2022年科技创新项目—单片机智能小车 .pdf

安徽农业大学大 学 生 科 技 创 新 基 金 工 程申请书工 程 名 称 ：基 于 单 片 机 的 机 器 人 小 车 的 开 发 与 设计申请者 ：徐 飞所 在 单 位 ：理 学 院联 系 电 话 ：申 请 日 期 ： 2 0 1 0 - 5 - 2 0安徽农业大学教务处二 零 壹 零 年 印 制精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页一 简 表工 程 名 称基 于 单 片 机 的 机 器 人 小 车 的 开 发 与 设 计工 程 类 别实 验 基 础 设 计申 请 金 额1 5 0 0经 费 类 别校资助（校资助学院教师资助自筹）起 止 年 月2 0 1 0年5月 至2 0 1 1年5月申请者姓 名徐 飞性 别男出 生 年 月1 9 8 9 -0 2专 业信息与计算科学年 级二 年级联 系 电 话工程组成员姓 名年 龄专 业 年级工 程 中 的 分 工签 名徐 飞2 1信 息 与 计 算科 学 .二 年 级参 与 程 序 设 计与 实 物 制 作朱 旭1 8通 信 工 程 .三 年 级参 与 程 序 设 计与 实 物 制 作王 扩2 0信 息 与 计 算科 学 . 二 年级参 与 程 序 设 计与 实 物 制 作研究内容和意义摘要本项目是使用单片机进行控制可编程的机器人小车，使用光电传感器检测小车的运动轨迹，金属传感器和超声波传感器检测周围的障碍，构建了以微处理器为核心、多传感器的小车信息检测与融合的智能小车系统，陪养我们大学生动手能力。主 题 词单 片 机机 器 人寻 迹 小 车避 障 小 车二 立 论 （ 包 括 工 程 的 研 究 意 义 及 国 内 外 现 状 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页析 ）1 .工 程 的 意 义单 片 机 技 术 作 为 自 动 控 制 技 术 的 核 心 之 一 ， 被 广泛应 用 于 工 业 控 制 、 智 能 仪 器 、 机 电 产 品 、 家 用 电 器 等领 域 。 随 着 微 电 子 技 术 的 迅 速 发 展 ， 单 片 机 功 能 越 来越 强 大 。 本 设 计 基 于 单 片 机 技 术 ， 实 时 采 集 传 感 器 信号 ， 智 能 分 析 外 部 环 境 、 路 径 信 息 ， 自 动 实 现 方 向 控制 ， 采 用 红 外 光 电 传 感 器 进 行 路 径 识 别 ， 可 以 识 别 白色 场 地 中 的 任 意 黑 色 带 状 引 线 ， 使 小 车 沿 黑 色 导 引 线自 动 行 驶 。 在 工 业 生 产 进 入 自 动 化 、 信 息 化 和 智 能 化时 代 ， 当 生 产 现 场 环 境 恶 劣 时 ， 人 工 不 能 完 成 的 任 务如 物 料 运 输 和 装 卸 等 ， 可 采 用 智 能 寻 迹 小 车 完 成 相 应的 任 务 。 该 工 程 的 研 究 可 以 应 用 于 机 车 头 自 动 寻 迹 、仓 库 管 理 、 智 能 玩 具 和 民 用 服 务 等 领 域 ， 可 提 供 劳 动生 产 效 率 ， 改 善 劳 动 环 境 。2 .国 内 外 现 状 分 析寻 迹 小 车 在 国 内 主 要 作 为 电 子 爱 好 者 作 为 练 手 的一 次 锻 炼 ， 在 部 分 大 学 主 要 流 行 轨 迹 赛 ， 但 是 缺 少 趣味 性 ， 改 进 的 激 励 因 素 偏 少 。但 在 国 外 流 行 M i n i s u m o 对 抗 性 工 程 ， 趣 味 性 大大 提 高 ，于 参 与 者 而 言 ， 改 进 小 车 的 激 励 因 素 较 多 ， 可以 促 使 学 习 者 得 到 更 多 的 收 获 。但 是 轨 迹 工 程 是 最 好 的入 门 工 程 ， 所 以 还 是 以 此 开 始 。所 以 对 于 像 我 们 这 样 条 件 相 当 薄 弱 的 爱 好 电 子 的 大 学生 ， 学 习 开 发 属 于 自 己 的 机 器 人 小 车 是 个 很 好 的 锻 炼 机会 ！它 所 需 的 知 识 都 很 基 础 ， 像 那 硬 件 反 面 可 以 只 需 稍 微 了 解下 就 够 了 ， 软 件 方 面 还 是 主 流 的 C 语 言 ！精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页三 研 究 方 案 （ 包 括 主 要 研 究 内 容 、 研 究 方 法 和 技术 路 线 , 拟 解 决 的 关 键 问 题 及 预 期 进 展 、 研 究 成果 等 ）1 . 主 要 研 究 内 容利 用 单 片 机 系 统 进 行 寻 迹 小 车 系 统 的 设 计 ， 包 括 硬件 设 计 和 软 件 设 计 。 硬 件 电 路 的 设 计 主 要 包 括 光 电 检测 装 置 的 设 计 和 驱 动 控 制 电 路 的 设 计 ； 软 件 电 路 的 设计 主 要 包 括 控 制 算 法 的 设 计 。2 . 拟 解 决 的 关 键 问 题1 .要 求 小 车 沿 着 直 线 或S 行 线 行 走 ；2 .小 车 偏 离 直 线 时 能 够 自 动 回 到 直 线 上 ；3 .小 车 遇 到 障 碍 物 时 能 够 进 行 避 障 。4 .完 成 寻 迹 小 车 的 焊 接 和 调 试 。3 . 