂上的 4 個場效應(yīng)管相當(dāng)于四個開關(guān)， P 型管在柵極為低電平時導(dǎo)通，高電平時關(guān)閉； N 型管在柵極為高電平時導(dǎo)通，低電平時關(guān)閉。 尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 25 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)框圖 啟 動初 始 化I n i t ( ) 。理論上光尋跡小車智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 23 電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射又能被接收管接收到的測量范圍就能進(jìn)行光電檢測，然而這是一種理想 的結(jié)果。步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)腳輸出，只要施加合適的脈沖序列，電機(jī)可以按照人們的預(yù)定的速度或方向進(jìn)行連續(xù)的轉(zhuǎn)動，便于 控速，但是 軟件程序的 編寫較直流 電機(jī)稍顯復(fù) 雜。液晶顯示具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕、無輻射危害、平面直角顯示以及影 響穩(wěn)定不閃爍、畫面效果好、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。若發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進(jìn)入下一次發(fā)射 。沒有 SPI 接口的單片機(jī)可以利用單片機(jī)的 I/O 口進(jìn)行模擬，內(nèi)部有 FIFO，用于數(shù)據(jù)緩存，因此 NRF24L01 可以與各種高低速微處理器接口，便 于使用低成本單片機(jī)。 (31) Vout 是為白色狀態(tài)下的模擬輸出電壓； Vdrk 是黑暗條件下的模擬輸出電壓； Re 是器件的響應(yīng)性，對于