畢設(shè)答辯 基于arduino智能小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（課堂PPT）

1、1姓名：吳融冰姓名：吳融冰指導(dǎo)教師：姜占鵬指導(dǎo)教師：姜占鵬基于基于ArduinoArduino智能小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)智能小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2智能小車摘要智能小車摘要本設(shè)計(jì)采用arduino uno為核心，利用安卓手機(jī)Bluetooth無線控制小車進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行模式。自動(dòng)運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)智能小車進(jìn)行透過超聲波來智能避障自動(dòng)行駛的功能；手動(dòng)運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制智能小車進(jìn)行前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止動(dòng)作。利用L293D芯片驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，來對(duì)雙驅(qū)動(dòng)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的控制，實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止的需求；利用SG90舵機(jī)來180度旋轉(zhuǎn)HC-SR04超聲波模塊，使其可以對(duì)左方、前方和右方才進(jìn)行測(cè)距，并

2、交給主機(jī)判斷哪一方可以通行，來進(jìn)行避障操作。利用手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送控制信號(hào)，智能小車上的HC-05藍(lán)牙接收智能手機(jī)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的遠(yuǎn)程無線遙控功能，可以遠(yuǎn)程無線對(duì)小車左右轉(zhuǎn)彎，以及前進(jìn)后退，并利用超聲波傳感器進(jìn)行避障。整個(gè)系統(tǒng)的電路模塊化高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。 為此我設(shè)計(jì)了一款手機(jī)APP來進(jìn)行操作智能小車，來簡(jiǎn)化了控制繁瑣的操作。 3Part 1 Part 1 功能介紹功能介紹4功能簡(jiǎn)介功能簡(jiǎn)介5結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖ARDUINO UNO6Part 2 Part 2 硬件介紹硬件介紹7 智能小車是以超聲波模塊為基礎(chǔ)，再輔以藍(lán)牙遙控模塊的綜合控制，通過arduino處理采集到的信號(hào)，與串口接收到

3、的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能小車的轉(zhuǎn)向、前進(jìn)、后退的控制，識(shí)別障礙物且避開障礙物的自動(dòng)避障。智能小車實(shí)物圖模塊功能8設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路9微處理機(jī)控制模塊微處理機(jī)控制模塊 Arduino uno是重要的處理核心，其功能是透過藍(lán)牙模塊傳來的指令來確定智能小車的工作模式是手動(dòng)模式還是自動(dòng)模式。若為手動(dòng)模式則透過藍(lán)牙，手機(jī)實(shí)時(shí)操作，arduino來控制驅(qū)動(dòng)模塊使電機(jī)工作，智能小車按需進(jìn)行各種移動(dòng)；若為自動(dòng)模式，則通過手機(jī)下達(dá)指令，arduino uno控制小車自動(dòng)避障。 10電源模塊電源模塊如圖所示，電源模塊由充電電池組成，其中兩枚18650型充電電池給Arduino uno、舵機(jī)模塊、超聲波模塊和藍(lán)牙模塊供電。

4、兩枚充電電池總電壓為7.4v。11舵機(jī)模塊舵機(jī)模塊控制電路板接受來自信號(hào)線的控制信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。其工作流程為：控制信號(hào)控制電路板電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪組減速舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)位置反饋電位計(jì)控制電路板反饋。舵機(jī)的控制信號(hào)周期為20MS的脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)，其中脈沖寬度從0.5-2.5MS,相對(duì)應(yīng)的舵盤位置為0180度，呈線性變化。12超聲波測(cè)距模塊超聲波測(cè)距模塊采用IO觸發(fā)測(cè)

5、距，給至少10us的高電平信號(hào);模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S)/213超聲波舵機(jī)控制云臺(tái)超聲波舵機(jī)控制云臺(tái) 本設(shè)計(jì)將超聲波模塊和舵機(jī)模塊結(jié)合起來 負(fù)責(zé)的主要功能是在智能小車的前方進(jìn)行180度超聲波測(cè)距，判斷其左方、前方和右方，何處無阻礙可前行。舵機(jī)帶動(dòng)超聲波模塊固定時(shí)間段沿0、90、180進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲波測(cè)量在不同方向上離障礙的距離。14電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊本設(shè)計(jì)使用L293D電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，可以直接驅(qū)動(dòng)2路3V-16V直流電機(jī)，并提供了5V輸

6、出接口（輸入最低只要7V），就可以給5V單片機(jī)電路系統(tǒng)供電（低紋波系數(shù)）,支持5V MCU ARM控制，可以方便的控制直流電機(jī)速度和方向，也可以控制1相步進(jìn)電機(jī)，5線4相步進(jìn)電機(jī)。透過arduino uno 便于控制小車的兩個(gè)電機(jī)。15藍(lán)牙控制模塊藍(lán)牙控制模塊本設(shè)計(jì)是從機(jī)模塊，選擇HC-05型號(hào)的藍(lán)牙模塊 通過手機(jī)APP來操作智能小車，其實(shí)是通過手機(jī)藍(lán)牙與小車上搭載的藍(lán)牙進(jìn)行通信。兩方藍(lán)牙配對(duì)成功后就可以進(jìn)行串口通信，并把信號(hào)傳送給arduino uno主機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，完成控制操作。16Part3 Part3 軟件介紹軟件介紹17程序邏輯程序邏輯通過超聲波傳感器測(cè)距來判斷小車的行駛方向，當(dāng)左方、前方和右方測(cè)到距離都大于30cm時(shí)，小車前進(jìn)；若是有一方小于30cm，則判斷左邊距離和右邊距離，若是左邊距離小于右邊距離，則小車右轉(zhuǎn)，相反的，小車左轉(zhuǎn)；這時(shí)還需判斷左邊和右邊的距離是不是都小于15cm，若是，則小車后退，若不是，返回判斷左邊距離小于右邊距離？18APPAPP界面界面選單界面氛圍上中下三部分，其中上半部分是手機(jī)藍(lán)牙跟智能小車上安裝的藍(lán)牙進(jìn)行配對(duì)連接與斷開的部分。中部是手機(jī)控制切換智能小車手動(dòng)駕駛與自動(dòng)駕駛下半部分是手動(dòng)駕駛部分，共有前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止五個(gè)動(dòng)作19Part4 Part4 應(yīng)用前景應(yīng)用前景20我的設(shè)計(jì)具有以下可擴(kuò)充性可在小車上