主 要 研 究 方 法 和 技 术 路 线 研 究 方 法 ：采 用 硬 件底 层 平 台和 软 件高 级 应 用 程 序 协 同 设 计的 基 本思 路 ， 其 研 究 方 法 流 程 如 下 图 所 示 ：( 2 ) 技 术 路 线 ：技 术 上 将 系 统 分 模 块 化 ， 层 次 化 进 行 设 计 的 方法 ， 系 统 模 块 及 层 次 化 设 计 如 下 所 示 ；一 、 车 体 设 计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页车 体 设 计 主 要 考 虑 的 因 素 有 ： 底 盘 、 电 机 选 择 、驱 动 方 式 。底 盘 设 计 ： 为 了 便 于 制 作 ， 日 后 在 上 面 安 装 其 它 东 西方 便 ， 同 时 具 有 一 定 的 重 量 ， 使 小 车 运 行 稳 定 ， 所 以采 用1 0 m m厚 的 聚 氯 乙 烯 板 材 制 作 ， 此 材 料 便宜 ， 加 工 特 性 好 ， 可 以 直 接 打 孔 攻 丝 ， 不 像 有 机 玻 璃那 样 易 碎 ， 只 是 美 观 差 一 些 。电 机 ： 电 机 的 选 择 是 最 困 难 的 ， 既 要 便 宜 ， 又 要 容 易使 用 ， 还 要 有 改 进 提 高 的 可 能 。 四 驱 车 的1 3 0电 机应 当 是 最 好 的 选 择 ， 此 种 电 机 有 便 宜 到 几 块 钱 的 ， 也可 以 花 费 上 百 元 改 制 ， 使 之 性 能 大 大 提 高 。 如 果 选 择带 减 速 机 构 的 电 机 ， 驱 动 方 式 是 很 方 便 ， 直 接 将 轮 子固 定 在 齿 轮 箱 的 输 出 轴 上 即 可 ， 但 不 足 是 ： 其 一 是 价格 高 ， 通 常 一 只 在3 0元 以 上 。 其 二 是 改 变 电 机 性 能比 较 困 难 。 所 以 还 是 选 择 了1 3 0电 机 。驱 动 方 式 ： 因 为 选 择 了1 3 0电 机 ， 驱 动 方 式 就 相 对麻 烦 。 传 动 方 式 具 体 带 到 模 型 做 出 时 再 决 定 ： 皮 带 ，或 是 齿 轮 传 动 ；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页二 、 控 制 部 分 硬 件 设 计系 统 框 架 设 计 为 ：三 、 控 制 部 分 软 件 设 计4 . 预 期 进 展按 照 预 期 的 进 展 在2 0 1 1年5月 可 以 顺 利 的 完 成精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页所 有 的 系 统 设计 要 求 该 工 程 分 为 五 个 阶 段 ：第 一 阶 段 ： 2 0 1 0年6月1日 - - 6月3 0日 ， 搜 集资料，着 手 调研，购买相 应 书籍，上 网查资 料， 确定基 本 理 论 数 据 。第 二 阶 段 ： 2 0 1 0年7月1日 8月3 1日 ， 初步确定设计方 案，论证实 际 方案，购 置单片 机开 发设备 及 元 器 件 。第 三 阶 段 ： 2 0 1 0年9月1日 1 1月3 0日 ，嵌入式硬件系 统的制作及 对 应程序的 编写移 植， 在实践中验证程序 的准确性、 可 靠性、稳 定性的 算法 ，并对 其 进 行 修 改 ， 做 出 相 应 的 设 备 。第 四 阶 段 ：2 0 1 0年1 2月1日 2 0 1 1年3月3 1日 ， 实 际 运 用 ， 并 对 所 制 作 的 小 车 进 行 测 试和 改 进优 化 ！第 五 阶 段 ：2 0 1 0年4月1日 5月1日 ， 整 理材料 及实验 数据 ， 总结工程 研究的 情况 ， 分析研究 过程中 的得失 ，并 写 出心得体 会，撰 写结 题 报告，提 交结 题 报 告 。5 . 研 究 成 果 研 究 论 文 一 篇 机 器 人 寻 迹 小 车 一 个 机 器 人 小 车 说 明 资 料 一 份精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页四 经 费 预 算支 出 科 目金 额（ 元 ）计 算 根 据 及 理 由书 籍 资 料 费3 0 0购 置 相 关 的 各 种 书 籍工 具 仪 表 类1 0 0购 置 焊 接 及 测 试 相 关 工 具单 片 机开发器材7 0 0购 置 对 单 片 机 进 行 编 程 开 发 及 仿 真的 设 备原 器 材 及 制 板 费4 0 0购置系 统所需 原器 材及 制P C B板总计1 5 0 0五 指 导 教 师 意 见该 工 程 研 究 内 容 充 实 ， 研 究 路 线 和 技 术 方法 可 行 ， 研 究 的 预 期 目 标 明 确 。 该 工 程 能 够 培养 大 学 生 的 动 手 和 理 论 结 合 实 际 的 能 力 ， 体 现电 子 信 息 工 程 专 业 特 色 ， 研 究 的 装 置 与 实 际 的社 会 应 用 联 系 紧 密 。 符 合 大 学 生 科 技 创 新 的 基本 要 求 。同 意 该 工 程 组 的 申 报 。建 议 学 校 给 予 立 项 资 助 ！签字 ：年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页六 、 学 院 意 见负责人 签 字 ：（ 公 章 ）年月日七 学 校 意 见（ 公 章 ）年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页