【正文】 晶模塊，電機(jī)模塊，超聲模塊，所以小車(chē)的主控芯片采用 STC89C52RC芯片，STC89C52RC芯片具有高可靠，超低價(jià)，低功耗，無(wú)法解密的優(yōu)良特性，這樣的的芯片才符合小車(chē)的應(yīng)用要求。Android SDK采用了JAVA語(yǔ)言，通過(guò)給Eclipse安裝ADT插件，使得Eclipse和Android SDK連接進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)。C 3dB帶寬增益乘積：變化斜率：最大輸入偏移電壓：7mV運(yùn)放特點(diǎn)：高增益頻率補(bǔ)償運(yùn)算圖227 LM324引腳圖 安卓平臺(tái)設(shè)計(jì)安卓程序的開(kāi)發(fā)使用了Eclipse + Android SDK 搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境。LM324的主要參數(shù)：放大器數(shù)目：4個(gè)帶寬：針腳數(shù)：14工作溫度：0176。 藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)控制設(shè)計(jì)因?yàn)橹匦略O(shè)計(jì)藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)的技術(shù)困難比較大，因此選用現(xiàn)有的穩(wěn)定可靠的藍(lán)牙耳機(jī)搭配使用。1602主要參數(shù)：工作電壓： 5V對(duì)比度：可調(diào)節(jié)字符尺寸： mm 顯示方式：16列2行藍(lán)底白字圖225 1602實(shí)物圖 電源控制設(shè)計(jì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電機(jī)會(huì)對(duì)單片機(jī)和放大電路產(chǎn)生影響，因此單片機(jī)和放大電路需要獨(dú)立供電。US100主要參數(shù)：工作電壓：DC 感應(yīng)角度：15度探測(cè)距離：2cm 450cmUART模式下串口配置：波特率9600，起始位1位，停止位1位，數(shù)據(jù)位8位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，無(wú)流控制。/64直流電阻：200Ω177。本設(shè)計(jì)使用BYJ系列永遠(yuǎn)磁減速28BYJ48型步進(jìn)電機(jī)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及資源分配 處理器本設(shè)計(jì)使用了STR89c52rc單片機(jī)作為處理器，之所以選用該處理器，是因?yàn)槠鋼碛泻芨叩男詢(xún)r(jià)比，高可靠，而且擁有很小的體積，使得設(shè)計(jì)工作便于開(kāi)展。那么小車(chē)進(jìn)入高速前進(jìn)模式。圖2122 控制界面設(shè)計(jì)圖選擇手動(dòng)控制模式，則小車(chē)狀態(tài)進(jìn)入手動(dòng)切換模式，可以實(shí)現(xiàn)前行，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)功能，以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)。 安卓軟件功能設(shè)計(jì)及工作流程主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后，智能手機(jī)通過(guò)操控界面，發(fā)送給控制器相應(yīng)的手動(dòng)，變速，自動(dòng)模式信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)位于小車(chē)上的藍(lán)牙耳機(jī)端接收，通過(guò)LM324放大器將信號(hào)放大至51控制器可以處理的范圍。如圖2122所示：圖2122 超聲波模式框圖在自動(dòng)模式，小車(chē)默認(rèn)前行，此時(shí)小車(chē)遇到障礙物，控制器將驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制超聲波傳感器，得到小車(chē)距離障礙物的距離，當(dāng)距離大于20cm，小車(chē)前行，反之小車(chē)停止，然后得到小車(chē)左方距離L與右方距離R，如果L大于R，則小車(chē)左轉(zhuǎn)90度前行，反之右轉(zhuǎn)90度前行，如果L與R均小于20，則小車(chē)旋轉(zhuǎn)180度，離開(kāi)障礙區(qū)，從而完成避障。然后用步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)載動(dòng)超聲波，檢測(cè)左右方向的距離，再通過(guò)比較左右距離智能選擇轉(zhuǎn)彎方向。 智能小車(chē)控制程序設(shè)計(jì)及工作流程 主程序流程圖主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后，控制器每間隔10ms利用T1進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，在10ms內(nèi)計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，以脈沖個(gè)數(shù)來(lái)判定進(jìn)行相關(guān)的工作模式，脈沖個(gè)數(shù)的不同則會(huì)進(jìn)入相關(guān)的工作模式。實(shí)現(xiàn)小車(chē)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)遙控功能，可以遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)對(duì)小車(chē)左右轉(zhuǎn)彎，以及前進(jìn)后退，并利用超聲波傳感器進(jìn)行避障，利用1602液晶顯示小車(chē)行駛狀態(tài)。另一個(gè)是利用超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壁障功能和智能實(shí)時(shí)測(cè)距。2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)功能本作品主要能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要功能，一個(gè)是能實(shí)現(xiàn)android手機(jī)移動(dòng)終端來(lái)遙控智能車(chē)。另一個(gè)是利用超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壁障功能和智能實(shí)時(shí)測(cè)距。 課題的任務(wù)及意義本作品主要能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主要功能，一個(gè)是能實(shí)現(xiàn)android手機(jī)移動(dòng)終端來(lái)遙控智能車(chē)。