基于STM32的可遙控自動(dòng)跟隨小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于STM32的可遙控自動(dòng)跟隨小車設(shè)計(jì)摘要隨著智能技術(shù)在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用和研究，各種功能的智能小車系統(tǒng)在針對(duì)不同領(lǐng)域不同需求的功能劃分也越來(lái)越明確。在小區(qū)快遞站環(huán)境中往往存在無(wú)配送人員配送上門，老人等弱勢(shì)人群無(wú)能力取件的情況。傳統(tǒng)物流人員運(yùn)力不足，針對(duì)這種應(yīng)用場(chǎng)景下的智能小車系統(tǒng)，本課題設(shè)計(jì)了一種基于STM32的可遙控自動(dòng)跟隨小車主要完成了硬件平臺(tái)搭建和軟件層面設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的工作。論文工作的硬件平臺(tái)采用STM32F103RCT6開(kāi)發(fā)板，在遙控模式下，選擇了HX1838通過(guò)紅外遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)小車移動(dòng)控制，在跟隨模式下，使用HX711檢測(cè)物品重量，HC-SR04獲取數(shù)據(jù)。電源方面選擇了便宜耐用的18650電池盒，該電池輕盈，便捷，易更換。在軟件設(shè)計(jì)方面在Keil5的基礎(chǔ)上完成了各個(gè)模塊的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。通過(guò)顯示模塊觀察數(shù)據(jù)，紅外遙控實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的控制，超聲波檢測(cè)跟隨目標(biāo)物體。關(guān)鍵詞STM32F103RCT6；紅外遙控；超聲波檢測(cè)；壓力傳感器檢測(cè)；Designofaremote-controlledautomaticfollowingcarbasedonSTM32AbstractWiththewidespreadapplicationandresearchofintelligenttechnologyinvariousindustries,intelligentcartsystemswithvariousfunctionsareincreasinglyclearlydividedintofunctionswithdifferentneedsindifferentfields.Intheenvironmentofregionalexpressdeliverystations,thereareusuallysituationswheretherearenodeliverypersonneldeliveringgoodstothedoorstep,andelderlyandothervulnerablegroupsareunabletopickupthegoods.Thetraditionallogisticspersonnelhaveinsufficientcapabilities.Inordertocopewiththeapplicationscenarioofthisintelligentcarsystem,thistopicdesignsaremote-controlautomatictrackingcarbasedonSTM32,mainlycompletingthehardwareplatformconstructionandsoftwareleveldesignintwoaspectsofwork.ThehardwareplatformforthepaperworkusestheSTM32F103RCT6developmentboard.Inremotecontrolmode,HX1838isselectedtoachievebracketmotioncontrolthroughinfraredremotecontrol.Intrackingmode,HX711andHC-SR04areusedtodetecttheweightofitemstoobtaindata.Intermsofpowersupply,choosethe18650-batterypackthatischeap,durable,lightweight,practical,andeasytoreplace.Intermsofsoftwaredesign,thedevelopmentofdifferentmodulesisbasedonKeil5.Byobservingthedatathroughthedisplaymodule,theinfraredremotecontrolallowsforcontrollingthecarandtrackingthetargetobjectthroughultrasonicdetection.KeywordsSTM32F103RCT6,infraredremotecontrol,ultrasonicdetection,pressuresensordetection目錄摘要 [23]。