摘要
简易智能电动车实现了路面标识跟踪、金属探测、曲线行驶、躲避障碍物、寻找光源以及安全进入车库等功能，并且能够在行驶过程中用语音、指示灯等方式提示电动车的行驶状态。
采用左右独立的传动模式行驶，通过光电、红外和接近开关等传感器，由单片机系统来决策智能车的行驶状态。采用PWM技术实现了电动机的多级调速；采用硬件自学习电路提高对不同黑白程度路面的适应能力。独特的雷达扫描式光电探测装置保证了光源探测的灵活性，提高了控制决策的有效性。
不同路段的软件模块对各个传感器赋以不同的权值，提高了各个路段行驶策略的针对性。通过均值采样算法降低了噪声信号的干扰，通过模糊控制算法实现了智能避障和光源跟踪。采用原子模块循环法实现数据采集、分析、处理和控制输出。
关键词：电动车智能PWM 硬件自学习雷达扫描式光电探测
原子模块循环法
一、方案选择与论证
1、运动方式的选择
通常的运动方法有轮式和履带驱动式两种，其选择依赖于路面状况、机械复杂性和控制复杂性。
方案一：采用四轮——常见的汽车结构模式
特点是一个马达作为动力，通过变速箱驱动后轮；另一个马达转动导向轮来决定行驶方向。优点是在直道行驶速度较快、方向和速度相互独立。缺点为转弯半径大、驱动轮易打滑、导向轮方向不易精确控制。方案二：采用履带式结构
特点：两个电机分别驱动两条履带。优点是可以在原地转动；在不平的路面上性能稳定，牵引力大。缺点为速度慢、速度和方向不能单独控制摩擦力很大；能量损耗大，机械结构复杂。
综合考虑，我们将轮式和履带式的优点结合在一起，采用两个大脚车的模型（见附图三）拼接而成，达到了较好的机动性和可控性。
2、电机驱动调速方案论证
电机驱动调速方案的控制目标是实现电动机的正、反转及调速
方案一：电阻网络或数字电位器调整分压
采用电阻网络或数字电位器分压调整电动机的电压。但电动机工作电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二：采用继电器开关控制
采用继电器控制电动机的开或关，通过开关的切换调整车速。优点是电路简单，缺点是响应时间慢、控制精度低、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性低。
方案三：H 型PWM 电路
采用电子开关组成H 型PWM 电路。H 型电路保证了简单的实现转速和方向的控制；用单片机控制电子开关工作的占空比，精确调整电动机转速。最终选择方案三。
3、路面探测方案论证
探测路面黑线的原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断传感器和黑线相对位置。
方案一：采用可见光发光二极管和光敏二极管
采用普通可见光发光管和光敏管组成的发射－接收电路。其缺点在于易受到环境光源的影响。即便提高发光管亮度也难以抵抗外界光的干扰。
方案二：采用反射式红外发射－接收器
采用反射式红外发射－接收器。直接用直流电压对发射管进行供电，其优点是实现简单，对环境光源的抗干扰能力强，在要求不高时可以使用。
方案三：采用脉冲调制的红外发射－接收器
在方案二的基础上采用脉冲调制发射。由于环境光干扰主要是直流分量，因此如果采用带有特定交流分量的调制信号，则可在接收端采用相应的手段来大幅度减少外界干扰。缺点是实现复杂﹑成本高。
根据本题目中对探测地面的要求，由于传感器可以在车体的下部，发射、接收距地面都很近，外界光对其的干扰都很小。在基本不影响效果的前提下，为了简便起见，我们选用了方案二。
4、障碍物探测模块
方案一：超声波探测
采用超声波器件。超声波波瓣较宽，一个发生器就可以监视较宽的范围。其优点为抗干扰能力强，不受物体表面颜色的影响。缺点为实现电路复杂，且用通常的测量方法在较近距离上有盲区。
方案二：光电式探测
采用光电式发射、检测模块。由于单个发射器的照射范围不能太小，因此不使用激光管。用波瓣较宽的脉冲调制型红外发射管和接收器。其优点是电路实现简单，抗干扰性较强。
