电动智能小车的设计毕业论文.docx
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1、毕业论文电动智能小车的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业
2、设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留
3、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
4、优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)指导教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日评
5、阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)评阅教师: (签名) 单位: (盖章)年 月 日吉林建筑大学电子信息科学与技术专业毕业论文教研室(或答辩小组)及
6、教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范? 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)? 优 良 中 及格 不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意? 优 良 中 及格 不及格3、论文(设计说明书)所体现
7、的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩: 优 良 中 及格 不及格(在所选等级前的内画“”)教研室主任(或答辩小组组长): (签名)年 月 日教学系意见:系主任: (签名)年 月 日目录摘 要IAbstractI第1章绪论11.1设计简介11.2本课题国内外发展现状11.3拟采用研究方法1第2章系统总体方案设计12.1 系统基本方案12.1.1 控制核心方案12.1.2 电机选择方案比较与论证12.1.3 电机驱动方案比较与论证12.1.4 循迹控制方案比较与论证12.1.5 测速控制方案比较与论证12.1.6 防碰撞方案比较与论证12.1.7 时间显示方案比较与论证12.2 统总体方案
8、框图1第3章系统硬件电路设计13.1 控制核心系统设计13.2 电机驱动模块设计13.3 循迹控制模块设计13.4运动方向控制设计13.5声光控制模块设计13.6 光控电路模块设计13.7 电源模块设计13.8 显示模块设计1第4章系统软件设计14.1 系统软件流程图14.2 车速记录流程图14.3 显示模块软件设计14.4 超声波测距软件设计14.5 PWM软件设计1第5章系统测试与调试1致 谢1附录I 电路原理图1附录II 程序清单1摘 要本设计作品是以二驱组装小车为车体,使用单片机STC89C52作为检测与控制核心芯片,配合直流减速电机,利用L293N电机驱动模块控制小车的运行,红外收发
9、管作为轨道控制模块完成在规定轨道的各种操作,通过红外对射检测码盘对两电机转速检测,实现方向控制模块对小车的直行、转弯及后退的精确控制。并在行进过程中,使用超声波传感器实现避障模块避免障碍物。本设计带有声光控制系统,对小车的起停进行声光提示。经过多次测试,小车的各项性能指标均已达到设计题目的要求。关键词:STC89C52单片机;L293N ;光电开关;红外对射检测码盘; AbstractThis work is designed to two drive assembly trolley for vehicle, using STC89C52 microcontroller as the cor
10、e chip detection and control. With the use of L293N DC motor speed, motor drive module controls the car running, the infrared transceiver control as the track control module is completed in the orbit of the various operations, through the infrared detection encoder two motor speed detection, directi
11、on control module to a small straight back, turning and precise control. And in the process of running, the use of photoelectric switch to realize the obstacle avoidance module to avoid obstacles. In a laser targeting process, through the TA8435 stepper motor driver board single axis stepper motor c
12、ontrol driver scanning direction for accurate positioning. In addition, the design with a sound and light control system, the car has stopped and the targeting of acousto-optic tips. After several tests, the car s performance indexes have reached the title contest requirements. Key Words:STC89C52;L2
13、93N;Infrared;TransceiverControl photoelectric switch I第1章 绪论第1章 绪论1.1设计简介随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的,指导教师已经有充分的准备。本题目是结合科研项目而确定的设计类课题。设计的智能电动小车应该能够实时显示时间、速度、里程,具有自动寻迹、寻光、避障功能,可程控行驶速度、准确定位停车。应用与汽车上可以实现智能停车,自动驾驶,自动壁障等先进技术。如今高速公路