如圖4-11所示：在HX711未進(jìn)入采集周期時(shí)，DOUT保持高電平，此時(shí)MCU控制的PD_SCK應(yīng)保持低電平，當(dāng)DOUT的狀態(tài)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，HX711進(jìn)入采集周期，保持低電平時(shí)間T1>1us。然后MCU開(kāi)始控制PD_SCK輸出25~27個(gè)時(shí)鐘周期，其不同的周期數(shù)代表不同的增益和通道。圖4-11HX711時(shí)序圖對(duì)此模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，首先需要進(jìn)行物理連接，根據(jù)STM32F103RCT6使用手冊(cè)，對(duì)該模塊進(jìn)行IO口配置，HX711IO口配置狀態(tài)如圖4-12所示：圖4-12HX711IO口配置圖其次需要讀取HX711芯片數(shù)據(jù)，根據(jù)PD_SCK的輸入時(shí)鐘脈沖數(shù)不應(yīng)少于25或多27，否則會(huì)造成串口通訊錯(cuò)誤，選擇了25脈沖數(shù)，以及增益128，具體的程序圖如圖4-13所示：圖4-13HX711數(shù)據(jù)獲取程序圖由上述內(nèi)容可知，要對(duì)該模塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)需要先進(jìn)行物理連接配置IO口，其次需要采集模塊中的數(shù)據(jù)，最終需處理數(shù)據(jù)等到所測(cè)量的重量。模塊流程圖如圖4-14所示：圖4-14壓力傳感器程序流程圖超聲波模塊程序設(shè)計(jì)超聲波模塊測(cè)距依據(jù)超聲波從模塊中發(fā)射碰到物體反彈回模塊。記錄來(lái)回的時(shí)間，在根據(jù)聲波的速度就可以粗略估算出距離。將其計(jì)算出的數(shù)據(jù)傳遞到STM32核心，進(jìn)行下一步處理。為了實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)時(shí)和控制，STM32F103RCT6微控制器使用定時(shí)器和中斷模式。本設(shè)計(jì)選用PB6作為觸發(fā)信號(hào)的輸出。定時(shí)器是一個(gè)硬件模塊，它生成精確的時(shí)間間隔。通過(guò)設(shè)置定時(shí)器的重裝載值和預(yù)分頻系數(shù)，可以控制定時(shí)器的計(jì)時(shí)周期和頻率。在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中，系統(tǒng)周期由定時(shí)器的設(shè)置和預(yù)分頻系數(shù)決定。超聲波測(cè)距的時(shí)序圖中，可以看到觸發(fā)信號(hào)持續(xù)10us的高電平，這個(gè)信號(hào)通過(guò)IO口的TRIG引腳發(fā)送給超聲波傳感器。傳感器接收到觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)始發(fā)送40KHz方波信號(hào)，然后等待信號(hào)返回。超聲波時(shí)序圖如圖4-15所示：當(dāng)傳感器接收到信號(hào)的返回時(shí)，通過(guò)IO口的ECHO引腳將信號(hào)返回給微控制器。微控制器通過(guò)中斷程序來(lái)處理返回信號(hào)，并根據(jù)計(jì)時(shí)器的值計(jì)算出距離。整個(gè)過(guò)程由定時(shí)器和中斷模式實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)時(shí)和控制。圖4-15超聲波時(shí)序圖本設(shè)計(jì)所需兩個(gè)超聲波模塊，需要占用4個(gè)IO口，本設(shè)計(jì)選用RCT6定時(shí)4的4個(gè)通道，PB6-PB9。PB6，PB8為Trig口需要設(shè)置為輸出模式，PB7，PB9IO口需要設(shè)定為浮空輸入模式，程序如圖4-16所示：圖4-16超聲波模塊IO口配置圖其次需要配置超聲波測(cè)距函數(shù)，聲明數(shù)據(jù)量，為了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確進(jìn)行5次數(shù)據(jù)測(cè)量。計(jì)算超聲波響應(yīng)時(shí)間，通過(guò)采集到的響應(yīng)時(shí)間去計(jì)算距離，并且取5次的平均值返回結(jié)果。具體程序如圖4-17所示：圖4-17超聲波測(cè)距函數(shù)程序圖超聲波模塊測(cè)距依據(jù)超聲波從模塊中發(fā)射碰到物體反彈回模塊。記錄來(lái)回的時(shí)間，在根據(jù)聲波的速度就可以粗略估算出距離。