CN214586553U - 一种基于单片机的自动循迹智能车 - Google Patents
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Abstract
一种基于单片机的自动循迹智能车，设置有车辆主体、主控电路板、控制终端和多个传感器，主控电路板固定连接于车辆主体，控制终端与主控电路板信号连接，多个传感器均安装于车辆主体，多个传感器均与主控电路板电连接。主控电路板设置有单片机模块、警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块，警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块均与单片机模块连接。该基于单片机的自动循迹智能车，不需要人为控制，能够自动调整行驶速度和方向。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人驾驶技术领域，特别涉及一种基于单片机的自动循迹智能车。
背景技术
随着生活质量的提高，人们对汽车的自动化和智能化需求也在不断上升。人在驾驶时会产生疲劳感，交通工具更加智能化的改进是当前的趋势。科技在人类社会中的推广中，人工智能与无人驾驶的自动化产物日趋增加，未来无人驾驶汽车会有长足的发展。智能车能够脱离人的操控根据设定条件运行，可以通过减小体积提升小车灵活性让小车单独且更高效的执行任务，智能小车在工业物流运输中就有着这样重要的作用。通过完善小车不同的功能，智能小车还能够被用于不同的环境进行作业，即使在人类无法适应的环境中，小车也能够完成任务，智能车的发展可以有效解决当前许多问题。
目前，很多国家和企业已经对智能车进行了较多探索和开发，使智能车的制造技术取得了较大的进步，初步实现了小批量生产。但是，现有的智能汽车的油门和刹车的控制还不够完美，不能实现完整的无人驾驶，需要驾驶员进行辅助操作，存在一定的安全隐患和风险，需要有更为全面的分析和应对措施。
因此，针对现有技术不足，提供一种基于单片机的自动循迹智能车以克服现有技术不足甚为必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于单片机的自动循迹智能车，能够自动调整速度和方向，在无人操控的情况下自动循迹并智能避障。
本实用新型的目的通过以下技术措施实现。
提供一种基于单片机的自动循迹智能车，设置有车辆主体、主控电路板、控制终端和多个传感器，所述主控电路板固定连接于车辆主体，控制终端与主控电路板信号连接；
所述多个传感器均安装于车辆主体，多个传感器均与主控电路板电连接。
所述主控电路板设置有单片机模块、警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块，所述警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块均与单片机模块连接。
优选的，所述单片机模块设置有型号为80C52的芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、晶振X1和复位按键；
电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端均接地，电容C1的另一端连接于芯片U1的19脚，电容C2的另一端连接于芯片U1的18脚，晶振X1的一端连接于芯片U1的19脚，晶振X1的另一端连接于芯片U1的18脚，电容C3的另一端连接于芯片U1的9脚，电阻R2的另一端连接于复位按键的一端，复位按键的另一端、电阻R1的另一端连接于芯片U1的9脚。
优选的，所述警示灯模块设置有发光二极管，发光二极管的一端接地，发光二极管的另一端连接于芯片U1的15脚。
优选的，所述蓝牙模块为HC-06蓝牙模块，HC-06蓝牙模块的TXD端口接芯片U1的10脚，HC-06蓝牙模块的RXD端口接芯片U1的11脚，HC-06蓝牙模块的VCC端口接+3.3V电压，HC-06蓝牙模块的GND端口接地。
优选的，所述电机驱动模块设置有型号为L298的芯片U2，第一电机和第二电机；
所述芯片U2的2脚、3脚与第一电机连接，芯片U2的13脚、14脚与第二电机连接，芯片U2的9脚与+12V电源连接，芯片U2的1脚、4脚、8脚和15脚均接地；
所述芯片U2的5脚与芯片U1的2脚连接，芯片U2的7脚与芯片U1的3脚连接，芯片U2的10脚与芯片U1的4脚连接，芯片U2的12脚与芯片U1的5脚连接，芯片U2的6脚与芯片U1的1脚连接，芯片U2的11脚与芯片U1的6脚连接。
优选的，所述传感器包括一个超声波传感器和两个红外反射传感器，所述超声波传感器和红外反射传感器的信号输出端均与芯片U1连接。
优选的，所述超声波传感器为HC-SR04超声波传感器。
优选的，所述红外反射传感器为TCRT5000红外反射传感器。
优选的，所述控制终端为手机蓝牙控制台，所述手机蓝牙控制台与蓝牙模块通过蓝牙信号连接。
本实用新型的基于单片机的自动循迹智能车，设置有车辆主体、主控电路板、控制终端和多个传感器，所述主控电路板固定连接于车辆主体，控制终端与主控电路板信号连接，多个传感器均安装于车辆主体，多个传感器均与主控电路板电连接。主控电路板设置有单片机模块、警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块，所述警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块均与单片机模块连接。单片机模块能够根据多个传感器反馈的信号控制电机驱动模块来调整车辆主体上任意一个车轮的速度，来实现对智能车整体速度和方向的调整，不需要人为进行控制，就能实现智能车的自动避障和循迹。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型一种基于单片机的自动循迹智能车主控电路板各模块连接结构示意图。