由于题目中已知障碍物外表为白色，有利于红外线的反射。同时从电路实现的难易程度上考虑，我们最终选择了方案二。
5、寻光定向模块
题目条件是在终点线后放置200W 白炽灯用以指向，因此采用普通光敏三极管进行检测。
方案一：车转式安装
采用固定方向安装方式。将两个光敏三极管固定在车头的左右两边指向前方，当车头对准光源时，两传感器输出平衡；当车的方向不准时，通过两传感器输出的差别控制车原地转向来寻找光源。
方案二：模拟雷达扫描
用装在车底盘上的步进电机带动圆盘左右扫描，装在圆盘上的光敏传感器通过扫描，可以准确定位光源。方案一实现简单，其缺点为寻找光源较麻烦，需要驱动整辆智能车转动，功耗多且浪费时间；方案二实现较为复杂，但是其定位准确，仅转动圆盘而不用转动智能车，节省了电源和时间。考虑到题目的指标要求及系统性能要求，我们采用了方案二。
6、车轮检速及路程计算模块
方案一：磁感应式
采用霍尔元器件（霍尔元器件应用霍尔效应，输出量与磁场的大小有关）并在车轮上安装磁片，利用位置固定的开关型霍尔元器件来检测车轮的转动，通过单位时间内的脉冲数进行车速测量。
方案二：光反射式
采用反射式红外器件。在车轮轮辐面板上均匀画出黑底白线或白底黑线，通过正对线条的反射式红外器件，产生脉冲。通过对脉冲的计数测速。
方案三：光对射式
采用对射式红外传感器。在轮辐面板上均匀刻出孔，在轮子两侧固定相对的红外发射、接收器件。在过孔处接收器可以接收到信号。从而轮子转动时可以产生连续脉冲信号，通过对脉冲的计数进行车速测量。
以结构简单和输出精确作为选择标准，我们认为使用方案一的工作量最小。方案二、三虽然可以达到较高的精度（磁片不可能放置太密），但安装较麻烦。由于题目中对路程的记录没有较高的精度要求，因此选择了方案一。
7、供电电源选择
方案一：单电源供电
优点是供电电路简单；缺点是由于电机的特性，电压波动较大，严重时可能造成单片机系统掉电。
方案二：双电源供电
将电机驱动电源其它电路电源分离，利用光电耦合器传输信号。优点是减少耦合，提高系统稳定性；缺点为电路较复杂，电池占空间较大。
由于车耗电量较大，用 3 节锂电池（每节3V ）或6 节5 号碱性电池串联供电，可以满足电量要求，为了节省有限的空间，选用单电源供电。又考虑到锂电成本较高，且车体需要电池来配平重心，最终选用 6 节碱性电池装到车体后部。电流分为两路，一路通过7805 稳压后向控制系统和传感器供电，另一路加到电机驱动电路，并在电机端口两端加上了0.1uf 去耦电容。
8、方案论证总结
综上所述，本设计方案如图 1 所示。
图 1 智能车系统模块划分图
二、硬件的设计与实现
1、电动机PWM 驱动模块的电路设计与实现
具体电路如图 2 所示。本电路采用的是基于PWM 原理的H 型驱动电路。采用H 桥电路可以增加驱动能力，同时保证了完整的电流回路。
图 2 H 型驱动模块的设计
当为高电平，为低电平时，、管导通，、管截止，电动机正转。当为低电平，为高电平时，、管截止，、管导通，电动机反转。电机工作状态切换时线圈会产生
反向电流，通过四个保护二极管D1 、D2 、D3 、D4 接入回路，防止电子开关被反向击穿。
采用PWM 方法调整马达的速度，首先应确定合理的脉冲频率。脉冲宽度一定时，频率对电机运行的平稳性有较大影响，脉冲频率高马达运行的连续性好，但带负载能力差；脉冲频率低则反之。经试验发现，脉冲频率在50Hz 以上，电机转动平稳，但智能车行驶时，由于摩擦力使电机转速降低，甚至停转。当脉冲频率在10Hz 以下时，电机转动有明显的跳动现象，经反复试验，本车在脉冲频率为15 ～20Hz 时控制效果最佳。为方便测量及控制，在实际中我们采用了20Hz 的脉冲。
脉宽调速实质上是调节加在电机两端的平均功率，其表达式为：
式中P 为电机两端的平均功率；为电机全速运转的功率；K 为脉宽。
当K="1" 时，相当于加入直流电压，这时电机全速运转，；当K="0" 时，相当于电机两端不加电压，电机靠惯性运转。