將其計(jì)算出的數(shù)據(jù)傳遞到STM32核心，進(jìn)行下一步處理。具體的模塊流程圖如圖4-18所示：圖4-18超聲波模塊流程圖顯示模塊程序設(shè)計(jì)首先，在程序開(kāi)始時(shí)引入所需的庫(kù)文件，這些庫(kù)文件提供了簡(jiǎn)化操作0.96英寸顯示屏的函數(shù)和方法。然后，進(jìn)行顯示屏的初始化設(shè)置，包括初始化通信接口（如SPI、I2C等），配置顯示屏的參數(shù)（如分辨率、亮度等），以及設(shè)置顯示模式等。接下來(lái)，使用庫(kù)文件提供的函數(shù)或方法，將需要顯示的內(nèi)容（如文本、圖形等）寫入顯示緩存區(qū)。可以通過(guò)指定坐標(biāo)位置、選擇字體大小和顏色等來(lái)進(jìn)行靈活的顯示設(shè)計(jì)。最后，將寫入顯示緩存區(qū)的內(nèi)容實(shí)時(shí)更新到顯示屏，以確保內(nèi)容能夠在屏幕上正常顯示。通過(guò)這些步驟，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)0.96英寸顯示屏的控制和顯示內(nèi)容的更新。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)試工具和輸出信息來(lái)調(diào)試和優(yōu)化程序，以提高顯示效果和性能。圖4-19WireSPI時(shí)序圖WireSPI時(shí)序圖如圖4-19所示：根據(jù)SSD1306的4-WireSPI的時(shí)序圖，可以得知在寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，需要按照數(shù)據(jù)的高位先行的順序進(jìn)行發(fā)送操作。具體操作如下：首先，使用CS#（片選）信號(hào)選通SSD1306器件。然后，通過(guò)4-WireSPI進(jìn)行通訊。在通訊過(guò)程中，使用D/C#（數(shù)據(jù)/命令選擇）信號(hào)來(lái)區(qū)分命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)。數(shù)據(jù)字節(jié)由8位的數(shù)據(jù)位組成，通過(guò)D0和D1線傳輸。數(shù)據(jù)的寫入操作在上升沿時(shí)進(jìn)行，每次寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^(guò)連續(xù)發(fā)送多個(gè)字節(jié)來(lái)傳輸更多的數(shù)據(jù)。最后，結(jié)束通訊。最終將OLED顯示屏初始化后，調(diào)用顯示函數(shù)即可在屏幕中顯示數(shù)據(jù)，具體程序圖如圖4-20所示：圖4-20OLED主程序圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序設(shè)計(jì)編寫L9110的程序設(shè)計(jì)可以按照以下步驟進(jìn)行：首先，在程序開(kāi)始時(shí)引入所需的庫(kù)文件。這些庫(kù)文件提供了簡(jiǎn)化操作L9110的函數(shù)和方法。然后，進(jìn)行引腳的初始化設(shè)置，將L9110的控制引腳連接到適當(dāng)?shù)腉PIO引腳上。電機(jī)IO配置圖如圖4-21所示：圖4-21電機(jī)IO配置圖接下來(lái)，通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)或方法來(lái)控制L9110的驅(qū)動(dòng)功能。例如，通過(guò)設(shè)置GPIO引腳的高低電平來(lái)控制L9110的電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等操作。同時(shí)，可以根據(jù)需要調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向。如圖4-22所示：圖4-22驅(qū)動(dòng)函數(shù)程序圖在程序的主循環(huán)中，可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)控制L9110的運(yùn)行邏輯。例如，通過(guò)按鍵、傳感器等觸發(fā)條件來(lái)控制電機(jī)的啟?；蜣D(zhuǎn)向等動(dòng)作。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可以使用調(diào)試工具和輸出信息來(lái)驗(yàn)證程序的運(yùn)行情況，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。通過(guò)這些步驟，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)L9110的控制和驅(qū)動(dòng)，使其能夠根據(jù)程序邏輯實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電機(jī)動(dòng)作。