图2是本实用新型一种基于单片机的自动循迹智能车单片机模块电路图。
图3是本实用新型一种基于单片机的自动循迹智能车电机驱动模块电路图。
在图1至图3中，包括：
单片机模块100、蓝牙模块200、电机驱动模块300、警示灯模块400、超声波传感器500、红外反射传感器600。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1。
一种基于单片机的自动循迹智能车，设置有车辆主体、主控电路板、控制终端和多个传感器，主控电路板固定连接于车辆主体，控制终端与主控电路板信号连接，多个传感器均安装于车辆主体，多个传感器均与主控电路板电连接。如图1所示，主控电路板设置有单片机模块100、警示灯模块400、蓝牙模块200、电机驱动模块300，警示灯模块400、蓝牙模块200、电机驱动模块300均与单片机模块100连接。传感器能够获取到车辆主体的行驶速度和行驶轨迹，然后将获取的信息通过电平信号发送至单片机模块100，单片机模块100将获取到的信号进行处理，然后控制电机驱动模块300实现对车辆主体行驶速度和行驶方向的调整，使得智能车能够在无人操控的情况下自动循迹并智能避障。
如图2所示，单片机模块100设置有型号为80C52的芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、晶振X1和复位按键。型号为80C52的芯片U1是从89C51基础上升级而来，是功耗低性能强的8位单片机芯片，能够满足智能车的各种功能和原件的使用。
电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端均接地，电容C1的另一端连接于芯片U1的19脚，电容C2的另一端连接于芯片U1的18脚，晶振X1的一端连接于芯片U1的19脚，晶振X1的另一端连接于芯片U1的18脚，电容C3的另一端连接于芯片U1的9脚，电阻R2的另一端连接于复位按键的一端，复位按键的另一端、电阻R1的另一端连接于芯片U1的9脚。电阻R1和电阻R2的电阻值均为1KΩ，电容C1和电容C2的电容值均为30pF，电容C3的电容值为22μF。
本实施例中，传感器包括一个超声波传感器500和两个红外反射传感器600，超声波传感器500和红外反射传感器600的信号输出端均与芯片U1连接。本实施例超声波传感器500安装于车辆主体前端，两个红外反射传感器600分别安装于车辆主体最前端底部左右对称的位置。智能车搭载超声波测距模块，用于测量智能车距离前端反射面的距离，判断是否遇到障碍物，同时上传至单片机进行处理并发出避障指令；智能车搭载两个红外反射传感器600，用于监测智能车相对于事先布置好的轨道的轨迹线的相对位置，上传到单片机进行处理并由单片机自动控制电机转速和方向实现循迹。
警示灯模块400设置有发光二极管，发光二极管的一端接地，发光二极管的另一端连接于芯片U1的15脚。警示灯模块400是用做警示功能的，当自检不能通过的时候或是距离障碍物小于安全距离时，警示灯便会亮起。
本实施例中，蓝牙模块200为HC-06蓝牙模块200，HC-06蓝牙模块200的TXD端口接芯片U1的10脚，HC-06蓝牙模块200的RXD端口接芯片U1的11脚，HC-06蓝牙模块200的VCC端口接+3.3V电压，HC-06蓝牙模块200的GND端口接地。HC-06蓝牙模块200是从机模块，指令较少，方便用户匹配。
如图3所示，电机驱动模块300设置有型号为L298的芯片U2，第一电机和第二电机，L298N是直流电机驱动的模块，它可以给两个电机供电并调速。
芯片U2的2脚、3脚与第一电机连接，芯片U2的13脚、14脚与第二电机连接，芯片U2的9脚与+12V电源连接，芯片U2的1脚、4脚、8脚和15脚均接地。芯片U2的5脚与芯片U1的2脚连接，芯片U2的7脚与芯片U1的3脚连接，芯片U2的10脚与芯片U1的4脚连接，芯片U2的12脚与芯片U1的5脚连接，芯片U2的6脚与芯片U1的1脚连接，芯片U2的11脚与芯片U1的6脚连接。
本实施例的基于单片机的自动循迹智能车的工作原理是：红外反射传感器向发出红外光，接收光电管接收智能车的行驶道路与当前红外反射传感器位于同一侧的边缘线发出的反射光信号，如果接收时间与发射时间差较小，则智能车靠近行驶轨道边缘，红外反射传感器向芯片U1输出高电平，反之输出低电平。芯片U1根据红外反射传感器输出的电平的高低向点击驱动模块发送信号，当芯片U1接收到红外反射传感器发送的电平为高电平时，单片机运行内部程序，控制芯片U1通过其1脚、2脚3脚、4脚、5脚和6脚向电机驱动模块发出控制电机速度增加或者减小速度的信号。例如，处于左端的红外反射传感器向芯片U1传输高电平时，芯片U1向电机驱动模块发出信号增大与当前红外反射传感器在同一侧的电机的转速，控制智能车左轮加速，来实现对智能车行驶方向和轨迹的调整。智能车的右轮控制过程与左轮相同，根据右侧的红外反射传感器输出的电平信号，由单片机控制右侧电机转速来控制右轮速度。在红外反射传感器工作的同时超声波传感器也进行工作，探测智能车是否与到障碍无，具体过程为，超声波传感器的发射器向智能车的行进方向发射超声波，若智能车前方右障碍物，超声波传感器的接收器接收反射波，并根据发射时间与接收时间的时间差计算出智能车到障碍物的距离。超声波传感器将距离信号发送至芯片U1，单片机中的运行程序对距离信号进行判定，当距离信号小于设定阈值时，单片机通过芯片U1的15脚向警示模块的二极管发出信号控制二极管发光。同时通过芯片U1的1脚、2脚3脚、4脚、5脚和6脚向电机驱动模块发出信号控制电机速度减小或者停止。蓝牙模块接收外部蓝牙控制台发出的蓝牙信号，并将蓝牙信号发送至单片机，单片机运行内部程序，通过芯片U1的1脚、2脚3脚、4脚、5脚和6脚向电机驱动模块发出信号控制电机速度减小、增大或者停止，实现对智能车的控制。
