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基本信息

项目名称:
基于嵌入式的多功能智能小车
小类:
信息技术
简介:
本作品是一辆具有自动避障、智能寻径、温湿度检测、无线遥控、无线图像传输等多功能的智能小车。采用S3C2440实现小车的控制机检测,用光电探测器实现小车的循迹功能,由两个直流电机做动力部分,通过控制脉冲占空比对直流电机进行调速,利用两电机的差速实现小车的转向。另外小车还留有很多的接口,有良好的扩展性,以后可以根据具体情况增加相应的功能。
详细介绍:
近二十年来,微电子技术、计算机技术、集成技术、 网络技术等高新技术得到了迅猛发展。在这一背景和形势下,工业生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代。智能小车是现代科研、工业、民用中提高劳动效率的有效工具,经过特殊的设计可应用于广泛的领域,鉴于此,我们考虑设计一款集多种功能于一体、开发设计简单、具有实际意义的智能小车。 本作品是一辆具有自动避障、智能寻径、温湿度检测、无线遥控、无线图像传输等多功能的智能小车。采用S3C2440实现小车的控制机检测,用光电探测器实现小车的循迹功能,由两个直流电机做动力部分,通过控制脉冲占空比对直流电机进行调速,利用两电机的差速实现小车的转向。另外小车还留有很多的接口,有良好的扩展性,以后可以根据具体情况增加相应的功能。 该智能小车的创新之处在于它还具有无线图像传输功能,利用无线图像传输来实现处理器和遥控器之间的通信。小车从前端摄像头处把信息采集过来,通过无线图像传输模块把图像传输到控制端,这样人们可以更直观地了解到前方信息,进而采取最合理的措施。此外,小车的控制端还可以直接和计算机终端相连接,把采集过来的信息通过终端显示在计算机上,并能通过计算机实现数据的共享。 我们所制作的小车实现了温湿度的可移动多点检测,能根据环境检测信息进行异常处理(例如报警等)。小车有手动遥控模式和自动模式,当小车在人的视野范围内时,可以设置为手动遥控模式,在手动模式下可以根据实际情况来遥控小车的运动;而在小车脱离人们视线时,可以把小车设置为自动模式,小车通过自动循迹和红外避障功能正常工作。

作品图片

  • 基于嵌入式的多功能智能小车
  • 基于嵌入式的多功能智能小车
  • 基于嵌入式的多功能智能小车

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

本设计基于实现工业生产的自动化、智能化,减少工业生产中可能对人们造成的伤害,方便人们日常生活这一目的而设计。该车总体有五个部分,处理器是核心,采集的数据经过处理器处理后送往显示和驱动模块,同时该车增加了遥控装置。 该车集各种功能于一体,实现寻迹、避障和温湿度检测,最关键的一点是该车可实现无线图像传输,并具有手动和自动两种模式。小车采用双向PWM控制驱动电机;S3C2440为整个系统的控制核心;采用nRF2401无线传输模块实现对小车的遥控。本作品力求降低其功耗,实现节约能源。

科学性、先进性

本设计采用S3C2440实现小车的控制,用光电探测器实现小车的循迹,用两个直流电机做动力部分,单片机控制脉冲占空比实现直流电机的调速,利用两电机的差速实现小车的转向;采用点阵型LCD显示; 采用OmniVision公司开发的CMOS芯片OV6620采集图像;利用nRF2401接收发送信号,来控制小车工作方式,同时实现了自动避障功能。 该智能小车的创新之处在于它还具有无线图像传输功能,利用无线图像传输来实现处理器和遥控器之间的通信。小车从前端摄像头处把信息采集过来,通过无线图像传输模块把图像传输到控制端,这样人们可以更直观地了解到前方信息,进而采取最合理的措施。此外,小车的控制端可以直接和计算机终端相连接,把采集过来的信息通过终端显示在计算机上,并能通过计算机实现数据的共享。

获奖情况及鉴定结果

2010年12月,河南科技大学电子信息工程学院“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛金奖。

作品所处阶段

实验室阶段。

技术转让方式

非专利技术。

作品可展示的形式

现场演示。

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

智能小车集多种功能于一体,不仅可以实现基本的循迹、避障功能、温湿度测量、无线遥控、无线图像传输等功能,还可以扩展多种额外功能,如测CO2浓度等,现在能源问题是我们面临的一大难题,人们对产品的低功耗的要求越来越高,本作品通过在硬件和软件上精心设计,力求降低其功耗。智能小车可以用于流水生产线,仓库,厂房等一些不易人们进入或直接人工操作的场所。 人工智能是现代工业生产的主流,为此而产生的高科技产品也应运而出。通过智能小车的探测功能,可以实现省去人力、物力的目的。因此,智能小车有很大的市场价值。

同类课题研究水平概述

智能车辆的研究始于20世纪50年代初,美国Barrett Electronics公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统(Automated Guided Vehicle System, AGVS)。1974年,瑞典的VolvoKalmar轿车装配工厂与Schiinder- Digitron公司合作,研制出一种可装载轿车车体的AGVS,并由多台该种AGVS组成了汽车装配线,从而取消了传统应用的拖车及叉车等运输工具。在世界科学界和工业设计界中,众多的研究机构正在研发智能车辆,其中具有代表性的智能车辆包括:意大利MOB--LAB的研究,德意志联邦大学的研究,美国俄亥俄州立大学的研究。 在我国,吉林大学智能车辆课题组长期从事智能车辆自主导航机理及关键技术研究。中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年7月研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。另外,清华大学、北京理工大学等单位也正在研发智能车辆。 智能小车是现代科研、工业、民用中不可缺少的提高劳动效率的工具,经过特殊的设计可应用于广泛的领域。例如汽车无人驾驶,家具智能清洁,危险环境的探测工作等等。给人们日常工作,生活,科学研究带来极大的方便。但现在一些工业、民用的智能小车(或机器人)存在以下几个问题: 1.操作控制复杂。 目前很多小车的控制器构造比较复杂,并且在不同的控制场合需要专人现场进行控制,增加了控制成本和控制的复杂性。 2.系统功能单一 一些同类的探测小车功能单一,针对不同的应用对象需要进行专门设计,往往只具备数项功能中的一种,应用范围比较局限。 3.系统开发复杂 目前一些同类探测小车的集成度不高,设计中必须使用许多分立器件组成外围电路,因此使得整个系统变得十分复杂,可靠性降低。
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