如圖4-23所示：圖4-23電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊流程圖本章小結(jié)本章節(jié)從主到次完成對(duì)小車系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。首先介紹STM32單片機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)，介紹了STM32程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，完成STM32主程序流程設(shè)計(jì)和主要功能模塊程序設(shè)計(jì)。其次講述各個(gè)模塊程序設(shè)計(jì)，超聲波測(cè)距模塊程序設(shè)計(jì)，分析了測(cè)距的原理，配置的IO口，和該模塊程序流程；紅外模塊程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，確定使用RCT6的定時(shí)器3進(jìn)行配置，介紹了紅外遙控器按鍵的處理；壓力傳感器檢測(cè)程序設(shè)計(jì)，介紹了壓力傳感器模塊的組成，以及連接的IO口；OLED顯示，介紹了OLED屏幕的通訊形式和顯示方式；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，介紹了電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的具體過(guò)程?？蛇b控自動(dòng)跟隨小車測(cè)試與調(diào)試調(diào)試方案在本章中，將介紹可遙控自動(dòng)跟隨小車的測(cè)試與調(diào)試過(guò)程。該小車具備遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)跟隨功能，能夠在空曠環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)一定功能的跟隨。本章將詳細(xì)說(shuō)明如何正確設(shè)置和操作小車，以確保其功能正常運(yùn)行。對(duì)本基于STM32可遙控自動(dòng)跟隨小車進(jìn)行調(diào)試時(shí)。需要采取以下步驟進(jìn)行：1．確定硬件連接：檢查紅外接收器，超聲波模塊，壓力傳感器模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接。確保上述各個(gè)模塊正確連接到主控制板，并且驅(qū)動(dòng)器正確連接到電機(jī)。如圖5-1所示：圖5-1小車實(shí)物圖2．確認(rèn)電源供應(yīng)：確保小車的電源供應(yīng)正常工作，并且電池或電源適配器已正確連接。打開(kāi)穩(wěn)壓電源模塊的開(kāi)關(guān)，確保穩(wěn)壓模塊正常運(yùn)行，最終打開(kāi)18650電池盒開(kāi)關(guān)，觀察到全部模塊指示燈正常亮起，表示各模塊正常運(yùn)行。如圖5-2所示：圖5-2檢查電源連接圖3．代碼檢查：檢查KEIL代碼，確保Main主函數(shù)正確使用了傳感器庫(kù)和相關(guān)函數(shù)。確保代碼沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，沒(méi)有錯(cuò)誤報(bào)告，無(wú)冗余代碼，傳感器IO口合理配置完成并且正確地處理各個(gè)模塊信號(hào)，部分核心代碼配備注釋。這些信息可以幫助你理解代碼的執(zhí)行流程，以及檢查變量和狀態(tài)的值?？梢允褂么谡{(diào)試輸出、LED指示燈或者其他適當(dāng)?shù)姆绞捷敵鲂畔?。如圖5-3所示：圖5-3中斷函數(shù)程序圖4．測(cè)試傳感器：數(shù)據(jù)傳輸：例如使用紅外遙控器發(fā)送信號(hào)，確保接收器能夠正確接收信號(hào)?？梢杂^察到當(dāng)摁下紅外遙控器按鍵時(shí)，接受模塊LED指示燈亮起，也可以通過(guò)在主控制板上輸出信號(hào)或打印接收到的信號(hào)來(lái)驗(yàn)證。該信號(hào)通過(guò)串口調(diào)試助手在PC端觀察到紅外遙控的鍵值，以及執(zhí)行內(nèi)容。如圖5-4所示：該圖表示摁下了鍵值為56的按鍵，執(zhí)行小車停止前進(jìn)的指令內(nèi)容。圖5-4串口數(shù)據(jù)圖5．檢查控制電機(jī)：本設(shè)計(jì)最終指令都需電機(jī)完成，確保電機(jī)正確物理連接，使用接收到的信號(hào)控制電機(jī)為本設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。首先確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)器正確工作，與電機(jī)的物理連接是否斷開(kāi)，其次檢查電機(jī)是否損壞，最終確保電機(jī)能夠根據(jù)接收到的指令正確運(yùn)行。