CN202735844U - 一种智能小车控制系统 - Google Patents

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单慧琳
张银胜
唐慧强
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Abstract

本实用新型涉及一种智能小车控制系统。该系统包括模式选择开关、控制模块、驱动模块、自动避障模块、寻迹检测模块和为整个系统供电的电源模块，所述控制模块的输出端口通过驱动模块与直流电机连接，所述选择开关、自动避障模块、寻迹检测模块分别与控制模块的各数据端口连接；所述电源模块与控制模块连接。该系统可广泛采用市面玩具小车的车体作为载体，兼容性强，采用模块化设计，可靠性高，具有良好的可扩展性，能够实现自动避障和寻迹检测等功能；本实用新型可用于工业现场检测、导盲识别控制等领域，应用范围广泛。

Description

一种智能小车控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种智能小车控制系统。 
背景技术
在智能小车的研究当中，高端有智能机器人控制方面，从20世纪50年代国内外很多高校和研究机构参与研发，如美国卡内基梅隆大学机器人研究所完成了Navlab系列自主车的研究，取得了显著成就。国内吉林大学1992年起开始智能车辆方面的研究，利用多传感器信息融合、人工智能、最优化控制理论，深入研究在非结构化道路环境下的路径识别和跟踪、安全车距保持等技术。还有低端有教学实验项目和玩具应用等方面，要求小车具有简单的功能，有一定的可靠性。在某些工业现场、导盲识别控制和竞赛训练教学中，智能小车的功能定位介于二者之间，在具备自动避障和寻迹检测的同时，对小车有一定的精度、灵敏度、性价比、可靠性和可扩展性的要求。 
发明内容
本实用新型目的在于提供一种具有较高的精度、灵敏度、性价比、可靠性和可扩展性的智能小车控制系统，具体由以下技术方案实现。 
一种智能小车控制系统，与设置在智能小车上的用于行走的直流电机连接，该系统包括模式选择开关、控制模块、驱动模块、自动避障模块、寻迹检测模块和为整个系统供电的电源模块，所述控制模块的输出端口通过驱动模块与直流电机连接，所述选择开关、自动避障模块、寻迹检测模块分别与控制模块的各数据端口连接；所述电源模块与控制模块连接。 
所述的智能小车控制系统，进一步设计在于，所述控制模块为单片机。 
所述的智能小车控制系统，进一步设计在于，所述驱动模块为驱动芯片L298N。 
所述的智能小车控制系统，进一步设计在于，所述自动避障模块为设有发光管与接收头的漫反射式光电开关。 
所述的智能小车控制系统，进一步设计在于，所述寻迹检测模块为红外光电传感器。 
本实用新型有益效果在于： 
该系统可广泛采用市面玩具小车的车体作为载体，兼容性强，采用模块化设计，可靠性高，具有良好的可扩展性，能够实现自动避障和寻迹检测等功能；本实用新型可用于工业现场检测、导盲识别控制等领域，应用范围广泛。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。 
图2是本实用新型的主程序流程图。 
图3为本实用新型的驱动芯片L298N连接示意图。 
图4是本实用新型的自动避障模块的红外线传感器工作示意图。 
图5是本实用新型的寻迹检测模块的传感器安装示意图。 
图1中，1-控制模块、2-选择开关、3-驱动模块、4-自动避障模块、5-寻迹检测模块、6-电源模块。 
具体实施方式
以下结合说明书附图与具体实施例对本实用新型进行进一步说明。 
如图1所示，该智能小车控制系统，与设置在智能小车上的用于行走的直流电机连接，该系统包括模式选择开关、控制模块、驱动模块、自动避障模块、寻迹检测模块和为整个系统供电的电源模块，控制模块的输出端口通过驱动模块与智能小车的直流电机连接，选择开关、自动避障模块、寻迹检测模块分别与控制模块的各数据端口连接；电源模块与控制模块连接。控制模块为单片机。驱动模块为驱动芯片L298N。自动避障模块为设有发光管与接收头的漫反射式光电开关。寻迹检测模块为红外光电传感器。选择开关包括开关SW1与开关SW2。 
对照图2，控制模块采用单片机STC89C52控制，按下电源开关后，通过选择开关里的SW1和SW2选择工作模式。若选择寻迹模式，红外寻迹传感器工作，将小车放在预定好的路径上，红外对管将检测黑色路径线，若正对黑线，传感器输出低电平，单片机将检测P0.1-P0.3的值，根据设计程序，做出直行或转向指令，小车相应直行或转向。若选择避障模式，红外测距传感器工作，发射头发射红外光，检测距离参数，若遇到障碍，红外光反射回来，接收器接收到后，传感器输出低电平，根据P3.2-P3.3的值执行中断程序，蜂鸣器报警，小车将避开障碍物绕行。 
驱动模块控制小车前后共四个直流电机，通过驱动芯片L298N独立实现各个直流电机的驱动，实现电机正转、反转、停转和转速的控制，如图3所示。输入端口接入控制信号，输出端口接电机的两端。当输入l和输入2接入信号为“l、0”和“0、l”时，相对应的电机分别正转和反转；当两个输入管脚接入信号为“l、1”和“0、0”时，相应电机停转。使能引脚为高电平时，相应输入端口信号有效；反之，则输入信号无效。在使能端接入方波信号，通过调整方波信号的占空比，实现对电机转速的控制，通过小车前排两个车轮的转速差实现智能小车的拐弯功能。 
自动避障模块采用漫反射式光电开关实现避障，当有障碍物，红外光遇障碍物被反射经透镜照射到光敏传感元件，由接收头的高低电平判断是否有障碍物。小车控制系统据此做出相应控制，避免碰到障碍物，工作示意图如4所示。小车在运行过程中，红外传感器发射红外线，红外探测距离大致为30cm，当红外线碰到障碍返回后，被接受器接受，传感器将低电平输到P3.2口，CPU执行外部中断，单片机执行避障程序，小车左转或右转避开障碍物后，中断返回，小车继续执行运行。 
寻迹检测模块采用红外光电传感器，红外光在黑色和白色反射率相差大的特性，识别黑线。若传感器接受管正对白色路面，则其输出电压较高，若正对黑色的路径标志线，则输出电压较低，由此做到寻迹检测，工作示意图如图5所示。红外传感器发射红外线，若正对黑线时，光敏三极管不导通，经运算放大电路输出低电平。反之，输出高电平。单片机检测P0.1-P0.3口的值，按设计程序，根据下面表格1做出相应判断。 
表格1： 
Figure DEST_PATH_802319DEST_PATH_IMAGE001

Claims (5)

1.  一种智能小车控制系统，与设置在智能小车上的用于行走的直流电机连接，其特征在于，该系统包括模式选择开关、控制模块、驱动模块、自动避障模块、寻迹检测模块和为整个系统供电的电源模块，所述控制模块的输出端口通过驱动模块与直流电机连接，所述选择开关、自动避障模块、寻迹检测模块分别与控制模块的各数据端口连接；所述电源模块与控制模块连接。
2.  根据权利要求1所述的智能小车控制系统，其特征在于，所述控制模块为单片机STC89C52。
3. 根据权利要求1所述的智能小车控制系统，其特征在于，所述驱动模块为驱动芯片L298N。
4.  根据权利要求1所述的智能小车控制系统，其特征在于，所述自动避障模块为设有发光管与接收头的漫反射式光电开关。
5. 根据权利要求1所述的智能小车控制系统，其特征在于，所述寻迹检测模块为红外光电传感器。
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