而移動(dòng)機(jī)器人比賽就是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，目前許多國(guó)家己經(jīng)把移動(dòng)機(jī)器人比賽作為創(chuàng)新教育的戰(zhàn)略性手段。智能小車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，有很大的擴(kuò)展空間，稍加改動(dòng)便可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中，也可作為高校學(xué)生以及廣大機(jī)器人愛(ài)好者學(xué)習(xí)研究使用。本題目設(shè)計(jì)的是具有自動(dòng)避障功能的智能小車(chē)，其設(shè)計(jì)思想與一些日常生活迫切需要的機(jī)器人（如測(cè)距機(jī)器人，搜索機(jī)器人，管道探傷機(jī)器人）類(lèi)似。與普遍意義上的機(jī)器人相比智能小車(chē)制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，程序調(diào)試方便，具有很強(qiáng)的趣味性，為此其深受廣大機(jī)器人愛(ài)好者以及高校學(xué)生的喜愛(ài)。因此大力發(fā)展我國(guó)的機(jī)器人事業(yè)刻不容緩。與世界機(jī)器人總裝機(jī)臺(tái)數(shù)7500萬(wàn)臺(tái)相比，中國(guó)總裝機(jī)量?jī)H占萬(wàn)分之十六。國(guó)外研究機(jī)構(gòu)正試圖將機(jī)器人應(yīng)用于人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。在國(guó)外機(jī)器人的發(fā)展有如下趨勢(shì)。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展人們發(fā)明了各式各樣的具有感知，決策，行動(dòng)和交互能力的機(jī)器人，自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生以來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域。54基于安卓手機(jī)的遙控超聲波避障智能小車(chē)1. 緒論 智能小車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 課題背景智能移動(dòng)機(jī)器人，是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信總處理及智能控制的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也在逐步深入和細(xì)化。本智能小車(chē)系統(tǒng)最誘人的前景就是可用于未來(lái)的智能汽車(chē)上了，當(dāng)駕駛員因疏忽或打瞌睡時(shí)這樣的智能汽車(chē)的設(shè)計(jì)就能體現(xiàn)出它的作用。超聲波作為智能車(chē)避障的一種重要手段，以其避障實(shí)現(xiàn)方便，計(jì)算簡(jiǎn)單，易于做到實(shí)時(shí)控制，測(cè)量精度也能達(dá)到實(shí)用的要求，在未來(lái)汽車(chē)智能化進(jìn)程中必將得到廣泛應(yīng)用?；诎沧渴謾C(jī)的遙控超聲波避障智能車(chē)設(shè)計(jì)方案引言本設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)多功能小車(chē)的智能避障模式，設(shè)計(jì)中的理論方案、分析方法及特色與創(chuàng)新點(diǎn)等可以為自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)器人、采礦勘探機(jī)器人、家用自動(dòng)清潔機(jī)器人等自動(dòng)半自動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與普及有一定的參考意義。同時(shí)小車(chē)可以作為玩具的發(fā)展對(duì)象，為中國(guó)玩具市場(chǎng)技術(shù)含量的缺乏進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，形成商業(yè)價(jià)值。我國(guó)作為一個(gè)世界大國(guó)，在高科技領(lǐng)域也必須占據(jù)一席之地，未來(lái)汽車(chē)的智能化是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然的，在這種情況下研究超聲波在智能車(chē)避障上的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義，這將對(duì)我國(guó)未來(lái)智能汽車(chē)的研究在世界高科技領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位具有重要作用。如果汽車(chē)偏離車(chē)道或距障礙物小于安全距離時(shí)，汽車(chē)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員注意，如果駕駛員沒(méi)有及時(shí)作出反應(yīng)，汽車(chē)就會(huì)自動(dòng)減速或?？坑诼愤?。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。 移動(dòng)機(jī)器人的研究不僅可以推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展，同時(shí)其應(yīng)用必將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研究成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。近年來(lái)機(jī)器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式，隨著它在人類(lèi)生活領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，將會(huì)給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了巨大的影響。一方面機(jī)器人在制造業(yè)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣闊，其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度越來(lái)越高，功能也越來(lái)越強(qiáng)，并向著技術(shù)和裝備成套化的方向發(fā)展；另一方面，機(jī)器人向著非制造業(yè)應(yīng)用以及微小型方向發(fā)展，如表演型機(jī)器人，服務(wù)機(jī)型器人，機(jī)器人玩具等。在我國(guó)機(jī)器人主要應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)在的總裝機(jī)量約為120000臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)機(jī)器人占有量約為 1/3，即40000多臺(tái)。