如圖5-5所示：圖5-5電機(jī)連接圖當(dāng)上述準(zhǔn)備工作完成后，需對(duì)本設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行調(diào)試，應(yīng)對(duì)小車兩種模式進(jìn)行測(cè)試。首先，需要測(cè)試小車的跟隨模式，在確認(rèn)上述調(diào)試步驟全部完成后，開(kāi)啟電源，等待系統(tǒng)化初始后，蜂鳴器發(fā)出開(kāi)機(jī)提醒后，摁下紅外遙控按鍵，切換小車模式，此時(shí)顯示屏顯示MODE：1(跟隨模式)，小車需要跟隨前方人體。由人體檢測(cè)模塊判斷前方是否有人體，如有，小車?yán)锢脙蓚?cè)超聲波傳感器使用三角算法，跟隨人體，如判斷沒(méi)有，小車不斷規(guī)避周圍物體，直至接收到人體檢測(cè)存在信號(hào)。小車跟隨模式下?tīng)顟B(tài)如下圖5-6所示：圖5-6跟隨狀態(tài)圖其次，測(cè)試小車的遙控模式，在確認(rèn)上述調(diào)試步驟全部完成后，開(kāi)啟電源，等待系統(tǒng)初始化后，蜂鳴器發(fā)出開(kāi)機(jī)提醒后，此時(shí)顯示屏顯示MODE：0(遙控模式)，按壓紅外遙控器的按鍵，小車應(yīng)做出前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等行動(dòng)指令。當(dāng)按下紅外遙控器前進(jìn)鍵時(shí)，紅色LED燈亮起，小車兩側(cè)電機(jī)開(kāi)啟正轉(zhuǎn)。當(dāng)按下紅外遙控器停止鍵時(shí)，紅色LED燈亮起，小車兩側(cè)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。小車遙控模式下?tīng)顟B(tài)如圖5-7所示圖5-7遙控狀態(tài)圖各模塊調(diào)試方案超聲波模塊調(diào)試方案將傳感器模塊引腳正常連接，電池盒電源開(kāi)啟，穩(wěn)壓電源模塊開(kāi)啟，在小車前方放置物體，調(diào)整物體與傳感器的距離，利用串口打印工具觀察傳感器上傳的數(shù)據(jù)。首先，選取平面鏡作為做測(cè)試物，如圖5-8所示：通過(guò)PC端串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示此時(shí)物體與傳感器大致相距4cm左右?？芍≤嚽岸蝺蓚?cè)傳感器全部探知前方近距離存在物體。圖5-8兩側(cè)近距離檢測(cè)圖如圖5-9所示：當(dāng)物體遠(yuǎn)離傳感器時(shí)，傳感器所檢測(cè)的數(shù)據(jù)也會(huì)改變。當(dāng)將測(cè)試物品遠(yuǎn)離小車前方兩側(cè)超聲波模塊時(shí)，通過(guò)PC端串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)正在逐漸變大。數(shù)據(jù)顯示此時(shí)物體與傳感器大致相距12cm左右。由上述兩次測(cè)試可知，小車前方兩側(cè)超聲波模塊可以同時(shí)進(jìn)行測(cè)距。圖5-9兩側(cè)遠(yuǎn)距離檢測(cè)圖如圖5-10所示，此時(shí)物體距離小車前段右側(cè)傳感器較近時(shí)，通過(guò)PC端串口助手觀察數(shù)據(jù)可知，左側(cè)傳感器并沒(méi)有探測(cè)到前方近距離存在物體，右側(cè)傳感器數(shù)據(jù)顯示前方近距離存在物體，通過(guò)兩側(cè)傳感器的數(shù)據(jù)差異，可以粗略的估計(jì)小車前方物體在小車的右側(cè)。但本設(shè)計(jì)在移動(dòng)過(guò)程中，傳感器數(shù)據(jù)有一定延遲，需要設(shè)置一個(gè)誤差范圍，當(dāng)兩側(cè)傳感器數(shù)據(jù)差超過(guò)誤差范圍時(shí)，小車向左或向右移動(dòng)。圖5-10右側(cè)近距離檢測(cè)圖如圖5-11所示，此時(shí)物體距離小車前段左側(cè)傳感器較近時(shí)，通過(guò)PC端串口助手觀察數(shù)據(jù)可知，右側(cè)傳感器并沒(méi)有探測(cè)到前方近距離存在物體，左側(cè)傳感器數(shù)據(jù)顯示前方近距離存在物體，通過(guò)兩側(cè)傳感器的數(shù)據(jù)差異，可以粗略的估計(jì)小車前方物體在小車的左側(cè)。由兩次調(diào)試結(jié)果，大致設(shè)計(jì)誤差范圍為5cm。圖5-11左側(cè)近距離檢測(cè)圖壓力傳感器模塊調(diào)試方案在系統(tǒng)完成初始化后，將小車?yán)眉t外遙控，調(diào)節(jié)為稱重模式，將物品放在傳感器檢測(cè)盤上，傳感器將重量數(shù)據(jù)傳遞給STM32核心板，通過(guò)串口打印助手在PC端進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察，首先，將一塊鏡子放入放置盤照片那個(gè)測(cè)試，如圖5-12所示：圖5-12放置物品1圖其次，換用小車紅外遙控器進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)試。