CN204116959U - 基于超声波技术的小车智能防碰撞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，包括：单片机、路由器、控制终端、摄像头、电源模块、舵机、超声波传感器、发射模块、接收模块、直流电机和电机驱动模块；路由器、舵机、发射模块、接收模块和电机驱动模块分别与单片机电性连接，发射模块和接收模块还分别与超声波传感器电性连接，控制终端与路由器无线连接，所述摄像头与路由器电性连接。利用WIFI信号的覆盖范围大的特点远程控制工作小车的移动，当工作小车在移动中接近障碍物时，通过超声波传感技术测出危险距离，从而制动工作小车，避免工作小车因为碰撞而损坏。另外，通过两个舵机的组合能灵活地获取工作小车周边的视频画面，实现了很好的巡逻监控效果。

Description

基于超声波技术的小车智能防碰撞装置

技术领域

本实用新型涉及超声波防碰撞装置，具体涉及基于超声波技术的小车智能防碰撞装置。

背景技术

我国是一个农业大国，目前在广大农村，农业温室比比皆是。近年来，随着我国农业和农村经济的发展，农业生产方式逐步由传统的粗放经营式向现代集约型经营方式转变，农业科技示范园，作为现代集约型农业和高新科技应用的示范窗口，应运而生。农业温室基础设施发展迅速，但是在智能监控方面仍存在着诸多问题。温室监控区域较大，需要大量的监控节点构成大型监控网络，传统温室监测与控制系统多采用有线连接，布线复杂，往往造成温室内线缆纵横交错、使用不便、安装维护困难、可靠性差等问题。在温室中，通常需要定时到巡逻监控温室中的环境，采用无线遥控工作小车进行巡逻是一种方便有效的控制方式，但是在无线遥控中，没有良好的视野会导致工作小车经常发生碰撞，容易损坏。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，包括：单片机、路由器、控制终端、摄像头、电源模块、舵机、超声波传感器、发射模块、接收模块、直流电机和电机驱动模块；所述路由器、舵机、发射模块、接收模块和电机驱动模块分别与单片机电性连接，所述发射模块和接收模块还分别与超声波传感器电性连接，所述控制终端与路由器无线连接，所述摄像头与路由器电性连接；

所述路由器用于接收控制终端发送的控制信号并向单片机输出电平信号，路由器还用于将摄像头所传输的视频信号发送至控制终端；所述超声波传感器用于接收发射模块的驱动信号并发射超声波信号，和将反射回来的超声波信号经过接收模块传输至单片机；所述单片机用于控制舵机和电机驱动模块的工作状态；所述直流电机用于控制一小车的四个轮子，直流电机的数量为四个，电机驱动模块的数量为两个，一个直流电机对应控制小车的一个轮子，其中两个直流电机分别与其中一个电机驱动模块电性连接，另外两个直流电机分别与另一个电机驱动模块电性连接；所述摄像头安装于舵机上，所述电源模块用于向单片机、路由器、舵机和电机驱动模块供电。

所述舵机的数量为两个，记为第一舵机和第二舵机，舵机的顶部具有一可左右转动的转动部，转动部由舵机内的转动轴控制，第一舵机的转动轴与第二舵机的转动轴相对垂直设置以使由两个舵机组成的舵机组可沿上下和左右方向转动，所述摄像头安装于第一舵机的转动部上。

所述单片机还与一照明模块电性连接。

所述单片机还与一蜂鸣模块电性连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：利用WIFI信号的覆盖范围大的特点远程控制工作小车的移动，当工作小车在移动中接近障碍物时，通过超声波传感测出危险距离，从而制动工作小车，避免工作小车因为碰撞而损坏。另外，通过两个舵机的组合能灵活地获取工作小车周边的视频画面，实现了很好的巡逻监控效果。

附图说明

图1为本实用新型的基于超声波技术的小车智能防碰撞装置的电路模块结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

图1示出了本实用新型的优选实施例，基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，包括：单片机10、路由器11、控制终端12、摄像头13、电源模块14、舵机15、直流电机16、电机驱动模块17、超声波传感器18、发射模块19和接收模块20。路由器11、舵机15、电机驱动模块17、发射模块19和接收模块20分别与单片机10电性连接，发射模块19和接收模块20还分别与超声波传感器18电性连接，控制终端12与路由器11无线连接，摄像头13与路由器11电性连接，直流电机16与电机驱动模块17电性连接，电源模块14主要向单片机10、路由器11、舵机15和电机驱动模块17提供独立电源。

其中，控制终端12为手机或者带有无线通信功能的电脑，路由器11具有USB接口和TTL接口，USB接口与摄像头13连接，摄像头13所摄制的视频信号直接经过路由器11传输至控制终端中进行显示，路由器11的TTL接口与单片机10连接，单片机10的型号为STC89C52RC，由控制终端12发送的控制信号转换为逻辑电平信号输出至单片机10中，从而使单片机10对舵机15和电机驱动模块17进行控制。

