长春工业大学本科毕业设计（论文）
摘 要
AGV是自动导引运输车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，AGV属于轮式移动机器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范畴。
智能寻迹基于自动引导机器人系统，可以实现小车自动识别路线。智能寻迹小车运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术实现，管理时自动寻迹导航。该技术已经应用于无人驾驶机动车、无人工厂、仓库、服务机器人等多种领域。
本文给出了基于电磁寻迹的智能竞速小车控制方法。该设计采用AT89S51单片机作为小车的控制核心，以电磁传感器作为小车的寻迹模块识别地面铺设通有交变电流的引导线，通过采集信号并将信号转换为单片机可识别的数字信号，利用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，实现寻迹功能，仿真结果表明本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。
关键词：单片机最小系统；驱动电路；自动寻迹
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The Design of Intelligent Car System Based on Electromagnetic
Tracing Racing
Abstract
AGV is the abbreviation for Guided Vehicle (Automated).. Is equipped with electromagnetic or optical homing devices to along the provisions of the guidance route, with safety protection and loading function of transport vehicle, AGV belongs to the category of the wheeled mobile robot (WMR - wheeled mobile robot.
Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically, and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control. This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields.
This paper discusses the intelligent tracing electric trolley control process. During the design of Intelligent tracing electric trolley, AT89S51 single clip is used as the control core; at the same time electromagnetic sensors as the car tracing module to identify the ground laid of alternating current on guide line, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driver chip L298N constitute the double H bridge constitute of driving chip L298N can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability.
Key words: single chip microcomputer; driving circuit; automatic tracing;
II
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目 录
第一章 绪论 --------------------------------------------------- 1
1.1智能寻迹竞速小车概述------------------------------------ 1
1.1.1发展历程 ------------------------------------------ 1 1.1.2寻迹分类 ------------------------------------------ 2 1.1.3应用领域 ------------------------------------------ 2 1.2本章小结------------------------------------------------ 4 第二章 智能寻迹竞速小车总体设计方案---------------------------- 5
2.1整体设计方案-------------------------------------------- 5
2.1.1设计方案 ------------------------------------------ 5 2.1.2系统组成 ------------------------------------------ 5 2.2方案论证------------------------------------------------ 6
2.2.1控制器选择 ---------------------------------------- 6 2.2.2驱动器选择 ---------------------------------------- 6 2.3本章小结------------------------------------------------ 7 第三章 智能寻迹竞速小车系统硬件设计---------------------------- 8
3.1单片机最小系统模块-------------------------------------- 8 3.2电机模块----------------------------------------------- 12 3.3舵机模块----------------------------------------------- 16 3.4电磁检测模块------------------------------------------- 17 3.5数码显示模块------------------------------------------- 18 3.6本章小结----------------------------------------------- 19 第四章 智能寻迹竞速小车系统软件设计--------------------------- 20
4.1软件设计流程------------------------------------------- 20 4.2编译器的选择------------------------------------------- 20 4.3本章小结----------------------------------------------- 22 第五章 智能寻迹竞速小车系统调试------------------------------- 23
5.1硬件调试----------------------------------------------- 23 5.2软件调试----------------------------------------------- 23 5.3本章小结----------------------------------------------- 24 总 结------------------------------------------------------ 25 致 谢------------------------------------------------------ 26
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参考文献------------------------------------------------------ 27 附录1 系统硬件原理图 ----------------------------------------- 30 附录2程序清单------------------------------------------------ 31 附录3系统实物图---------------------------------------------- 39
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第一章 绪论
1.1智能寻迹竞速小车概述
智能寻迹小车又被称为Automated Guided Vehicle，简称AGV，是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人[1]。智能寻迹小车是指装备如电磁，光学或其他自动引导装置，可以沿设定的引导路径行驶，安全的运输车[2]。
工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源，可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作，也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线，无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作，无需驾驶员操作，将货物或物料自动从起始点运送到目的地[3]。
AGV的另一个特点是高度自动化和高智能化，可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变行驶路径，而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉[4]。智能寻迹小车一般配有装卸机构，可与其他物流设备自动接口，实现货物装卸与搬运的全自动化过程。此外，它依靠蓄电池提供动力，还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染的特点，可用在工作环境清洁的地方[5]。 1.1.1发展历程
随着社会的不断发展，科技水平的不断提高，人们希望创造出一种代替人做一些非常危险或要求精度很高的其他事情的工具，于是就诞生了机器人这门学科[6]。
世界上第一台机器人诞生于1959年，迄今为止已经有50多年的历史，同时机器人技术也取得了飞速的发展和进步，现在已发展成一门包含：机械、电子、计算机、自动控制、信号处理，传感器等多种类学科为一体的高端、精确、尖端技术[7]。
智能寻迹竞速小车共经历了三代技术创新变革：
第一代是可编程的示教再现型，不装在任何传感器，只采用简单的开关控制，通过编程来设置小车的路径与运动参数，在工作过程中，不能根据环境的变化而改变自身的运动轨迹。
第二代是支持离线编程且具有一定感知和适应环境能力型的，这类小车具有简单的传感器，可以感觉到自身的运动位置，速度等其他物理量，电路是一个闭环反馈的控制系统，能适应一定的外部环境变化。
第三代是智能的，目前在研究和发展阶段，以多种外部传感器构成感官系
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