【文章內(nèi)容簡介】 功后的使用方法與串口的使用方法一樣，故同樣是將藍牙接口TXD、VCC接高電平，GND接地即可正常使用。 本章總結本章主要分析了小車實現(xiàn)各個功能所需的硬件設備，硬件選擇，硬件設備連接等問題，主要包括主控硬件、循跡硬件、驅(qū)動硬件、電源硬件、藍牙硬件等，通過對硬件的分析與設計，為小車能正常運行做好的硬件方面的準備工作。4 軟件的設計與實現(xiàn) 概述 在基于單片機的系統(tǒng)設計中，除了要對系統(tǒng)硬件進行設計外，還要對系統(tǒng)的軟件進行設計。在本設計之中，大量的執(zhí)行工作需要對程序進行設計，這一工作對于系統(tǒng)而言尤為重要。在編寫程序時，要注意一下幾點要求： ，即軟件反應、執(zhí)行速度快。，即要求既要完成目標，又要以最簡潔的方式表述出來。，即程序擁有較強的適應能力，在功能需要拓展時可以方便的修改。，即在系統(tǒng)運行過程中因為軟件方面的故障而造成的系統(tǒng)錯誤盡可能的少。此外，在用C語言進行程序設計時，具體步驟如下： ，確定軟件所要實現(xiàn)的功能。，建立數(shù)學模型。，構成一個完整的程序。最后，在程序設計的過程中，應注意一下幾點要求： 、模塊盡量層次化。，節(jié)省內(nèi)存。，軟件布局要清晰。 軟件的結構設計在本設計中，軟件的結構設計采用了模塊化的結構設計，將整個系統(tǒng)分成五大模塊，包括主程序模塊、循跡程序模塊、電機程序模塊、藍牙通信程序模塊、位置判斷程序模塊等，依次設計系統(tǒng)整體軟件結構和各個模塊的軟件結構，最后再將其匯總成為一個完整系統(tǒng)。系統(tǒng)的軟件結構圖如圖41所示。圖41系統(tǒng)軟件結構圖 主要模塊的實現(xiàn) 循跡流程圖如圖42所示。圖42循跡流程圖小車在啟動后會直接進入循跡路段，正常直行情況下，有且只有中間兩路QTI裝置(中左與中右)將能夠探測到黑線。而在執(zhí)行前進過程中，會因為一些因素而造成略微偏離軌道，此時，小車的中間兩路QTI裝置可能將會存在其中一路脫離黑線。此時，則應向單片機發(fā)出調(diào)整指令，改變小車的行駛狀態(tài)，使其回歸黑線中央行駛。當小車來到拐彎路段時，外部兩個QTI裝置(左與右)將會探測到黑線，表明小車來到拐彎路段，則應向單片機發(fā)出調(diào)整指令，改變小車的行駛狀態(tài)，使其完成拐彎任務。而當小車到達定位處時，四路QTI循跡裝置將全部探測到黑線，此時則應向單片機發(fā)出計數(shù)自加指令后使小車繼續(xù)向前行駛。 電機驅(qū)動流程圖電機驅(qū)動流程圖如43所示。圖43電機驅(qū)動功能流程圖在兩個小車進行通信時，按照預期，隨著兩個小車的位置變化，兩個小車的行駛速度也應該隨之變化。在此設計中，整個軌道共有8個定位點。對于小車A，速度變化是從檢測到定位點時開始的，所以小車A的驅(qū)動流程圖應從檢測到定位點開始。而對于小車B，速度變化是在中斷中產(chǎn)生的，所以小車B的驅(qū)動流程圖應從中斷中開始。此外，本設計的要求是使小車B跟隨小車A行駛，使得小車A 與小車B的距離始終保持在大約等于兩個定位點間的距離。因此，想要確定兩個小車的速度，首先要計算兩個小車距離。本設計是通過計算兩小車共檢測到的定位點數(shù)之差來判斷兩個小車的距離。當兩個小車所探測到的定位點數(shù)相差為1，表示兩車距離適中，驅(qū)動電機使兩車都快速行駛；當兩個小車探測到的定位點數(shù)相同，表示兩車距離過近，驅(qū)動電機使前車快速行駛而后車慢速行駛，從而拉大兩車間距；而當兩個小車所探測到的定位點數(shù)相差大于1，表示兩車距離過遠，驅(qū)動電機使前車慢速行駛而后車快速行駛，以此來縮短兩車距離。另外，前車發(fā)生故障時，應使得后車在與其距離過近時自動停車，防止出現(xiàn)兩車相撞的情況。 位置判斷流程圖位置判斷流程圖如圖44所示。圖44 位置判斷流程圖本設計中，兩個小車需要構成一個協(xié)作的系統(tǒng)平臺，因此，需要不斷地判斷自己的位置。在此設計中，在完整軌道中平均選擇了8個定位點，在小車途經(jīng)這8個定位點時，單片機選擇一個變量來計算小車在行駛過程中所經(jīng)過的總點數(shù)，從而來大致判斷小車的所在位置。當計數(shù)達到8時，表示小車已經(jīng)運行了一整圈回到出發(fā)點，故計數(shù)清零。軌道圖如圖45所示。圖45 軌道圖 藍牙通信流程圖在本設計中，兩個小車要通過相互協(xié)作來構成一個智能小車系統(tǒng)，因此，在小車運行過程中，兩小車需要在必要的時刻相互通信并發(fā)送指令。