电机驱动模块17的型号为L298N，一个电机驱动模块17可控制两个直流电机16，直流电机16用于控制工作小车的轮子，工作小车的左前、右前、左后和右后位置分别设有一个轮子，直流电机16的数量为四个，电机驱动模块17的数量为两个，一个直流电机16对应控制工作小车的一个轮子，其中两个直流电机16分别控制左前和左后位置的轮子且与其中一个电机驱动模块17电性连接，另外两个直流电机16分别控制右前和右后位置的轮子且与另一电机驱动模块17电性连接，通过电机驱动模块17便可驱动电机16产生正转、反转，从而控制工作小车的前进和后退，当只控制其中一个电机驱动模块17对应的两个直流电机16正转，而另一个电机驱动模块17对应的两个直流电机16反转，即可实现工作小车的转向。

舵机15的数量为两个，记为第一舵机和第二舵机，舵机15的顶部具有一可左右转动的转动部，转动部由舵机15中的转动轴控制，将第一舵机的转动轴与第二舵机的转动轴相对垂直设置，将摄像头13安装于第一舵机的转动部上，这样的结构可使第二舵机控制第一舵机左右转向从而控制摄像头13的左右转向，第一舵机控制摄像头13的上下转向。这样便可使摄像头13能拍摄到更多角度的画面，具有很大的灵活性。

超声波传感器18、发射模块19和接收模块20实现超声波发射和接收的功能，超声波传感器18的型号为T40-16，发射模块19为NE555定时器、电阻和电容组成的多谐振荡电路，接收模块20为型号是CX20106A的接收器，单片机10控制NE555输出端驱动超声波传感器18，使其发射出超声波信号，当遇到障碍物后，超声波传感器18将反射回来的超声波信号转换后输入到接收电路20中，接收电路20通过内部的电子元件将信号进行放大、滤波、检波、比较后，将处理后的信号输出至单片机10中。若单片机10从接收电路20中接收到的信号符合设定的频率，则由高电平变为低电平，此时单片机10中的计时器停止，获得从发射到回波的总时间，即可获得发射位置到障碍物之间的距离，单片机10中预设有安全距离，若获得的距离通过比较小于等于安全距离，单片机10则强制向电机驱动模块17发送停止工作信号。通过设置超声波传感器18、发射模块19和接收模块20，能避免工作小车在移动中因为碰撞而损坏。外，控制终端12中设有显示屏，单片机10中获取的发射位置到障碍物之间的距离信号将通过路由器11发送至控制终端12中的显示屏进行显示，以便操作人员能更好地获知情况。

进一步地，单片机10还与一照明模块21和一蜂鸣模块22电性连接，照明模块21可在黑暗的地方为提供照明，为摄像头提供视野，当监控到工作小车所处的现场有异常时，可以通过触发蜂鸣模块22确定现场地点，通知人员尽快地赶过去。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，其特征在于，包括：单片机、路由器、控制终端、摄像头、电源模块、舵机、超声波传感器、发射模块、接收模块、直流电机和电机驱动模块；所述路由器、舵机、发射模块、接收模块和电机驱动模块分别与单片机电性连接，所述发射模块和接收模块还分别与超声波传感器电性连接，所述控制终端与路由器无线连接，所述摄像头与路由器电性连接；

所述路由器用于接收控制终端发送的控制信号并向单片机输出电平信号，路由器还用于将摄像头所传输的视频信号发送至控制终端；所述超声波传感器用于接收发射模块的驱动信号并发射超声波信号，和将反射回来的超声波信号经过接收模块传输至单片机；所述单片机用于控制舵机和电机驱动模块的工作状态；所述直流电机用于控制一小车的四个轮子，直流电机的数量为四个，电机驱动模块的数量为两个，一个直流电机对应控制小车的一个轮子，其中两个直流电机分别与其中一个电机驱动模块电性连接，另外两个直流电机分别与另一个电机驱动模块电性连接；所述摄像头安装于舵机上，所述电源模块用于向单片机、路由器、舵机和电机驱动模块供电。

2.根据权利要求1所述的基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，其特征在于，所述舵机的数量为两个，记为第一舵机和第二舵机，舵机的顶部具有一可左右转动的转动部，转动部由舵机内的转动轴控制，第一舵机的转动轴与第二舵机的转动轴相对垂直设置以使由两个舵机组成的舵机组可沿上下和左右方向转动，所述摄像头安装于第一舵机的转动部上。

3.根据权利要求1所述的基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，其特征在于，所述单片机还与一照明模块电性连接。

4.根据权利要求1所述的基于超声波技术的小车智能防碰撞装置，其特征在于，所述单片机还与一蜂鸣模块电性连接。