该基于单片机的自动循迹智能车，能够在不需要人为控制的情况下实现自动调整行驶速度和行驶方向。
实施例2。
一种基于单片机的自动循迹智能车，其它特征与实施例1相同，不同之处在于：超声波传感器为HC-SR04超声波传感器。红外反射传感器为TCRT5000红外反射传感器。控制终端为手机蓝牙控制台，手机蓝牙控制台与蓝牙模块通过蓝牙信号连接。本实施例中，手机蓝牙控制台能够通过蓝牙模块对智能车进行操控，手机蓝牙控制台用于集成前进、后退、左转、右转、停止、加速、减速的功能，还可以集成智能车到形式轨道安全距离调整的功能。蓝牙控制台上设置有相应功能的按钮，点击按钮可以向智能车的蓝牙模块发送指令，蓝牙模块将指令传输到单片机模块，单片机模块进一步控制驱动电机模块实现对智能车的控制，包括智能车的避障距离，行驶的速度等。
该基于单片机的自动循迹智能车，能够实现自动调整行驶速度和行驶方向，还能够人为控制避障距离和行驶速度，方便获得不同速度下智能车的行驶情况，方便使用者在小范围参数调整的情况下不用多次连接电脑进行单片机代码的编译和下载。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：设置有车辆主体、主控电路板、控制终端和多个传感器，所述主控电路板固定连接于车辆主体，控制终端与主控电路板信号连接；
所述多个传感器均安装于车辆主体，多个传感器均与主控电路板电连接；
所述主控电路板设置有单片机模块、警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块，所述警示灯模块、蓝牙模块、电机驱动模块均与单片机模块连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述单片机模块设置有型号为80C52的芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、电阻R2、晶振X1和复位按键；
电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端均接地，电容C1的另一端连接于芯片U1的19脚，电容C2的另一端连接于芯片U1的18脚，晶振X1的一端连接于芯片U1的19脚，晶振X1的另一端连接于芯片U1的18脚，电容C3的另一端连接于芯片U1的9脚，电阻R2的另一端连接于复位按键的一端，复位按键的另一端、电阻R1的另一端连接于芯片U1的9脚。
3.根据权利要求2所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述警示灯模块设置有发光二极管，发光二极管的一端接地，发光二极管的另一端连接于芯片U1的15脚。
4.根据权利要求2所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述蓝牙模块为HC-06蓝牙模块，HC-06蓝牙模块的TXD端口接芯片U1的10脚，HC-06蓝牙模块的RXD端口接芯片U1的11脚，HC-06蓝牙模块的VCC端口接+3.3V电压，HC-06蓝牙模块的GND端口接地。
5.根据权利要求2所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述电机驱动模块设置有型号为L298的芯片U2，第一电机和第二电机；
所述芯片U2的2脚、3脚与第一电机连接，芯片U2的13脚、14脚与第二电机连接，芯片U2的9脚与+12V电源连接，芯片U2的1脚、4脚、8脚和15脚均接地；
所述芯片U2的5脚与芯片U1的2脚连接，芯片U2的7脚与芯片U1的3脚连接，芯片U2的10脚与芯片U1的4脚连接，芯片U2的12脚与芯片U1的5脚连接，芯片U2的6脚与芯片U1的1脚连接，芯片U2的11脚与芯片U1的6脚连接。
6.根据权利要求1所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述传感器包括一个超声波传感器和两个红外反射传感器，所述超声波传感器和红外反射传感器的信号输出端均与芯片U1连接。
7.根据权利要求6所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述超声波传感器为HC-SR04超声波传感器。
8.根据权利要求6所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述红外反射传感器为TCRT5000红外反射传感器。
9.根据权利要求1所述的基于单片机的自动循迹智能车，其特征在于：所述控制终端为手机蓝牙控制台，所述手机蓝牙控制台与蓝牙模块通过蓝牙信号连接。
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