在此系統(tǒng)中，小車A為整個系統(tǒng)的中樞，一切信息要在小車A的單片機中進行運算處理，再將控制命令由小車A發(fā)出。藍牙通信流程圖如圖46所示。圖46 藍牙通信流程圖 本章小結本章首先介紹了針對軟件設計的要求、過程等注意事項，然后系統(tǒng)的介紹了針對本設計的軟件結構各個模塊的設計方案、思路，并列出了各個主要模塊的設計流程圖。5 系統(tǒng)功能測試在完成系統(tǒng)的設計與制作后，必須要對所設計的系統(tǒng)進行測試。通過測試，檢測需要單片機所完成的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。 系統(tǒng)功能測試測試過程中，首先依次對各個小車進行單獨的模塊功能測試，然后再進行整個系統(tǒng)的功能測試。即首先分別對小車A、小車B進行單獨循跡功能的測試，查看小車A、B的性能。然后再將小車A、B通過藍牙連接相互通信，測試整個系統(tǒng)的性能。小車A循跡功能單獨測試，結果如表51所示。表51 小車A循跡測試結果第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈 1 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 6 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成卡頓完成 完成 卡頓完成 完成 完成卡頓完成 卡頓小車B循跡功能單獨測試，結果如表52所示。表52 小車B循跡測試結果第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈 1 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成卡頓完成 完成 完成 完成系統(tǒng)性能測試，結果如表53所示。表53 系統(tǒng)功能測試結果第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈運行正常 運行正常小車A在定位點3處連續(xù)探測到2次定位標志，造成出錯運行正常 運行正常 測試結果分析小車A在運行過程中，由于傳感器、電機等設備問題，有時會造成中途卡頓，導致小車無法正常運行，但總體結果基本正確，不影響實驗結果。小車B與小車A相比，運行較為流暢，基本可以正常運行，很少會出現(xiàn)故障，達到預期目標。在整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行時，除了小車偶爾發(fā)生的卡頓意外，基本不會造成其他故障，基本可以達到預期的效果?？傮w而言，主要是由于傳感器并不精確，在室內(nèi)光線、太陽光等燈光的影響下，偶爾會導致運行出現(xiàn)故障。但從整體來看，基本功能都可以正常實現(xiàn)，不影響觀測結果，系統(tǒng)基本能夠正常運行。6 結論與展望 結論在本設計中，A、B兩個小車的控制核心都選用的是AT89S52單片機，這使得小車具有較好的穩(wěn)定性和持續(xù)性。循跡裝置選擇的是體積小、功耗低、應用方便、集成度高的QTI傳感器DMS53401。電機選擇的是兩輪獨立的直流伺服電機，通過控制兩個輪不同的轉(zhuǎn)速來改變方向。車間通信選擇的是藍牙通信裝置HC05，它具有較高的可靠性，可以保證兩車順利的完成通信功能。在小車運行的過程中，利用QTI傳感器來實時監(jiān)測小車的路面信息，單片機接收并處理傳感器監(jiān)測到的信號，將運動控制指令發(fā)送給電機，使得小車正常行駛。此外，兩個小車還通過藍牙裝置進行車間通信，并根據(jù)兩車的狀態(tài)調(diào)整小車的運動狀況。該系統(tǒng)最終能夠完成的功能有：循跡、變速、保持兩車間距穩(wěn)定、緊急停車。 展望本智能小車系統(tǒng)最主要的前景是運用到無人駕駛汽車上。一方面，可以通過小車系統(tǒng)的車間通信規(guī)劃行車路徑，充分利用現(xiàn)有的道路資源，提高道路利用率，減少堵車事件的發(fā)生；另一方面，還通過安裝各種傳感器感知路面狀況來避免交通事故的發(fā)生。