基于單片機(jī)的WIFI智能小車(chē).doc
《基于單片機(jī)的WIFI智能小車(chē).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《基于單片機(jī)的WIFI智能小車(chē).doc(11頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名: 張明杰 學(xué) 號(hào): 084911204068 專(zhuān) 業(yè): 電子工程 設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于單片機(jī)的wifi智能小車(chē) 指 導(dǎo) 教 師: 譚偉東 2014年03月13日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告 1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,每人撰寫(xiě) 2000字左右的文獻(xiàn)綜述: 文 獻(xiàn) 綜 述 1.課題研究的背景 現(xiàn)在是一個(gè)智能化的時(shí)代,許多機(jī)器設(shè)備或電子儀器都在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化,各種智能化設(shè)備正在逐步替代人為的操作,方便我們的工作、生活。智能化設(shè)備可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個(gè)環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作,不需要人為的管理,可應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、科學(xué)勘探、和人民生活等方面。目前,在企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、對(duì)自動(dòng)化技術(shù)要求不斷加深的環(huán)境下,智能車(chē)輛以及在智能車(chē)輛基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品已成為自動(dòng)化物流運(yùn)輸、柔性生產(chǎn)組織等系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。世界上許多國(guó)家都在積極進(jìn)行智能車(chē)輛的研究和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。 智能車(chē)輛也叫無(wú)人車(chē)輛,是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策和多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)。智能車(chē)輛的主要特點(diǎn)是在復(fù)雜的道路情況下,能自動(dòng)地操縱和駕駛車(chē)輛繞開(kāi)障礙物并沿著預(yù)定的道路(軌跡)行進(jìn)。智能小車(chē)也是智能車(chē)輛的一個(gè)研究方向,它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航及自動(dòng)控制等技術(shù),是典型的高新技術(shù)綜合體。它具有道路障礙自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)制動(dòng)、自動(dòng)保持安全距離、車(chē)速和巡航控等功能。它可以分為三大組成部分:傳感器檢測(cè)部分、執(zhí)行部分、CPU。可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能,還可以擴(kuò)展循跡等功能,感知導(dǎo)引線和障礙物??梢詫?shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)識(shí)別路線,選擇正確的行進(jìn)路線,并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避。如果加裝無(wú)線路由器并實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)通信,就可以通過(guò)電腦、手機(jī)引導(dǎo)WIFI智能小車(chē)行駛,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、速度、里程,具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能,可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車(chē)等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 智能小車(chē)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面: a.軍事偵察與環(huán)境探測(cè):現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)軍事偵察提出了更高的要求,世界各國(guó)普遍重視對(duì)軍偵察的建設(shè),采取各種有效措施預(yù)防敵方的突然襲擊,并廣泛應(yīng)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù),不斷研制多用途的偵察器材和探測(cè)設(shè)備,在車(chē)上裝備攝像機(jī)、安全激光測(cè)距儀、夜視裝置和衛(wèi)星全球定位儀等設(shè)備,通過(guò)光纜操縱,完成偵察和監(jiān)視敵情、情報(bào)收集、目標(biāo)搜索和自主巡邏等任務(wù),進(jìn)一步擴(kuò)大偵察的范圍,提高偵察的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。 b.探測(cè)危險(xiǎn)與排除險(xiǎn)情:在戰(zhàn)場(chǎng)上或工程中,常常會(huì)遇到各種各樣的意外。這時(shí),智能化探測(cè)小車(chē)就會(huì)發(fā)揮很好的作用。戰(zhàn)場(chǎng)上,可以使用智能車(chē)輛掃除路邊炸彈、尋找和銷(xiāo)毀地雷。