譚海明 耿欣

沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

基于單片機的智能車系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

譚海明 耿欣

沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

文章采用51單片機作為樣本，來實現(xiàn)對智能車的控制，具有自主運行，良好的靈活性、較好的兼容性等優(yōu)點，而且可以解決一些人難以去操作的事情。在詳細闡述了基于單片機的智能車控制系統(tǒng)的硬件組成、軟件設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)電路設(shè)計，討論了單片機在智能車上的應(yīng)用，最后提出了單片機的智能車控制系統(tǒng)的合理性與實用性。

單片機 傳感器 智能控制

1 引言

近年來，隨著社會的發(fā)展，智能車的自主控制在我們的生活需求上越來越重要了，但在實際的控制中，如何去保證其安全性，可靠性，是智能車迫切需要解決的重要問題之一。在具體的應(yīng)用中大多都是采用單片機對其進行自主控制，因為它具有使用簡單、操作方便、較高的可靠性、靈活性強和性價比高等諸多優(yōu)點。因此，基于單片機的智能車系統(tǒng)在工業(yè)中和生活中有很好應(yīng)用前景。

2 基于單片機的智能車系統(tǒng)

2.1 單片機的選擇

單片機的選擇關(guān)系到整個系統(tǒng)設(shè)計的成功，需要考慮它的內(nèi)存、高速率、性價比、兼容性等要求。本文是選擇AT89C51作為主控芯片。AT89C51具有4KB片內(nèi)的可編程Flash程序儲存器，128字節(jié)內(nèi)可隨機讀寫存儲的RAM；含有32個可編程輸入、輸出的引腳和2個16位定時/計數(shù)器及2個數(shù)據(jù)指針；具有6個中斷源及2級優(yōu)先級；同時還有全雙工串行通信接口。

2.2 傳感器的選擇

2.2.1 紅外傳感器

本文用的是反射式紅外光電傳感器，用其作為循跡傳感器。利用紅外傳感器對自主車行駛路線上的黑白導(dǎo)線進行識別，并將檢測到的數(shù)據(jù)以高低電平的方式實時傳給單片機。這種傳感器的原理是采用發(fā)射接受配置一對紅外接收、紅外發(fā)射傳感器。這個電路包括一個紅外光敏二極管和紅外發(fā)光二極管；通過顏色對紅外線的吸收不同，接收發(fā)射回來的紅外光線來判別路徑。

2.2.2 超聲波傳感器

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。

2.2.3 金屬傳感器

金屬傳感器按工作原理分大致可以分為以下三類：利用電磁感應(yīng)高頻振蕩型，使用磁鐵磁力型和利用電容變化電容型。接近傳感器可以不與目標物實際接觸情況下檢測靠近傳感器金屬目標物。

2.2.4 霍爾傳感器

霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器。1879年美國物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開始用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件，由于他的霍爾效應(yīng)顯著而得到應(yīng)用和發(fā)展?；魻杺鞲衅魇且环N當(dāng)交變磁場經(jīng)過時產(chǎn)生輸出電壓脈沖的傳感器。脈沖的幅度是由激勵磁場的場強決定的。因此，霍爾傳感器不需要外界電源供電。

3 基于單片機的智能車系統(tǒng)的開發(fā)與與應(yīng)用

3.1 硬件電路的開發(fā)與應(yīng)用

在硬件電路中研究開發(fā)的過程中，經(jīng)常選用單片作為主機，然后在給配上其他傳感器、電機、舵機結(jié)合相應(yīng)的驅(qū)動模塊、A/D模塊、D/A模塊等設(shè)備就能夠?qū)嵭谢镜淖灾鞑僮髁?。然后在對其進行需求改裝和添加設(shè)備完善功能。

3.2 軟件開發(fā)與應(yīng)用

系統(tǒng)的軟件主要采用C語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各種功能。通過程序?qū)Ω鱾€模塊進行設(shè)定，單片機接受傳感器的數(shù)據(jù)后做出相應(yīng)的答應(yīng)。系統(tǒng)在接受紅外傳感器的信號后給電機驅(qū)動模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，讓自主車自我矯正行駛方向。接受超聲波數(shù)據(jù)，單片機做出有無障礙物的判斷和距離障礙物的距離以及自否要發(fā)出警報。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代工業(yè)控制需求達到越來越高的設(shè)計目標，并在越來越復(fù)雜和不確定的環(huán)境下進行控制需要一系列新型控制方法應(yīng)運而生。

基于單片機的智能車控制系統(tǒng)在軍事和生活中有著很大的應(yīng)用前景，可以幫助人去解決一些不太方面去做的事，在軍事上可以代替士兵去巡邏在一些條件惡劣的地方我們可以派自主車去偵查。該系統(tǒng)具有較低的成本、操作靈活、可靠性強、可擴展性強的特點，可以極大的提高效率和強大的推廣價值和較好的應(yīng)用前景。

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[2]安巖.自動循跡智能小車的設(shè)計[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報,2009.1,18(2):32-35

[3]黃迪明。軟件技術(shù)基礎(chǔ)[M].成都:高等教育出版社,2006,150-160

耿欣(通訊作者)：（1981—）女，漢族，遼寧撫順人，研究方向：檢測技術(shù)與自動化裝置。

譚海明（1994—）男，漢族，江西萍鄉(xiāng)人。