当电机稳定开动后，有
(f 为摩擦力)
则
所以，
由上式可知智能车的速度与脉宽成正比。
由上述分析，、这对控制电压采用了20Hz 的周期信号控制，通过对其占空比的调整，对车速进行调节。同时，可以通过、的切换来控制电动机的正转与反转。
在实际调试中，我们发现由于桥式电路中四个三极管的参数不一致，使控制难度加大，因此我们用专用的电机驱动管L298 构成。
图 3 L 298 内部电路
使用一片L298 便可完成对两路电机的控制。
图 4 用L298 实现双路电机驱动
驱动信号由单片机的P1.1~P1.4 口输出，同时使用一片74HC08 驱动LED完成行驶状态指示。
2、路面黑线探测模块的设计与实现
为了检测路面黑线，在车底的前部安装了三组反射式红外传感器。其中左右两旁各有一组传感器，由三个传感器组成“品”字形排列，中轴线上为一个传感器。因为若采用中部的一组传感器的接法，有可能出现当驶出拐角时将无法探测到转弯方向。若有两旁的传感器，则可以提前探测到哪一边有轨迹，方便程序的判断。采用传感器组的目的是防止地面上个别点引起的误差。组内的传感器采用并联形式连接，等效为一个传感器输出。取组内电压输出高的值为输出值。这样可以防止黑色轨迹线上出现的浅色点而产生的错误判断，但无法避免白色地面上的深色点造成的误判。因此在软件控制中进行计数，只有连续检测到若干次信号后才认为是遇见了黑线。同时，采用探测器组的形式，可以在其中一个传感器失灵的情况下继续工作。中间的一个传感器在寻光源阶段开启，用于检测最后的黑线标志。
在实验场地上测试时发现中路传感器的功能完全可由左右两路传感器结合软件来实现，故采用此法来实现。每个寻迹传感器由三个ST178 反射式红外光电传感器组成，内部由高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，具体电路如图 5 。
探测到黑色时输出为高，输出电压随探测物体表面颜色深度的减小而降低。其外形尺寸为 6.5mm * 5mm ，因此采用“品”字形排列时，横宽为13mm 左右。为了防止光束照射范围超出轨迹线，将三个探测器的接收管集中在中部。图中两个电阻分别用于调整发射管的功率和接收管的灵敏度。
为了防止环境光的影响，将其安装在靠近地面约10mm 高度的位置上并蒙上用曝光胶卷制成的遮光片以减小影响。在此条件下测得对白色地面的输出值约为0.8V ，对黑色地面的输出值约为 4.1V ，保证差值为2V 以上。测得值由4051 选择，ADC0820 进行A/D 采集。
3、障碍物探测模块
采用TX05D 反射式红外反射开关进行探测。TX05D 红外反射开关实际上是一种一体化的红外线发射、接收模块。其工作电压为5~12V ，检测距离0~ 120cm 可调，发射的是38KHz 调制红外线，可有效避免干扰。题目给定障碍物的高度为6cm ，则传感器的固定高度应低于6cm 。我们用曝光胶片作为滤光片，以减小非红外部分光对光敏管的影响。
用三个传感器模块进行探测，分别对应正前方、左前方、右前方。
图 6 探障模块位置图
由于车体为24cm × 14cm ，则车体以中心点为圆心转动时车体中心距边缘最大距离为14cm 。由于探测头在车的边缘，因此，将探测的范围定为10cm ，为此需要调整发射强度和调节接收灵敏度。
4、寻光定向模块
借鉴雷达扫描定位的方法。在距地面20cm 处设置扫描寻光平台，采用步进电机驱动扇形扫描。为了压窄扫描波瓣的波束宽度。我们在传感器上加上了长约100mm 直径约为10mm 的导光管，使其波束宽度约为 3 度，提高了方位分辨力。抑制了其他高度上的光源影响，使本车不仅在室内抑制了顶灯壁灯的干扰，并可在室外抑制更为强烈的阳光影响。
步进电机采用四相四拍接法，步距角为 1.40625 °使用ULN2803 作为步进电机的驱动。
5、车轮检速及路程计算模块
采用霍尔开关电路30211 。其输入为磁感应强度，输出为数字电压信号，开关速度快，无瞬间抖动。电路实现如图8 ：