民用方面,可以探測(cè)化學(xué)泄漏物質(zhì),可以進(jìn)行地鐵滅火,以及在強(qiáng)烈地震發(fā)生后到廢墟中尋找被埋人員等。 c.安全檢測(cè)受損評(píng)估:在工程建設(shè)領(lǐng)域,可對(duì)高速公路自動(dòng)巡跡,進(jìn)行道路質(zhì)量檢測(cè)和破壞分析檢測(cè);對(duì)水庫(kù)堤壩、海岸護(hù)岸堤、江河大壩進(jìn)行質(zhì)量和安全性檢測(cè)。在制造領(lǐng)域,可用于工業(yè)管道中機(jī)械損傷,裂紋等缺陷的探尋,對(duì)輸油和輸氣管線的泄漏和破損點(diǎn)的查找和定位等。 d.智能家居:在家庭中,可以用智能小車(chē)進(jìn)行家具、遠(yuǎn)程控制家中的家用電器,控制室溫等等。對(duì)這種小車(chē)的研究,將為未來(lái)環(huán)境探測(cè)術(shù)上的有力支持。 2.智能小車(chē)的作用和意義 避障控制系統(tǒng)是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)(AV—auto-guide vehicle)系統(tǒng),基于它的智能小車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別路線,判斷并自動(dòng)避開(kāi)障礙,選擇正確的行進(jìn)路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。該智能小車(chē)可以為三大組成部分:傳感器檢測(cè)部分、CPU、執(zhí)行部分。機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能,還可以擴(kuò)展循跡等功能,感知導(dǎo)引線和障礙物??梢詫?shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)識(shí)別路線,選擇正確的行進(jìn)路線,并檢測(cè)到障礙物自動(dòng)躲避?;谏鲜鲆螅瑐鞲袡z測(cè)部分考慮到小車(chē)一般不需要感知清晰的圖像,只要求粗略感知即可,所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價(jià)廉物美的紅外反射式傳感器來(lái)充當(dāng)。智能小車(chē)的執(zhí)行部分,是由直流電機(jī)來(lái)充當(dāng)?shù)?,主要控制小?chē)的行進(jìn)方向和速度。 智能小車(chē)的現(xiàn)狀: 世界各國(guó)在智能微型車(chē)領(lǐng)域進(jìn)行了很多研究,己經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,在探測(cè)和軍事領(lǐng)域使用特別多。智能小車(chē)發(fā)展很快,從智能玩具到其它各行業(yè)都有實(shí)質(zhì)成果。其基本可實(shí)現(xiàn)循跡、避障、檢測(cè)貼片、尋光入庫(kù)、避崖等基本功能,近年來(lái),我國(guó)也開(kāi)展了很多研究工作,以滿(mǎn)足不同用途的需要。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,無(wú)論是在生活,生產(chǎn)上,單片機(jī)無(wú)處不在。ATMEL公司的AT89S51單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。AT89S51可以說(shuō)是單片機(jī)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品,其應(yīng)用如此廣泛,所以有必要去學(xué)習(xí)和應(yīng)用該單片機(jī),以滿(mǎn)足實(shí)際產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要,也是適應(yīng)社會(huì)智能化、自動(dòng)化的趨勢(shì)。通過(guò)構(gòu)建智能小車(chē)系統(tǒng),培養(yǎng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。在實(shí)踐過(guò)程中,熟悉以單片機(jī)為核心控制芯片,設(shè)計(jì)小車(chē)的檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)和顯示等外圍電路,采用智能控制算法實(shí)現(xiàn)小車(chē)的智能循跡。靈活應(yīng)用機(jī)電等相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí),聯(lián)系實(shí)際電路設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)方法,達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。在此過(guò)程中,加深對(duì)控制理論的理解和認(rèn)識(shí)。全國(guó)各高校都很重視該題目的學(xué)校和研究,全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車(chē)這方面的題目。這幾屆的電子設(shè)計(jì)大賽智能小車(chē)又在向聲控系統(tǒng)發(fā)展。比較出名的飛思卡爾智能小車(chē)更是走在前列。本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的,本題目是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類(lèi)課題。我此次的設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)循跡、避障這兩個(gè)功能。 3.單片機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)一般有兩種方案: a) 勿需占用單片機(jī)資源,直接選擇有PWM功能的單片機(jī),這樣可以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速; b) 利用網(wǎng)上大家公認(rèn)做wifi小車(chē)較好的大亞db120-wg無(wú)線路由器,作為我們的wifi智能小車(chē)的wifi連接模塊,使用我們教學(xué)用的51系列單片機(jī)89C52做為我們wifi智能小車(chē)的控制芯片。利用手里面現(xiàn)有的一些電源、驅(qū)動(dòng)等模塊等制作我們的wifi智能小車(chē)。 