如圖5-13所示：當(dāng)改變小車后方載物盤中所載物體時(shí)，傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也有所改變。但在小車未打開(kāi)電源時(shí)，就放置物品，數(shù)據(jù)獲得一定量的初重，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。圖5-13放置物品2圖紅外遙控模塊調(diào)試方案在系統(tǒng)完成初始化后，操縱紅外遙控器按鈕，傳感器將數(shù)據(jù)傳遞給STM32核心板，Main函數(shù)通過(guò)鍵值判斷執(zhí)行命令，并且通過(guò)串口打印助手在PC端進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察，改結(jié)果表示紅外遙控器發(fā)射信號(hào)，STM32核心成功接受信號(hào)，如圖5-11所示圖5-14紅外接受信號(hào)圖紅外遙控作為本設(shè)計(jì)的核心部件之一，小車絕大部分功能都需要以此實(shí)現(xiàn)，首先為小車的模式轉(zhuǎn)換。按下星號(hào)鍵，小車為遙控模式，按壓井號(hào)鍵，小車為跟隨模式。如圖5-15、5-16所示：當(dāng)按下星號(hào)鍵時(shí)，OLED顯示屏顯示為MODE：0，該代碼代表著小車的紅外遙控模式。當(dāng)按下星號(hào)鍵時(shí)，OLED顯示屏顯示為MODE：1，該代碼代表著小車的跟隨模式。圖5-15遙控模式OLED顯示圖圖5-16跟隨模式OLED顯示圖本章小結(jié)本章節(jié)主要對(duì)本設(shè)計(jì)功能進(jìn)行測(cè)試。分析了采用的測(cè)試方法以及測(cè)試達(dá)到的效果，實(shí)現(xiàn)了小車兩種基本功能、超聲波測(cè)距功能、紅外遙控功能和重量檢測(cè)功能。測(cè)試結(jié)果表明，基于STM32的可遙控自動(dòng)跟隨小車能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能需求。結(jié)論本文通過(guò)查詢國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料和文獻(xiàn)，分析了國(guó)內(nèi)外智能小車的發(fā)展情況?？紤]到當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，普通家庭對(duì)物流服務(wù)的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)也存在大量弱勢(shì)群體難以自行取快遞的問(wèn)題。鑒于這一社會(huì)背景，本文設(shè)計(jì)一種基于STM32的可遙控自動(dòng)跟隨小車。主要研究?jī)?nèi)容如下：1．本設(shè)計(jì)使用超聲波傳感器HC-SR04進(jìn)行距離探測(cè)，使用0．96寸OLED顯示屏顯示距離數(shù)據(jù)。當(dāng)兩側(cè)傳感器數(shù)據(jù)有一側(cè)小于設(shè)定值，小車進(jìn)行倒退，完成避障功能。2．本設(shè)計(jì)通過(guò)壓力傳感器模塊采集物品重量情況，配合蜂鳴器和OLED顯示屏，重量數(shù)據(jù)顯示在OLED屏幕。當(dāng)數(shù)據(jù)高于設(shè)定值時(shí)，小車發(fā)出超重警報(bào)，完成超重報(bào)警功能。3．本設(shè)計(jì)通過(guò)紅外遙控模塊來(lái)控制小車的模式切換，配合蜂鳴器提醒和OLED顯示屏顯示小車模式(默認(rèn)為遙控模式)，摁下紅外按鍵改變MODE值(切換模式)，在遙控模式下，能夠控制小車移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了紅外遙控功能。4．本設(shè)計(jì)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)控制直流電機(jī)工作，STM32核心發(fā)送電平信號(hào)，配置控制行動(dòng)函數(shù)PWM占空比，調(diào)節(jié)電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。完成小車基本移動(dòng)功能。5．本設(shè)計(jì)通過(guò)人體檢測(cè)模塊檢測(cè)前方是否存在人體，OLED顯示屏顯示數(shù)據(jù)，配合超聲波模塊判斷前方物體位置。如前方存在人體，則小車進(jìn)行跟隨，否則進(jìn)行避開(kāi)，一定程度實(shí)現(xiàn)了人體跟隨功能。