基于單片機(jī)智能循跡小車(chē)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 19:59本頁(yè)面
【正文】 歷了三代技術(shù)創(chuàng)新變革： 第一代循跡小車(chē)是可編程的示教再現(xiàn)型，不裝載任何傳感器，只是采用簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制，通過(guò)編程來(lái)設(shè)置循跡小車(chē)的路徑與運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在工作過(guò)程中，不能根據(jù)環(huán)境的變化而改變自身的運(yùn)動(dòng)軌跡。第三代循跡小車(chē)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)成感官系統(tǒng)，通過(guò)采集外部的環(huán)境信息，精確地描述外部環(huán)境的變化。為了讓循跡小車(chē)能獨(dú)立工作，一方面應(yīng)具有較高的智慧和更廣泛的應(yīng)用，研究各種新機(jī)傳感器，另一方面，也掌握多個(gè)多類傳感器信息融合的技術(shù)，這樣循跡小車(chē)可以更準(zhǔn)確，更全面的獲得所處環(huán)境的信息[1]。至今世界上有超過(guò)2100個(gè)廠家把大約2萬(wàn)臺(tái)大型或小型的AGV小車(chē)應(yīng)用到自己的倉(cāng)庫(kù)中。(2)制造業(yè)在制造業(yè)的的生產(chǎn)線中AGV小車(chē)大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運(yùn)送任務(wù)。在1974年瑞典的沃爾沃卡爾馬的汽車(chē)組裝廠，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性，使用以AGV小車(chē)為載運(yùn)工具的裝配線，采用該裝配線后，減少了20%裝配時(shí)間、減少了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。近年來(lái)，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(chē)使用最廣泛的領(lǐng)域。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。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(chē)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。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(pán)貨物的搬運(yùn)工作。在鋼鐵廠，AGV小車(chē)負(fù)責(zé)爐料運(yùn)輸，大大降低了工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度。AGV小車(chē)可在黑暗環(huán)境中，準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)輸物料[3]。自動(dòng)汽車(chē)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。這樣一個(gè)認(rèn)識(shí)事物、分析事物和處理信息的過(guò)程稱之為信息融合過(guò)程。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(guò)程[4]。本文主要由五章組成，第1章為緒論，主要講述循跡小車(chē)的發(fā)展歷程及在目前所應(yīng)用領(lǐng)域中的作用。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。通過(guò)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(guò)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(chē)循跡。在AT89C51芯片的P0口連接信號(hào)的采集；經(jīng)過(guò)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）。F一個(gè)）。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。資源足夠用于智能小車(chē)的設(shè)計(jì)。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(chē)的主控芯片，MSP430F1611是一款超低功耗單片機(jī)，,48 位I/O 口線，16Bit RISC 架構(gòu)，但相應(yīng)硬件復(fù)雜，軟件編寫(xiě)相對(duì)難度大，而且價(jià)格昂貴，用于智能小車(chē)資源過(guò)剩，造成浪費(fèi)。 智能循跡小車(chē)電源模塊的選擇方案一：直接用直流電源供電。雖然直接用直流電源供電，功率大，但由于有電源供電線的限制，這樣就會(huì)對(duì)小車(chē)的行動(dòng)造成諸多不便，為了能使小車(chē)能夠簡(jiǎn)便地行駛，只能放棄這一方案。 智能循跡小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的選擇方案一：采用分立元件制作而成的H橋驅(qū)動(dòng)電路作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。方案二：采用專門(mén)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N驅(qū)動(dòng)電機(jī)，性能穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)不斷試驗(yàn)，L298N能夠很穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，也易于控制，所以，本設(shè)計(jì)采用了這一方案。紅外對(duì)管的工作原理是：由紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，紅外線遇到黑線后反射回來(lái)，再被紅外接收管接收，再經(jīng)過(guò)電壓比較器輸出高低電平給單片機(jī)識(shí)別。方案二：采用交流調(diào)制紅外避障電路。然后再給單片機(jī)識(shí)別。因此，這一方案不可靠。 模塊設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用專用驅(qū)動(dòng)芯片L298N作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。L298N的7引腳為一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸入端，12引腳為另一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸入端，3引腳為一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸出端，114引腳為另一個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)輸出端，通過(guò)單片機(jī)對(duì)L298N的輸入端進(jìn)行指令控制，就能實(shí)現(xiàn)直流減速電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而控制小
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