本文選擇第二種方案。CPU使用STC89C52單片機(jī),配合軟件編程實(shí)現(xiàn)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告 2.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑): 一、課題研究?jī)?nèi)容與目的 本課題是結(jié)合科研項(xiàng)目而確定的設(shè)計(jì)類(lèi)課題。本設(shè)計(jì)的目的是WIFI智能小車(chē)能夠在電腦、手機(jī)WIFI連接控制行駛及其他的控制方式下,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、速度、里程,具有自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能,可程控行駛速度、準(zhǔn)確定位停車(chē)。 如下圖2—1: 路由器模塊 89C52單片機(jī) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 蜂鳴器電路 照明電路 攝像頭 電腦控制終端 電機(jī) 圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 路由器用于接收電腦等終端設(shè)備發(fā)送的指令和將攝像頭采集到的視頻信號(hào)傳送到電腦等終端設(shè)備;單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)小車(chē)的控制核心,控制著各個(gè)模塊統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作;電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),可以使電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn),從而使車(chē)體產(chǎn)生前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作;電機(jī)的作用就是使整個(gè)車(chē)體運(yùn)動(dòng);電平轉(zhuǎn)換電路是將路由器輸出的3.3V串口電平轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能判斷的高低電平;電源電路作用是為整個(gè)小車(chē)系統(tǒng)共電;舵機(jī)制作成云臺(tái),然后裝上攝像頭,使攝像頭可實(shí)現(xiàn)上下、水平方向180度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié);攝像頭用于采集視頻信號(hào);蜂鳴器電路用于報(bào)警提示;照明電路為小車(chē)在夜間行駛提供照明。 二、本課題所要研究和解決的問(wèn)題: 由電腦終端,通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到路由器,再通過(guò)電腦應(yīng)用軟件,向路由器發(fā)送控制命令及數(shù)據(jù)。路由器接收到數(shù)據(jù)后通過(guò)內(nèi)部的串口發(fā)送軟件,將接收到的命令和數(shù)據(jù),通過(guò)路由器串口發(fā)送到89C52單片機(jī)的串口端,單片機(jī)接收到這些命令后執(zhí)行相應(yīng)的指令,如:驅(qū)動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)、舵機(jī)運(yùn)動(dòng)、蜂鳴器鳴叫、照明電路的開(kāi)關(guān)等。 視頻信號(hào),通過(guò)攝像頭采集之后通過(guò)路由器發(fā)送到電腦終端,并在其應(yīng)用軟件中顯示攝像頭采集到的視頻信號(hào)。 三、研究途徑 根據(jù)題目的要求,確定如下方案:利用所學(xué)單片機(jī)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)控制小車(chē)。在現(xiàn)有玩具電動(dòng)車(chē)的基礎(chǔ)上,加裝光電、紅外線、超聲波傳感器及金屬探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車(chē)的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量,并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理,然后通過(guò)改變PWM信號(hào)的占空比,進(jìn)而單片機(jī)控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向和電機(jī)轉(zhuǎn)速,才可以控制小車(chē)快慢速行駛,以及自動(dòng)停車(chē),自動(dòng)尋跡等功能。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的智能控制。 四、研究方法 1.準(zhǔn)備工作 認(rèn)真詳細(xì)的閱讀任務(wù)書(shū),深刻了解主要的內(nèi)容和要求。 查閱與智能小車(chē)相關(guān)的書(shū)籍,了解智能小車(chē)的工作原理。 了解歷年全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽有關(guān)智能小車(chē)的資料。 根據(jù)控制要求初步確定所使用的元器件。 復(fù)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí),查閱與所需硬件相關(guān)的電路設(shè)計(jì)。 2. 實(shí)施步驟 明確控制要求,繪制電路連接圖。 參考文獻(xiàn),檢查電路圖的正確性。 根據(jù)電路連接圖焊接電路板,制作智能小車(chē)模型。 分析操作流程,繪制程序流程圖。 編寫(xiě)程序代碼。 運(yùn)用電腦軟件初步對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。配合智能小車(chē)硬件部分,并完善功能,達(dá)到設(shè)計(jì)要求 3. 方案設(shè)計(jì): 了解智能小車(chē)的組成與控制原理; 選擇處理器和相應(yīng)傳感器; 設(shè)計(jì)硬件電路; 編寫(xiě)程序,實(shí)現(xiàn)各種實(shí)時(shí)控制情況; 軟硬件聯(lián)調(diào),保證實(shí)時(shí)控制的準(zhǔn)確性; 制作樣機(jī)。 