基于單片機(jī)智能循跡小車畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-10-03 18:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 39%組裝錯(cuò)誤，減少了 57%投資資金回收時(shí)間以及減少了 5%的員工費(fèi)用。目前，在世界主 要的汽車生產(chǎn)廠家，如通用、豐田、克萊斯勒、大眾 AGV 小車已被廣泛應(yīng)用。近年來，作為CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems，直譯為基于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng) )的基礎(chǔ)搬運(yùn)工具， AGV 已經(jīng)深入到機(jī)械加工，家電制造，微電子制造，煙草等行業(yè)，生產(chǎn)業(yè)和加工業(yè)已成為 AGV 小車使用最廣泛的領(lǐng)域。 (3)郵局、圖書館、港口碼頭和機(jī)場(chǎng) 在郵局，圖書館，碼頭和機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓等人口密集的公眾場(chǎng)所，存在著大量的物品的運(yùn)送工作，充滿不定性和動(dòng)態(tài)性強(qiáng)的特點(diǎn)，搬運(yùn)過程往往也很單一。 AGV有著可并行工作 、 自動(dòng)化 、 智能化和處理靈活的特點(diǎn)，可以很好的滿足這些場(chǎng)合的運(yùn)輸要求。 1983 年瑞典的 大斯得哥爾摩郵局 ， 1988 年日本東京的多摩郵局 ，1990 年中國(guó)上海的 郵政相繼 開始使用 AGV 小車來完成郵品的搬運(yùn)工作。在荷蘭的鹿特丹港口， 50 輛被稱為 “院子里的拖拉機(jī) ”的 AGV 小車每天都在把集裝箱 從船邊運(yùn)送到幾百米以外的倉(cāng)庫(kù)中。 (4)煙草、醫(yī)藥、化工、食品 對(duì)于處理一些需要在清潔、安全、無(wú)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(shí)應(yīng)考慮 AGV 小車的應(yīng)用。在全國(guó)許多卷煙企業(yè)，如青島頤中集 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。 (5)危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè) 在軍事方面，以 AGV 小車為基礎(chǔ)有著自動(dòng)駕駛和檢測(cè)功能的設(shè)備，可用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察和掃雷，英國(guó)軍方正在開發(fā) MINDER 偵察系統(tǒng)，這是一種具有地雷探測(cè) 、銷毀和路線驗(yàn)證能力自動(dòng)型偵察車。在鋼鐵廠， AGV 小車負(fù)責(zé)爐料運(yùn)輸，大大降低了工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度。在核電廠的核儲(chǔ)存地點(diǎn)使用 AGV 小車，以避免輻射的 7 危險(xiǎn)。 AGV 小車可在黑暗環(huán)境中，準(zhǔn)確 、 可靠的運(yùn)輸物料 [3]。 智能循跡小車研究中的關(guān)鍵技術(shù) 現(xiàn)在全世界越 來越多的國(guó)家都在做著研究智能化、多樣化的自動(dòng)汽車導(dǎo)航的工作。自動(dòng)汽車導(dǎo)航是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅應(yīng)具有正常的運(yùn)動(dòng)功能的成分，而且還應(yīng)具有任務(wù)分析，路徑規(guī)劃，信息感知，自主決策等類似人類的智能行為。 人類可以利用自己的聽覺、視覺、味覺、觸覺等功能獲取事物的信息，人類的大腦再根據(jù)已經(jīng)掌握的知識(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析，從而全面了解認(rèn)知事物。這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)事物、分析事物和處理信息的過程稱之為信息融合過程。多傳感器信息融合的基本原理就是模仿人類大腦的這個(gè)過程，得到一個(gè)對(duì)復(fù)雜對(duì)象的一致性解釋或結(jié)論。多傳感器信息融合 是協(xié)調(diào)多個(gè)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(cè)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(duì)物體或環(huán)境的一致性描述的過程 [4]。 多傳感器信息融合具有許多性能上的優(yōu)點(diǎn)： (1)增加了系統(tǒng)的生存能力； (2)減少了信息的模糊性； (3)擴(kuò)展了采集數(shù)據(jù)覆蓋范圍； (4)增加了可信度； (5)改善了探測(cè)性能； (6)提高了空間的分辨力； (7)改善了系統(tǒng)的可靠性 (8)信息的低成本性 [5]。 本文主要由五章組成，第 1 章為緒論，主要講述循跡小車的發(fā)展歷程及在目前所 應(yīng)用領(lǐng)域中的作用。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。第 3 章是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其中包含單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)，光電傳感器模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。第 4 章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要介紹的是軟件實(shí)現(xiàn)過程的框圖。第 5 章是對(duì)硬件和軟件的調(diào)試，最終保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 8 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單明了的設(shè)計(jì)方案。通過高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成的傳感器循跡模塊判斷黑線路經(jīng)，然后由 STC89C52 通過 IO 口控制 L298N 驅(qū)動(dòng)模塊改變兩個(gè)直流電機(jī)的工作狀態(tài)，最后實(shí)現(xiàn)小車循跡。 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 方案方框圖 4 詳細(xì)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 電路原理圖 此設(shè)計(jì)的整體方案是：用 AT89C51 單片機(jī)做信號(hào)的采集和處理。在 AT89C51芯片的 P0 口連接信號(hào)的采集；經(jīng)過單片機(jī)的處理，然后在 P1 口輸出處理后的信號(hào)，送給驅(qū)動(dòng)電路（驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的芯片）。整體 設(shè)計(jì)框圖 如圖所示： 9 系統(tǒng)的總體架構(gòu) 圖 最小系統(tǒng)用的元器件有：電阻（ 100Ω 和 各一個(gè) ） 、晶振（ 12MHZ）、瓷片電容（ 30pF，兩個(gè)）、電解電容（ 10181。F 一個(gè)）。單片機(jī)最小 系統(tǒng)電路圖如下： 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 10 整體電路如圖所示 : 整體轉(zhuǎn)換電路圖 器件選擇 智能循跡小車的主控芯片的選擇 方案一： 采用 Atmel 公司的 AT89S52 單片機(jī)作為智能小車的主控芯片， AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，工作電壓為 5V， 32 個(gè) I/O口，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。該芯片價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，操作簡(jiǎn)單，硬件與軟件設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。大學(xué)生廣泛用于 單片機(jī)學(xué)習(xí)與創(chuàng)作。資源足夠用于智能小車的設(shè)計(jì)。因此，本設(shè)計(jì)選擇了此芯片。 方案二： 采用德州儀器公司生產(chǎn)的 F 系列單片機(jī) MSP430F1611 作為智能小車的主控芯片， MSP430F1611 是一款超低功耗單片機(jī)，工作電壓范圍為,48 位 I/O 口線， 16Bit RISC 架構(gòu) ，但相應(yīng)硬件復(fù)雜，軟件編寫相對(duì)難度大，而且價(jià)格昂貴，用于智能小車資源過剩，造成浪費(fèi)。經(jīng)過討論，我們放棄了此方案。 11 智能循跡小車電源模塊的選擇 方案一： 直接用直流電源供電。采用 LM7812 和 L
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