作者 / 傅水兵 段少飞 李炫君 江苏大学电气信息工程学院(江苏 镇江)
江苏大学高等教育教改研讨立项课题 (2017JGYB045) ;江苏大学大学生科研立项赞助项目(15B114)
摘要：本文研讨杂乱路况下多功用智能小车的规划，硬件规划以STC 89C52RC为中心，经过HC-06蓝牙模块完结与Android手机通讯并完结长途操控，并运用1602液晶显现模块来完结交互。小车驱动方面选用了L298N为驱动模块，另选用ST188红外光电传感器以完结小车主动寻路功用。本项目运用的操控软件是经过MIT APP Inventor渠道规划的。
1 导言
智能小车作为智能机器人的雏形，它经过表里传感器感知外部环境信息和自身状况，完结相应动作。是一个在杂乱环境中完结自主作业的主动操控体系，归于陆地自主跋涉车辆的一种。它涉及到单片机、传感器、信息交融、通讯接口、导航操控、人工智能以及主动操控等一系列高新技能。研讨习惯杂乱环境的智能车对我国科技的开展具有重要意义，机器对环境的耐受才能是高于人类的，在比如火灾、地震等灾祸后的现场搜救中，这类机器能发挥出很大作用。现在国表里都有相似功用的机器人，但功用还不行完善且因为行走体系不完善，不能习惯杂乱环境。还有不知道区域的探究，如矿洞、极地等，乃至外星探究用的调查车也归于智能小车的研讨规模。本规划以51单片机为中心，能够完结主动避障、长途蓝牙操控等功用，以应对或许呈现的杂乱环境。别的本规划在开发时就预留了其他功用接口，能够便利的完结改装晋级，例如参加视频监控模块、寻迹模块等，都很便利。
2 体系总体规划
体系的功用首要依托四个模块来完结，别离为蓝牙通讯模块，1602液晶显现模块，直流减速电机驱动模块，主动避障模块。规划以Android手机为操控渠道，经过HC-06蓝牙接纳模块与手机端蓝牙衔接配对，完结手机与51单片机的通讯并经过指令来操控小车举动。一般情况下小车能够主动探究。L298N电机驱动模块一起驱动两个电机，经过单片机操控两个电机别离正、回转来完结智能小车跋涉、撤退、左右转向及掉头，每一步指令开端或动作完毕，都会在1602液晶显现模块和手机端显现出来，易于操控。体系选用7.2 V电池供电，此电源可直接给L298N供电，51单片机的供电电源选用L298电机驱动模块上自带的5 V电源输出，这二者正常作业需要共地。体系总框图如图1所示。
3 体系硬件
体系首要硬件包含：STC89C52最小体系、HC-06蓝牙模块、LCD1602液晶显现模块、 电机驱动模块等，别的本规划选用手机来完结长途操控。硬件原理图如图2所示。
3.1 主控体系挑选
本体系选用STC89C52RC作为中心,这是STC公司出产的一种低功耗、高功用的8位CMOS微操控器，具有 8K 在体系可编程Flash存储器，512字节RAM，是一款非常经典的单片机，本规划选用这款单片机的原因是其功用满足支撑智能小车完结各种杂乱动作，且相关材料非常丰厚，结构简略，合适研讨规划。
3.2 HC-06蓝牙模块
本规划选用HC-06蓝牙模块作为智能小车与手机端通讯的桥梁，选中原因是其运用广泛且价格低廉，在淘宝上就能购买，便利操控本钱。为了完结HC-06模块与手机的正常衔接，规划中运用了MIT APP Inventor渠道编写了手机端软件，实践作用与“谈天”相似。运用过程中，手机作为客户端，HC-06蓝牙模块作为服务器，完结手机操控单片机的作用。操控软件界面如图3所示。
3.3 L298N电机驱动模块
本规划选用L298N作为电机驱动模块，其特点是作业安稳，可完结电机正回转及调速，发动功用好，发动转矩大。其作业电压可到达36 V，4 A电流，可一起驱动两台直流电机，很合适用于机器人及智能小车的规划。
智能小车的电机运用直流减速电机，这是规划智能小车最常用的电机。这种电机是在一般电机的基础上加上减速齿轮组，下降电机转速的一起提高扭力，使其能够带动大质量物体运动，放弃部分速度交换杰出的战胜杂乱地势的才能。
3.4 LCD1602液晶显现模块
本规划选用1602液晶显现模块来显现操作参数，便使用户的人机交互。1602液晶显现模块每一屏能够显现两路16位字符，不能显现中文，能够作为简略观测窗口观测小车状况。本次选用十六脚的LCD1602，其数据\指令接口衔接单片机P0口，V0为液晶显现器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，15脚背光正极，16脚背光负极，运用中能够依据实践作用调整。