智能车的车轮直径，。我们在固定在轮轴上且与轮轴平行的圆盘上等R 的位置上间隔45 °固定8 个磁钢。智能车行驶时圆盘与轮子同轴转动。则行驶距离的测量精度为。霍尔片产生的脉冲送入单片机的INT1 口进行计数，由单
片机完成脉冲数到距离的转换，并由求得速度。
6、金属探测模块
我们使用电感型接近开关探测金属片。
其工作原理为：利用外界的金属性物体对传感器的高频震荡产生的阻尼效应从而识别金属物体的存在。
震荡器即是由缠绕在铁氧体磁芯上的线圈构成的LC 震荡电路。震荡器通过传感器的感应面，在其前方产生一个高频交变的电磁场。当外界的金属性导电物体接近这一磁场，并到达感应区时，在金属物体内产生涡流效应，从而导致LC 震荡电路震荡减弱，振幅变小，即称之为阻尼现象。这一震荡的变化，即被开关的后置电路放大处理并转换为一确定的输出信号，触发开关并驱动控制器件，从而做非接触式目标检测。
其特点为：
没有磨损，使用寿命长；不会产生误动作；无接触，因而可免于保养；输出为开关量，方便MCU 处理。
为了防止路面不平及车体晃动对探测的影响，我们使用了有效距离为15mm 的接近开关作为探测器。使用时，我们将其固定在智能车的正前端，将探测面固定在与地面距离10mm 左右的位置。将它的信号输出端接到INT0 口，通过中断方式进行探测。
7、语音模块
为了达到节省空间及省电的目的，我们采用了ISD1420 芯片。ISD1420 是单片，高质量，短周期的录放音电路。由于录制的信息存放在内部不挥发单元中，断电后可以长久保存，这将大大简便电路设计，并可以减少电力的损耗。由于语音和音频信号不经过转换直接以原来的状态存储到内部存储器，可以实现高质量的语音复制。
ISD1420 的输入取样速率为6.4K/s ，最小录放音周期为125ms ，共可有160 段。ISD1420 共有8 条地址线，即选址范围为00000000~10011111 。当片内有多段音频时，通过地址线选定起始地址，当放音至结束标志时，放音结束。
MCU 的地址线经过锁存器提供ISD1420 数据地址，地址锁存后，向PLAYE 口送入由高到低的电平跳变，即可开始放音。我们预先将每一段语音的地址编成地址表，在使用时，只需从表中查处相应的地址码，赋值后再发出放音指令即可。语音系统实现的电路图如图11 所示
图11 ISD1420 应用电路
8、地形自动匹配模块
由于地面纸张不是很平坦，路面的突起或凹陷会造成红外线的汇聚或发散，从而会影响测量的值。即便在同色的路面上，测量值也会因此产生一些波动。当比较门限为定值时，有可能在波峰处有误动，而在波谷处即便有黑色信号也可能无法测出，引起漏报。
为了解决这个问题，可以使用“自学习”方式来设定门限，即求出多个采样点的平均值，再加减一个值，作为最终的比较门限。这样比较门限可以随地面信号的波动而波动，从而减少误报或漏报。
常用的解决方式有两种：“软件自学习”和“硬件自学习”
由于软件采样率高，如果用软件自学习的方式，软件的工作量很大，较难实现。故本设计采用硬件自学习的方式：利用RC 网络做成一个LPF 等效于数字滤波中多个点求平均值，然后再加上一个值来构成浮动门限。具体电路如下：
由
取
R2为1MΩ的滑动电阻器
实测中，R2分压提供的门限值为2V 左右，则从抽头到地的阻值，时常数τ 约为
软件的采样率为5ms ，故此RC 网络相当于求 4 点的平均值，再加上2V 左右电压值，产生了当前的门限，实现了自动地形匹配功能。
测试说明硬件自学习方式可以提高智能车行驶时对路况的适应性。
9、硬件设计总结
在一般的设计方法的基础上借鉴了雷达扫描原理对光源定向，同时通过硬件浮动门限实现了多传感器地形匹配，利用左中右三个避障传感器确定障碍位置，采用金属传感器识别铁片，利用三个电机完成了所有的机械控制，并加入一些其他功能模块。
四、软件设计
1 、整体设计
软件设计采用原子模块循环法，原子模块循环法的原理简述为：整个程序体即为最小循环体，不断进行循环执行，直至任务结束。