對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)擁有13億人口的大國(guó)來(lái)說(shuō)，僅在機(jī)器人數(shù)量上就和發(fā)達(dá)國(guó)家有著很明顯的差距。智能小車(chē)可以理解為機(jī)器人的一種特例，它是一種能夠通過(guò)編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽每年都設(shè)有智能小車(chē)類(lèi)的題目，由此可見(jiàn)國(guó)家對(duì)高校機(jī)器人研究工作的重視程度。由于采用了超聲波傳感器，它不受光照強(qiáng)弱和能見(jiàn)度的影響，能耗低，靈敏度高，即使在較復(fù)雜的環(huán)境內(nèi)也可以工作。 該課題當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)國(guó)家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，它涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測(cè)量、人工智能、傳感技術(shù)等等，是眾多領(lǐng)域的高科技。移動(dòng)機(jī)器人比賽是一種高科技對(duì)抗活動(dòng)，各國(guó)專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽，不斷推進(jìn)了在競(jìng)賽型移動(dòng)機(jī)器人方面的研究，不斷改進(jìn)機(jī)器人尋址速度和算法研究，試圖讓機(jī)器人更接近智能化，它集高科技、娛樂(lè)和比賽于一體，引起了各國(guó)的廣泛關(guān)注和極大興趣，從而推動(dòng)了移動(dòng)機(jī)器人研究的熱潮。通過(guò)安卓客戶(hù)端可以對(duì)小車(chē)進(jìn)行前后左右遙控以及對(duì)手動(dòng)自動(dòng)模式切換，還可以切換小車(chē)速度。障礙物檢測(cè)是智能機(jī)器人、智能車(chē)輛對(duì)周邊環(huán)境感知技術(shù)研究領(lǐng)域中的重要組成部分，以單片機(jī)為核心的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度較高、測(cè)距較長(zhǎng)、可靠性較高的障礙物檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)智能移動(dòng)機(jī)器人的研究有很重要的社會(huì)意義。通過(guò)安卓客戶(hù)端可以對(duì)小車(chē)進(jìn)行前后左右遙控以及對(duì)手動(dòng)自動(dòng)模式切換，還可以切換小車(chē)速度。以下是基本功能：1. 小車(chē)整體基于智能手機(jī)無(wú)線(xiàn)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，手動(dòng)運(yùn)行，切換速度模式；2. 自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，小車(chē)可以左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)，前進(jìn)倒退，避障，車(chē)速可時(shí)時(shí)變化；3. 切換速度模式，小車(chē)可實(shí)現(xiàn)變速；4. 步進(jìn)電機(jī)控制US100超聲波左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)90度，以避障；5. 小車(chē)上有顯示功能，顯示小車(chē)的控制狀態(tài)以及與障礙物間的距離；以下是小車(chē)整體功能圖，如圖211所示：圖211 小車(chē)整體功能圖 硬件系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及工作流程 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2111所示：圖2111 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖智能小車(chē)整體利用藍(lán)牙耳機(jī)接收智能手機(jī)控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)過(guò)LM324信號(hào)放大器放大后，交由51控制器處理。 電源供電結(jié)構(gòu)電源供電結(jié)構(gòu)如圖2112所示：圖2112 電源供電結(jié)構(gòu)圖電源供電模塊采用2節(jié)18620電池供電，一方面對(duì)其降壓到5v，供單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，超聲波模塊，1602液晶，直流電機(jī)用電，另一方面將5v電壓生壓至7v，利用電磁繼電器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速功能。如圖2121所示：圖2121 主程序流程圖當(dāng)freqSign為1，則小車(chē)進(jìn)入自動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模式功能；當(dāng)freqSig為2，則小車(chē)倒退；當(dāng)freqSig為3，則小車(chē)左轉(zhuǎn)；當(dāng)freqSig為4，則小車(chē)右轉(zhuǎn)；當(dāng)freqSig為5，則小車(chē)進(jìn)入切換速度模式，實(shí)現(xiàn)切換速度模式功能；當(dāng)freqSig為6，則小車(chē)前行； 超聲波模式框圖超聲波自動(dòng)壁障模塊我們選用市場(chǎng)上現(xiàn)有的超聲波測(cè)距模塊檢測(cè)小車(chē)與障礙物的距離。同時(shí)，超聲波模塊所測(cè)距離還可以用于自動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。當(dāng)小車(chē)距離障礙物的距離大于40cm，那么小車(chē)進(jìn)入高速前進(jìn)模式，反之進(jìn)入低速前進(jìn)模式，直至選擇其他模式功能，小車(chē)狀態(tài)才會(huì)從自動(dòng)模式切換?？刂平缑嬖O(shè)計(jì)如圖2122所示。選擇自動(dòng)模式功能，則小車(chē)狀態(tài)進(jìn)入自動(dòng)切換模式，小車(chē)默認(rèn)前行，如果遇到障礙物，控制器將驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制超聲波傳感器，得到小車(chē)距離障礙物的距離，從而避障，如果小車(chē)距離障礙物的距離大于40cm。選擇變速功能，則小車(chē)進(jìn)入變速模式，小車(chē)的速度實(shí)現(xiàn)高速到低速或者低速到高速功能。STR89C52RC內(nèi)部資源：最高時(shí)鐘頻率：0Mhz 80MHzFlash程序存儲(chǔ)器：8KB定時(shí)器：3個(gè)中斷源：4個(gè)