專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能車(chē)的模擬系統(tǒng)，尤其是一種自動(dòng)循跡智能車(chē)的模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能車(chē)也可稱(chēng)為輪式移動(dòng)機(jī)器人，是一種集環(huán)境感知、決策規(guī)劃、自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合智能系統(tǒng)，智能車(chē)集中地運(yùn)用了自動(dòng)控制、模塊識(shí)別、傳感器技術(shù)、汽車(chē)電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，智能車(chē)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中已經(jīng)扮演了非常重要的角色，甚至是軍事國(guó)防，科學(xué)探險(xiǎn)也可以看到它們的身影。目前，智能車(chē)領(lǐng)域也能夠在具有一定標(biāo)記的道路上為司機(jī)提供輔助駕駛系統(tǒng)甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，這些智能車(chē)的設(shè)計(jì)通常依靠道路標(biāo)記完成識(shí)別，通過(guò)推理判斷模仿人工駕駛進(jìn)行操作。近年來(lái)，智能車(chē)在野外、道路、現(xiàn)代物流及柔性制造系統(tǒng)中更廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所需解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)成本低，硬件軟件方面容易實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下:—種智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，它包括電源模塊、聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊；其中聲控模塊、夕卜部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊分別與電源模塊連接；聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊分別與單片機(jī)主控單元連接。單片機(jī)主控單元包括單片機(jī)AT89C52、復(fù)位電路、晶振電路、電源電路AT89C52單片機(jī)的PO 口外接上拉電阻。電源模塊采用四節(jié)5號(hào)干電池所組成的電池組，電壓為6V。該電源模塊為單片機(jī)、聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊供電。聲控模塊包括三極管8050和駐極體話(huà)筒采集聲音信號(hào)。三極管8050驅(qū)動(dòng)駐極體
話(huà)筒采集聲音信號(hào)。光電傳感器模塊包括紅外發(fā)射二極管與紅外接收二極管所，以采集路面信息。電機(jī)模塊采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片L9110。以控制小車(chē)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。模擬車(chē)燈模塊采用三極管8550和LED發(fā)光二極管，用以顯示小車(chē)行駛狀態(tài)。蜂鳴器模塊包括三極管8550和蜂鳴器。本實(shí)用新型具有以下有益效果:[0014]本實(shí)用新型采用光電傳感器對(duì)小車(chē)行駛道路信息進(jìn)行采集，以單片機(jī)為核心對(duì)采集的路面信息進(jìn)行處理，經(jīng)分析后控制智能車(chē)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)智能車(chē)可以沿給定黑線(xiàn)快速平穩(wěn)地行駛。整個(gè)系統(tǒng)成本低，硬件軟件方面容易實(shí)現(xiàn)。

圖1為智能循跡小車(chē)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2為AT89C52單片機(jī)的電路圖。圖3電源模塊電路圖。圖4聲控模塊電路圖。圖5外部中斷模塊電路圖。圖6光電傳感器模塊電路圖。 圖7電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖。圖8模擬車(chē)燈模塊電路圖。圖9蜂鳴器模塊電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:如圖1所示，本實(shí)用新型的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)。它包括電源模塊、聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊；其中聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊分別與電源模塊連接；聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊分別與單片機(jī)主控單元連接。所述電源模塊與各模塊連接，為各模塊提供工作電壓；所述聲控模塊向單片機(jī)主控單元發(fā)送接收到的環(huán)境聲音信息指令；所述外部中斷模塊向單片機(jī)主控單元發(fā)送小車(chē)停止行駛指令；所述光電傳感器模塊向單片機(jī)主控單元發(fā)送采集到的路面信息指令；所述單片機(jī)主控單元將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向傳送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，將車(chē)燈及蜂鳴器開(kāi)啟或關(guān)閉指令傳送至模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與單片機(jī)主控單元連接，由單片機(jī)輸出指令顯示車(chē)行駛狀態(tài)；所述模擬車(chē)燈模塊與單片機(jī)主控單元連接，顯示小車(chē)左右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；所述蜂鳴器模塊與單片機(jī)主控單元連接，在小車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)出蜂鳴聲。聲控模塊和光電傳感器模塊采集環(huán)境信息，將采集到的信息以及外部中斷模塊的按鍵信息傳送至單片機(jī)主控單元，單片機(jī)進(jìn)行信息處理后分別把相關(guān)指令如:聲光指令、馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)指令分別發(fā)送至蜂鳴器模塊、模擬車(chē)燈模塊、電機(jī)模塊。蜂鳴器模塊、模擬車(chē)燈模塊和電機(jī)模塊把接收到的各種指令通過(guò)各個(gè)模塊的主要器件反映出來(lái)，從而完成模擬小車(chē)的智能循跡、避障行駛。