程序体分为采集模块、处理模块、判断模块、存储模块、输出模块。
采集模块通过模拟开关采回传感器的输出值。
处理模块对采集模块采回的值进行处理。对于开关量可以直接使用，对于模拟量通过A/D 采回的值，通过程序处理将其转换为开关量。
判断模块是程序流程的核心，通过不同的策略对数据进行一系列运算，判断出当前智能车的状态及下一步的运动方案，产生运动的指令。
图13 原子模块循环法原理
存储模块可将处理过的采集值及判断模块发出的指令按次序进行记录，方便历史数据回调。
输出模块作用是将判断模块产生的指令送入各种执行模块。
系统的流程图如图13 所示
在每一个采样周期内（5ms ）程序将按流程运行一遍，直到判断模块发出结束指令，程序结束。
这种程序具有很强的通用性。对于题目中不同的区段要求，只需改变判断模块中的策略。
传感器的个数改变时可相应改变判断模块的输入的数据即可，且这种方法使程序可靠，策略执行效率较高。
2、策略分析
对于有多个环境变量的策略设计，需要使用模糊算法。我们利用MATlAB6.1 实现了有三个环境变量的智能车模糊控制的算法仿真。
假定输入量分别是障碍物 1 的距离、障碍物 2 的距离、光源的光强参数，输出量分别是角度的改变量、速度的改变量。算法模型如图14 所示：
每个输入、输出量分为 3 个等级，且用三角函数划分有效域。输入量中的距离 1 ，距离2 分别划分为near （近）、Middle （一般）、far （远），光源强度划分为thin （弱）、common （中）、strong （强）三个区域。
图15
控制的输出量包括智能车角度改变量三个等级分别是left （左偏）、middle （保持）,right （右偏），速度改变量也包括三个级别分别是:low （减速）、middle （速度不变）、fast （加速）。
图16
模糊规则定义原则
距离 1 和距离2 和智能车角度的仿真3D 图形
图18
智能车距离、光强和智能车速度的3D 仿真图形
图19
以上仿真给出了小车右优先避障行的行驶过程。
由于89s52 的运算功能有限，当直接进行模糊推理时，还需运行浮点和乘除运算，这样就不能实现智能车控制的实时性。当采用查表法实现控制时，可以根据实时的输入端口查表得到当前的输出量，为了减少存储空间，提高查找速度有必要降低区分度。对于本题目来说，在不同的分段区域中，可以将决策条件优化为单个的环境变量。鉴于原子模块循环法的实时性和灵活性，无需在程序中进行复杂的模糊推理。具体策略实现如下：
寻迹行驶：由于采用了左右两个传感器，因此沿直线运行时两侧传感器测得值都为白。当拐弯或偏离轨迹时，会有一侧传感器测值为黑，即向同一侧调整，使黑线始终在两个传感器之间，从而达到寻迹行驶目的。当小车到达 C 点时，智能车车头指向前方。
避障行驶：当智能车到达 C 点时，车头指向前方。在障碍区和 C 点还有一段区域，在这段区域先让智能车向右行驶，约到达障碍区边界时调整车头指向，并开始执行避障策略，具体实现方法：没有遇到障碍物，一直
向前走，当遇到障碍物时，智能车依次执行向左转，后退，右转，前进（具体示意见组图20-23 ，这样相当于智能车向右平移了一段距离，用软件控制这段距离，使之稍大于车宽，以防智能车与障碍碰撞，如果遇到右边界则执行反相策略，即向右平移（图24 表示）。出障碍区，关闭避障策略。
图20 图21
图22 图23 图24
图25
进入障碍区执行避障策略，具体实现流程见图2寻光源：示意图如图25 。充分利用旋转式光电探测模块的优点。采用分级锁定目标的方式逼近目标。具体实现方法，初始时扫描扇区为180 °，分为三个区域（左、中、右），每个区域各60 °。策略为光源在左区域车左转，在右区域车右转，在中区车前进。下次扫描时将扫描扇区定为120 °, 再次执行上述策略。理论上，可逼近至偏差角小于 1.40625 °（步距角）。这样即可在短时间内精确定位光源。
图26
图27