14、快速发展汽车事故逐年升高,如果技术成熟可以大幅的降低汽车的事故率,最终实现0事故率的自动驾驶,给人们提供方便快捷又安全的代步服务。根据题目的要求,确定如下方案:在现有玩具电动车的基础上,加装光电、红外线、超声波传感器及金属探测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。智能汽车与一般所说的自动驾驶有所不同,它指的是利用多种传感器和智能公路技术实现的汽车自动驾驶。智能汽车首先有一套导航信息资料库,存有全国高速公路、普通公路、城市道路以及各种服务设施(餐饮、旅馆、加油站、景点、停车场)的信息资料;其次是
15、GPS定位系统,利用这个系统精确定位车辆所在的位置,与道路资料库中的数据相比较,确定以后的行驶方向;道路状况信息系统,由交通管理中心提供实时的前方道路状况信息,如堵车、事故等,必要时及时改变行驶路线;车辆防碰系统,包括探测雷达、信息处理系统、驾驶控制系统 ,控制与其他车辆的距离,在探测到障碍物时及时减速或刹车,并把信息传给指挥中心和其他车辆;紧急报警系统,如果出了事故,自动报告指挥中心进行救援;无线通信系统,用于汽车与指挥中心的联络;自动驾驶系统,用于控制汽车的点火、改变速度和转向等。智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算机、现代传感、信息融
16、合、通讯、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性,以及提供优良的人车交互界面。近年来,智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力,很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。通常对车辆的操作实质上可视为对一个多输入、多输出、输入输出关系复杂多变、不确定多干扰源的复杂非线性系统的控制过程。驾驶员既要接受环境如道路、拥挤、方向、行人等的信息,还要感受汽车如车速、侧向偏移、横摆角速度等的信息,然后经过判断、分析和决策,并与自己的驾驶经验相比较,确定出应该做的操纵动作,最后由身体、手、脚等来完成操纵车辆
17、的动作。因此在整个驾驶过程中,驾驶员的人为因素占了很大的比重。一旦出现驾驶员长时间驾车、疲劳驾车、判断失误的情况,很容易造成交通事故。智能汽车是一种正在研制的新型高科技汽车,这种汽车不需要人去驾驶,人只舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。因为这种汽车上装有相当于汽车的“眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动操纵系统之类的装置,这些装置都装有非常复杂的电脑程序,所以这种汽车能和人一样会“思考”、“判断”、“行走”,可以自动启动、加速、刹车,可以自动绕过地面障碍物。在复杂多变的情况下,它的“大脑”能随机应变,自动选择最佳方案,指挥汽车正常、顺利地行驶。智能汽车的“眼睛”是装在汽
18、车右前方、上下相隔50厘米处的两台电视摄像机,摄像机内有一个发光装置,可同时发出一条光束,交汇于一定距离,物体的图像只有在这个距离才能被摄取而重叠。“眼睛”能识别车前520米之间的台形平面、高度为10厘米以上的障碍物。如果前方有障碍物,“眼睛” 就会向“大脑”发出信号,“大脑”根据信号和当时当地的实际情况,判断是否通过、绕道、减速或紧急制动和停车,并选择最佳方案,然后以电信号的方式,指令汽车的“脚”进行停车、后退或减速。智能汽车的“脚”就是控制汽车行驶的转向器、制动器。1.2本课题国内外发展现状无人驾驶的智能汽车将是新世纪汽车技术飞跃发展的重要标志。可喜的是,智能汽车已从设想走向实践。随着科技
19、的飞速发展,相信不久的将来,我们都可以领略到智能汽车的风采。所以,智能汽车实际上是智能汽车和智能公路组成的系统,目前主要是智能公路的条件还不具备,而在技术上已经可以解决。在智能汽车的目标实现之前,实际上已经出现许多辅助驾驶系统,已经广泛应用在汽车上,如智能雨刷,可以自动感应雨水及雨量,自动开启和停止;自动前照灯,在黄昏光线不足时可以自动打开;智能空调,通过检测人皮肤的温度来控制空调风量和温度;智能悬架,也称主动悬架,自动根据路面情况来控制悬架行程,减少颠簸;防打瞌睡系统,用监测驾驶员的眨眼情况,来确定是否很疲劳,必要时停车报警计算机技术的广泛应用,为汽车的智能化提供了广阔的前景。国内发展情况研
20、究项目:我国从上世纪80年代开始着手无人驾驶汽车的研制开发,虽与国外相比还有一些距离,但目前也取得了阶段性成果。国内清华大学、国防科技大学、上海交通大学、西安交通大学、吉林大学、同济大学、天津军交学院等都有过无人驾驶汽车的研究项目。1992年,国防科技大学研制成功了我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。由计算机及其配套的检测传感器和液压控制系统组成的汽车计算机自动驾驶系统,被安装在一辆国产的中型面包车上,使该车既保持了原有的人工驾驶性能,又能够用计算机控制进行自动驾驶行车。2000年6月,国防科技大学研制的第4代无人驾驶汽车试验成功,最高时速达76km,创下国内最高纪录。2003年7月,国防科技
21、大学和中国一汽联合研发的红旗无人驾驶轿车高速公路试验成功,自主驾驶最高稳定时速13Okm,其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。THMRV(TsingHua Mobile Robot V)清华V型智能车是清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室在中国科学院院士张钹主持下研制的新一代智能移动机器人,兼有面向高速公路和一般道路的功能。车体采用道奇7座厢式车改装,装备有彩色摄像机和激光测距仪组成的道路与障碍物检测系统;由差分GPS、磁罗盘和光码盘组成的组合定位导航系统等。两套计算机系统分别进行视觉住处处理,完成信息融合、路径规划、行为与决策控制等功能。四台IPC工控机分别完成激光测距信息处理
22、、定位信息处理、通讯管理、驾驶控制等功能。设计车速高速公路为80km/h,一般道路为20 km/h。目前已能够在校园的非结构化道路环境下,进行道路跟踪和避障自主行驶。汽车的智能化可以减轻驾驶员的疲劳,适应复杂的天气条件,减少交通事故的发生 清华V型。从20世纪70年代,美欧等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究,大致可以分为二个阶段:军事用途、高速公路环境和城市环境。在军事用途方面,早在80年代初期,美国国防部就大规模资助自主陆地车辆ALV (Autonomous LandVehicle)的研究。进入21世纪,为促进无人驾驶车辆的研发,从2004年起,美国国防部高级研究项目局(DARPA)开始举
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