畢設答辯-基于arduino智能小車設計與實現(xiàn)

姓名：吳融冰指導教師：姜占鵬基于Arduino智能小車設計與實現(xiàn)智能小車摘要本設計采用arduinouno為核心，利用安卓Bluetooth無線控制小車進入自動運行和手動運行模式。自動運行模式實現(xiàn)智能小車進行透過超聲波來智能避障自動行駛的功能；手動運行模式實現(xiàn)手動控制智能小車進行前進、后退、左轉、右轉和停止動作。利用L293D芯片驅動直流電機，來對雙驅動進行正反轉的控制，實現(xiàn)小車前進、后退、左轉、右轉和停止的需求；利用SG90舵機來180度旋轉HC-SR04超聲波模塊，使其可以對左方、前方和右方才進行測距，并交給主機判斷哪一方可以通行，來進行避障操作。利用藍牙發(fā)送控制信號，智能小車上的HC-05藍牙接收智能控制信號，實現(xiàn)對小車的遠程無線遙控功能，可以遠程無線對小車左右轉彎，以及前進后退，并利用超聲波傳感器進行避障。整個系統(tǒng)的電路模塊化高，結構簡單，可靠性能高。

為此我設計了一款APP來進行操作智能小車，來簡化了控制繁瑣的操作。

Part1功能介紹功能簡介結構框圖ARDUINOUNOPart2硬件介紹智能小車是以超聲波模塊為根底，再輔以藍牙遙控模塊的綜合控制，通過arduino處理采集到的信號，與串口接收到的信號，實現(xiàn)對智能小車的轉向、前進、后退的控制，識別障礙物且避開障礙物的自動避障。智能小車實物圖模塊功能設計思路微處理機控制模塊Arduinouno是重要的處理核心，其功能是透過藍牙模塊傳來的指令來確定智能小車的工作模式是手動模式還是自動模式。假設為手動模式那么透過藍牙，實時操作，arduino來控制驅動模塊使電機工作，智能小車按需進行各種移動；假設為自動模式，那么通過下達指令，arduinouno控制小車自動避障。

電源模塊如下圖，電源模塊由充電電池組成，其中兩枚18650型充電電池給Arduinouno、舵機模塊、超聲波模塊和藍牙模塊供電。兩枚充電電池總電壓為7.4v。舵機模塊控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反響電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反響電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反響，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機轉動的方向和速度，從而到達目標停止。其工作流程為：控制信號→控制電路板→電機轉動→齒輪組減速→舵盤轉動→位置反響電位計→控制電路板反響。舵機的控制信號周期為20MS的脈寬調制〔PWM〕信號，其中脈沖寬度從0.5-2.5MS,相對應的舵盤位置為0－180度，呈線性變化。超聲波測距模塊采用IO觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號;模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間．測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2超聲波舵機控制云臺

本設計將超聲波模塊和舵機模塊結合起來

負責的主要功能是在智能小車的前方進行180度超聲波測距，判斷其左方、前方和右方，何處無阻礙可前行。舵機帶動超聲波模塊固定時間段沿0?、90?、180?進行轉動，超聲波測量在不同方向上離障礙的距離。電機驅動模塊本設計使用L293D電機驅動模塊，可以直接驅動2路3V-16V直流電機，并提供了5V輸出接口〔輸入最低只要7V〕，就可以給5V單片機電路系統(tǒng)供電〔低紋波系數(shù)〕,支持5VMCUARM控制，可以方便的控制直流電機速度和方向，也可以控制1相步進電機，5線4相步進電機。透過arduinouno便于控制小車的兩個電機。藍牙控制模塊本設計是從機模塊，選擇HC-05型號的藍牙模塊通過APP來操作智能小車，其實是通過藍牙與小車上搭載的藍牙進行通信。兩方藍牙配對成功后就可以進行串口通信，并把信號傳送給arduinouno主機，實現(xiàn)實時通信，完成控制操作。Part3軟件介紹程序邏輯通過超聲波傳感器測距來判斷小車的行駛方向，當左方、前方和右方測到距離都大于30cm時，小車前進；假設是有一方小于30cm，那么判斷左邊距離和右邊距離，假設是左邊距離小于右邊距離，那么小車右轉，相反的，小車左轉；這時還需判斷左邊和右邊的距離是不是都小于15cm，假設是，那么小車后退，假設不是，返回判斷左邊距離小于右邊距離？APP界面選單界面氣氛上中下三局部，其中上半局部是藍牙跟智能小車上安裝的