五、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 第5~6周:消化課題,收集有關(guān)資料,選擇參考方案; 第7~8周:確定設(shè)計(jì)方案并熟悉部分器件的用途; 第9~10周:劃分功能模塊,設(shè)計(jì)單元電路,軟件模塊設(shè)計(jì); 第11~12周:分析電路原理,完成設(shè)計(jì)過(guò)程,仿真電路(制作實(shí)物);撰寫(xiě)論文初稿。 第13~14周:按畢業(yè)論文的各項(xiàng)要求,整理論文;修改、完善論文,檢查定稿;制作PPT,準(zhǔn)備答辯; 第15~16周:畢業(yè)答辯。 參考文獻(xiàn) [1] 張永楓.單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程.北京:清華大學(xué)出版社,2008 [2] 劉守義.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2007 [3] 趙克林.C語(yǔ)言實(shí)例教程.北京:人民郵電出版社,2009 [4] 徐 瑋.C51單片機(jī)高效入門(mén).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006 [5] 劉建清.從零開(kāi)始學(xué)單片機(jī)技術(shù).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006 [6] 劉建清.從零開(kāi)始學(xué)單片機(jī)C語(yǔ)言.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2006 [7] 王靜霞.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)(C語(yǔ)言版).北京:電子工業(yè)出版社,2009 [8] 李伯成.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì).北京:電子工業(yè)出版社,2006 [9] 先鋒工作室.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例.西安:清華大學(xué)出版社,2003 [10] 馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1988 [11] 李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,2007 [12] 曾增烽,劉浩,李雪,基于51單片機(jī)的串行通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)[J],中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信電學(xué)院,221008; [13] 何立民 單片機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)[J] 中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào) 1995年 No:30; [14] 周淑娟,基于單片機(jī)智能尋跡小車(chē)的設(shè)計(jì)方案[J],工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育-2011年6月第9卷第2期; [15] 韓毅,楊天. 基于HCS12單片機(jī)的智能尋跡模型車(chē)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].學(xué)術(shù)期刊,2008,29(18):1535-1955; [16] 于連國(guó),李偉,王妍瑋, 基于單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì)[J], 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備-2011年4期; [17] 趙振德,多功能遙控智能小車(chē)的制作[J],電子制作-2011年4期; [18] RowelO.Atienza,MarceloH.AngJr. A Flexible Control Architecture for Mobile Robots: An Application for a Walking Robot[J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, Springer Netherlands, 2001,1(30), 29~48. [19] M. J Potasek andGP. Agrawal,Single-Chip microcomputer data / Prepared by Technical Information Center. IEEE J.Quantum Electron, 1995, Vol. 3l, No. I, 183-189. [20] Zhu, W., Ruan, H. Design and research of solar photovoltaic power generation controller based on 89C51 microcontroller. Advanced Materials Research 345, 2011,pp. 66-69. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn): 1.對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ): 2.對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)(論文)結(jié)果的預(yù)測(cè): 指導(dǎo)教師: 年 月 日 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn): 負(fù)責(zé)人: 年 月 日- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 基于 單片機(jī) WIFI 智能 小車(chē)
鏈接地址:http://www.820124.com/p-6644281.html