3.5 主动避障模块
规划主动避障模块选用了ST188红外光电传感器，其一般电路如图4，本规划中R1=510 Ω，R2=20kΩ，E为输出端。
为便利操控小车，规划中运用了4组ST188光电传感器l1、l2、r1、r2，其输出端别离对应单片机P3^2、P3^3、P3^6、P3^7口，共有16种不同的状况，能够划分为前行(0000)、左转90°(0010、0011)、右转90°(0100、1100)、左转45°(0001、1001)、右转45°(1000)、掉头(1011、1101、1111)、撤退左转90°(0101、0110、0111)、撤退右转90°(1010、1110)共8种转向计划，更靠近实践情况。
4 软件规划
软件体系流程图如图5所示。接上电源后， 程序开端初始化设置， 蓝牙一直在检测是否收到指令， 假如接纳到了指令，则会依据接纳的指令履行，否则会一直在循环检测。当进入了主动探究形式后， 蓝牙模块停止作业，小车依据红外传感器的回来数据举动。
5 试验作用剖析
小车在实践检测过程中根本完结了规划功用，在主动避障形式下，智能小车能灵敏地完结避障作用。在蓝牙形式下，小车也能正常的依照指令跋涉、撤退和转向，根本完结了预期功用，小车实物图如图6。在体系运转过程中，因为L298N一起操控两个存在必定差异的电机，形成小车接连直行时会有细小的偏角，加装光电测速器能够处理此问题，但因为小车自身跋涉速度不快，关于跋涉方向的要求也并不高，所以并不影响小车功用。别的因为电路规划存在缺点，在蓝牙模块作业时，1602液晶显现模块会呈现细微的闪屏现象，这是因为电压不安稳引起的。
6 总结
本文介绍了一种运用移动端直接操控智能小车的思路。本项目是我国各种电子比赛的抢手项目，网络上有许多材料，咱们选题时就考虑过这个问题。本项目归于那种研讨的人许多，但怎样研讨都不会过期的项目，一起，因为有较多的网上材料及学院研讨相关项目的人的协助，智能小车项目也不至于难到咱们无处下手的境地，这是一个很合适咱们的项目。在这次的项目实战中，涉及到许多平常为人们忽视的东西，例如将主动避障的红外探头朝向地上，再修正部分程序，就能完结寻迹功用，许多东西都是互通的。此次规划中，单片机的P3口并没有被充分运用，这说明本规划的小车仍具有较大的改善空间。别的小车本来的规划是有视频录像模块的，但考虑到本钱及电路优化的问题，并没有将其参加终究制品中，但这也是一个不错的规划思路，期望未来有更好的规划思路和计划。
参考文献：
[1]李晓林,牛昱光, 阎高伟. 单片机原理与接口技能(第2版)[M]. 北京: 电子工业出版社, 2011
[2]乔维德. 改善粒子群优化神经网络的高压断路器故障诊断[J]. 常熟理工学院学报, 2016,30(2):47-50
[3]杨桂林. 根据 AT89S51 的智能小车的规划[ J].单片机开发与运用, 2010(26):124-125.
[4] 孟祥武, 胡勋, 王立才, 等. 移动引荐体系及其运用[J] . 软件学报,2013, 24 ( 1 ): 91-100
[5] 吴建平, 成 毅.“工程目标教学法” 形式运用研讨[J]. 成都理工大学学报(社会科学版), 2009， 17(4):85- 88
[6] 宋 锦. 单片机课程项目教学法的探究和实践[J]. 武汉工作技能学院学报, 2006, 5(6):90-120
[7] 刘 春 阳, 贾 兴 建. 基 于 labbview 的pc机 与 单 片 机 的 串 行 通 信研 究[J]. 电 源 技 木 期 刊,2008,14(1):15-18
[8] 黄仁祥, 金琦, 易伟. 人人都能开发安卓APP–APPinventor2 运用开发实战. 机械工业出版社, 2015.
[9] 姚培, 张李坚, 周晶香. 根据单片机操控的智能寻迹避障小车[J] . 机电信息, 2010(12):154-193.
本文来源于《电子产品世界》2018年第10期第36页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