本文的不足如下：1．兩側(cè)電機(jī)存在轉(zhuǎn)速差。在小車移動(dòng)過(guò)程中，觀察到其中一側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，而另一側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低。這導(dǎo)致了小車的移動(dòng)軌跡不穩(wěn)定，并且影響了功能的準(zhǔn)確性。對(duì)此情形，通過(guò)更改兩側(cè)電機(jī)PWM占空比，使得小車能夠正常行駛。2．傳感器數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)使用的多為價(jià)格低廉的模塊。在小車移動(dòng)過(guò)程中，觀察到傳感器模塊的輸出數(shù)據(jù)存在波動(dòng)和不一致性，對(duì)小車的運(yùn)行帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。3．紅外遙控距離有限。在小車運(yùn)行中，觀察到使用的紅外遙控模塊的信號(hào)傳輸距離較短，限制了用戶對(duì)小車的遙控能力。這種紅外遙控距離有限的問(wèn)題可能涉及到使用的紅外遙控模塊的性能和設(shè)計(jì)限制發(fā)射器和接收器的功率限制，導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法有效傳播并達(dá)到較遠(yuǎn)的距離。參考文獻(xiàn)王河濤．城市社區(qū)物流共同配送模式研究[D]．吉林大學(xué)，2016(10)．賀冰倩．倉(cāng)庫(kù)智能AGV路徑設(shè)計(jì)及調(diào)度研究[D]．華中科技大學(xué)，2019(03)．李金鑫，陳娜．電商快遞最后一公里配送問(wèn)題分析及對(duì)策研究[J]．中國(guó)物流與采購(gòu)，2023，No．662(01)：55-56．馬建，劉曉東，陳軼嵩等．中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策[J]．中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2018，31(08)：1-19．唐修俊，蔡世忠．智能車路徑跟蹤控制[J]．計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，1989，(02)：19-23．周龍旗，劉建平．智能車視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)[J]．機(jī)器人，1991，(02)：33-38．徐友春，王榮本，李兵，紀(jì)壽文．一種機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航的智能車輛轉(zhuǎn)向控制模型設(shè)計(jì)[J]．中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2001，(03)．胡海峰，史忠科，徐德文．智能汽車發(fā)展研究[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004，(06)：20-23．金輝，牛若飛．基于A*算法的智能車多紅綠燈信號(hào)交叉口通行的經(jīng)濟(jì)車速規(guī)劃研究[J]．北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)．馮三槐，陶文華，張華峰，王佳明．樹(shù)莓派自動(dòng)避障小車的消防應(yīng)用[J]．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2023，13(04)：144-146+149．FioriniP，ShillerZ．Motionplanningindynamicenvironmentsusingvelocityobstacles[J]．Theinternationaljournalofroboticsresearch，1998，17(7)：760-772．GrossHM，MuellerS，SchroeterC，etal．Robotcompanionfordomestichealthassistance：Implementation，testandcasestudyundereverydayconditionsinprivateapartments[C]//2015IEEE/RSJInternationalConferenceonIntelligentRobotsandSystems(IROS)．IEEE，2015：5992-5999．ShashankMS，SaikrishnaP，AcharyaGP，etal．DesignandDevelopmentofHumanFollowingAutonomousAirportBaggageTransportationSystem[C]//2022InternationalCo