參考文獻：[1] ，西安電子科技大學出版社， [2] ， [3] ，2002年[4] ， [5] ：機械工業(yè)出版社， [6] ， [7] ， [8] ， [9] , , , , traffic lights using cartocar Vehicular Technology Conference,2007 [10] Seki of DSRC in Center,Japan Automobile Research Institute,2002致謝歷時四個多月的本科畢業(yè)論文即將完成了，心中有著許多感慨。這幾個月來，從最初的選題、查找資料、撰寫開題報告、選擇零件設備、學習軟硬件的使用、測試、撰寫初稿、以及后期的論文修改，無時無處不存在盧教授的幫助和指導，這一幕幕都在我的腦海中留下了深深的印象，這讓我的心中有著無限的感激和感動。由于考研復試占用了一定的設計論文的時間，所以在開始畢業(yè)設計的時侯時間已經(jīng)有點兒緊張。在回到學校開始做畢業(yè)設計的前兩個月，幾乎每天都呆在實驗室。在此，我非常感謝仝老師提供給我的實驗環(huán)境。如果沒有一個理想的實驗環(huán)境，我的論文和設計根本無法在短短的幾個月內(nèi)完成。同時，在這一年里，我也查閱了不少的資料，這些資料使我的論文更加完整。所以，非常感謝大同大學圖書館，感謝參考文獻中的每一位作者。最后，還要感謝我的同學、朋友在我做畢業(yè)設計時為我提供的幫助和支持！第三篇：基于CMOS的智能小車視覺系統(tǒng)的設計基于CMOS的智能小車視覺系統(tǒng)的設計摘要：本文主要介紹了基于CMOS數(shù)字圖像攝像機在智能小車項目中構建視覺系統(tǒng)的應用。首先介紹了智能小車視覺監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構成。再敘述了視覺圖像監(jiān)控軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)從功能上主要分成六個模塊，整個軟件系統(tǒng)通過六個模塊協(xié)調(diào)工作，共同完成任務。實驗表明，本文所敘述方案設計的有效性和正確性，并具備一定參考和實用價值。關鍵詞：CMOS；視覺監(jiān)控系統(tǒng)；障礙物識別中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：前言智能小車，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。智能小車對環(huán)境的感知能力要求智能小車具有環(huán)境感知傳感器，隨著機器視覺理論的發(fā)展以及視覺系統(tǒng)本身具有的優(yōu)勢，視覺傳感器己是最重要的選擇。智能小車視覺系統(tǒng)的總任務是環(huán)境感知。視覺感知是利用圖像輸入系統(tǒng)加上圖像處理分析系統(tǒng)來完成的。而其最主要和最基本的功能就是視頻圖像的檢測識別和預警，即確定智能小車所觀察各種復雜環(huán)境中是否出現(xiàn)障礙物，并對其安全行駛起到輔助作用。本文主要針對自主開發(fā)的智能小車，選用新型高集成度的硬件設備，配合以VC++模塊化程序設計的軟件系統(tǒng)進行視覺系統(tǒng)的開發(fā)。 智能小車視覺系統(tǒng)硬件設計思想智能小車的視覺系統(tǒng)是要為智能小車開發(fā)具有類似人類視覺能力。智能小車視覺系統(tǒng)是模仿人類的視覺系統(tǒng)進行搭建。是以計算機為中心，由視覺傳感器、圖像采集卡等構成。 硬件選用根據(jù)智能小車的自身特點，要求其視覺系統(tǒng)平臺的搭建滿足體積小、重量輕、功耗小、高適應性、成像速度快、可靠傳輸性強、性價比高等特點。經(jīng)過綜合考慮本實驗選用MVC1000SA數(shù)字攝像機，并同時選配LM12JCM的光學鏡頭。MVC1000SA 數(shù)字攝像機是由CMOS數(shù)字圖像傳感器芯片、芯片外圍電路及集成的顯示控制器的圖像采集卡構成。通過Gigabit Ethernet數(shù)字接口，連接于計算機的千兆網(wǎng)卡和計算機進行數(shù)據(jù)的通信。 其他配件智能小車動力采用36V直流充電電瓶，MVC1000SA數(shù)字圖像攝像機使用12V直流供電。因此需要設計專門的攝像機供電電源。在要求輸出電壓是固定標準值，且技術要求不是很高的穩(wěn)壓電源時，可選擇三端固定輸出電壓式集成穩(wěn)壓器，本次設計選擇W78XX系列集成穩(wěn)壓器得到正電壓的輸出。7812，7824．是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓分別為+24V和＋12V，最大輸出電流為1A。它內(nèi)部含有限流保護、過熱保護和過壓保護電路，采用噪聲低、溫度