單片機(jī)主控單元包括復(fù)位電路、晶振電路，單片機(jī)選擇AT89C52芯片，單片機(jī)主控單元如圖2所示。如圖3所示的電源電路模塊，采用四節(jié)5號(hào)干電池所組成的電池組供電，其中VCC和GND分別接單片機(jī)40腳和20腳。如圖4所示的聲控模塊，其中P0.4接單片機(jī)35腳。聲音信號(hào)經(jīng)駐極體話(huà)筒轉(zhuǎn)化成電流，電流經(jīng)電阻R4轉(zhuǎn)為電壓通過(guò)電容濾波后傳送給三極管。當(dāng)有聲音信號(hào)時(shí)三極管導(dǎo)通P0.4端口為低電平“O”，當(dāng)無(wú)聲音是三級(jí)管截止P0.4 口電壓被電阻R7拉高為高電平“ I”。如圖5所示的外部中斷模塊，其中P3.2接單片機(jī)12腳。IO 口 P3.2經(jīng)一個(gè)按鈕接入GND，當(dāng)按下按鈕時(shí)P3.2由高電平“I”轉(zhuǎn)到低電平“0”，CPU產(chǎn)生中斷。如圖6所示的光電傳感器模塊，其中P2.5、P2.6、P2.7分別接單片機(jī)26、27、28腳。循跡是指小車(chē)在白色地板上循黑線(xiàn)行走通常采取的方法是紅外探測(cè)法，紅外探測(cè)法即利用紅外線(xiàn)在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車(chē)行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)發(fā)生漫反射反射光被裝在小車(chē)上的紅外接收二級(jí)管接收P端口送入低電平“0”，如果遇到黑線(xiàn)則紅外光被吸收小車(chē)上的紅外接收二級(jí)管接收不到紅外光P端口電壓被電阻拉高輸入為高電平“I”，單片機(jī)通過(guò)判斷高低電平及紅外接收二極管是否收到反射回來(lái)的紅外光為依據(jù)來(lái)確定黑線(xiàn)的位置和小車(chē)的行走路線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)的循跡功能。如圖7所示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中P0.0、P0.UP0.2、P0.3分別接單片機(jī)39、38、37、36腳。以電機(jī)Ml為例，當(dāng)P0.0、P0.1為低電平“O”時(shí)電機(jī)A、B路輸出端口及1、2管腳無(wú)電流輸出電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)P0.0為高電平“I”時(shí)電機(jī)A路輸出端口有電流輸出使電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)P0.1為高電平“I”時(shí)電機(jī)B路輸出端口有電流輸出使電機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖8所示的模擬車(chē)燈模塊，其中P0.6、P0.7分別接單片機(jī)33、32腳。利用三極管8550作為發(fā)光二級(jí)管的開(kāi)關(guān)，當(dāng)P 口輸出低電平“O”時(shí)三極管導(dǎo)通發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮；當(dāng)P 口輸出高電平“I”時(shí)三極管截止發(fā)光二級(jí)管熄滅。同時(shí)通過(guò)程序的設(shè)計(jì)，發(fā)光二極管的狀態(tài)可以顯示小車(chē)執(zhí)行的相應(yīng)動(dòng)作。如圖9所示的蜂鳴器模塊，其中P0.5接單片機(jī)34腳。蜂鳴器的負(fù)極性的一端接三極管8550，另一端接電源(VCC)，三極管的基極由單片機(jī)的P0.5管腳控制，低電平時(shí)蜂鳴器響，高電平時(shí)蜂鳴器不響。程序可以通過(guò)控制P0.5管腳的置低和置高來(lái)時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲首和關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:它包括電源模塊、聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊；其中聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊分別與電源模塊連接；聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊分別與單片機(jī)主控單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)主控單元包括單片機(jī)AT89C52、復(fù)位電路、晶振電路、電源電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊采用四節(jié)5號(hào)干電池所組成的電池組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述聲控模塊包括三極管8050和駐極體話(huà)筒米集聲音信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述光電傳感器模塊包括紅外發(fā)射二極管與紅外接收二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)模塊采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片L9110。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬車(chē)燈模塊采用三極管8550和LED發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述蜂鳴器模塊包括三極管8550和蜂鳴器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能循跡小車(chē)模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源模塊、聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊；其中聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、單片機(jī)主控單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊和蜂鳴器模塊分別與電源模塊連接；聲控模塊、外部中斷模塊、光電傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、模擬車(chē)燈模塊、蜂鳴器模塊分別與單片機(jī)主控單元連接。本實(shí)用新型完全可以模擬智能車(chē)的真實(shí)行駛狀態(tài)，成本低，硬件軟件方面簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G05B17/02GK202929376SQ20122064573
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者郭業(yè)才, 王襲, 張秀再, 劉曉明 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)