入库：在寻到光源的情况下，智能车会不断向光源方向调整，同时依靠探地传感器避免车辆压线，最后安全入库入库，其策略如图26 （粗细线分别表示车进入障碍区不同初始位置和运动轨迹）。
左右传感器用来防止撞到车库侧壁，左边探到车向右拐，右边探到向左拐。实测进入车库前两传感器同时探到黑线的几率很小，不予考虑；智能车行至底线时，两传感器将几乎同时发现黑线，故我们设定两传感
器发现黑线的间隔不超过20ms, 即认为到达底线，再令车倒退10ms 正好停在车库中。并加入距离限制：停车区共 1 米，由于进入停车区时一般不会正对车库，有一定偏角，此时开始计路程，软件规定距离大于1.2 米时立即停车，防止传感器失灵时整车冲出车库。
3 、时间、距离统计及车速检测程序
如前文所述，当车轮转动时，安装在圆盘上的磁钢依次通过霍尔开关，每通过一次就产生一个脉冲。通过对脉冲的计数即可以得到总的路程。
金属传感器信号到来时纪录当时距离，即为金属片到起点的距离。
计数器从车体启动时开始计时，判断模块发出结束指令后计时停止，由此可得到行驶的时间。由路程和时间即可得到平均速度。当车达到终点后，通过LED 和语音输出时间、路程和平均速度。
五、系统调试、测试及结果分析
1、系统调试
（ 1 ）偶然发现寻迹失灵
现象：在寻迹走阶段若在探地传感器发出调整信号时正好金属传感器发出中断信号，MCU 在处理中断时车偏离轨迹，则寻迹行驶有失灵。
解决方案：对探测到金属片后的操作不放在中断程序中执行，而是改设一全局布尔变量，在外部程序中进行后续操作。成功解决此问题。
（ 2 ）偶然不能正常启动
现象：键盘使用中断方式，和霍尔探测器共用一中断口。设计为行驶时接收中断信号为霍尔传感器的信号；停车时检测到的为键盘的中断。但发现有时启动时键盘失灵。检查发现，当停车时若霍尔传感器正好检测到一磁钢片，则中断口被拉低，按键失灵。
解决方案：按键改为查询方式，避免中断复用，问题解决。
（ 3 ）金属片中心与起点距离不准
现象：题目要求的是中心距，应该将前后沿与起点距离分别测出后，再取二者平均值，这才是中心与起点的距离。但车上金属传感器信号接到INT0 口，通过中断方式进行探测时，只能测铁片前沿，故测出距离总比真值小半个铁片长。
解决方案：中断加查询，中断函数获取铁片前沿的距离，查询中断口电平由低到高跳变时获取铁片后沿的距离，再求平均。问题解决。
2、系统测试及结果分析
（ 1 ）测试条件
室内测试，室温25 题目给定标准场地
（ 2 ）测试仪器
胜利仪器DT890 数字式万用表
秒表
卷尺长度 3.5 米
（ 3 ）测试结果及分析
a 、基本要求一：到达B 点，显示铁片数目并有声光提示。
b 、基本要求二：到达C 点，停车5s 并有声光提示。
c 、基本要求三：从障碍物间通过，进入停车区并进入车库。
d 、基本要求四：入库后停车，行驶时间小于90s 。
由上述测试可以看出，本智能车完全实现了题目的基本要求。
e 、发挥要求一：正确显示铁片的中心位置
铁片位置测量（铁片中心距起跑线）单位：厘米
显示值偏大于实际值，这是由于霍尔传感器测距时磁钢片排布距离较大而引起的误差。基本完成题目要求。
f 、发挥要求二：完全进入车库。
表六
通过初步试验分析，智能车完全准确进入停车区，但是由于光源跟踪和避障模块的互干扰的存在，造成了比较小概率的判断失误，偶尔出现碰撞障碍物和无法正确入库的现象。基本完成题目要求。
g 、发挥要求三：正确纪录行驶时间并显示
第一次测量时用的是新电池，可以看出，新电池的电量较足，沿线走的时候速度较快。第一次测试时寻光阶段耗时长，是因为行驶中执行了多次避障，耽误了时间。可以看出，本智能车稳定走完一次的时间大约为26~29 秒，约为题目要求时间的三分之一。
h 、发挥要求四：附加功能测试
在起跑点和C 点启动时均有5s 语音倒数，探测铁片有语音提示，显示测量结果有语音报数。分别由四组不同颜色的发光二极管指示行驶状态。
i 、测试总结
本车经测试完成了题目全部基本和发挥要求，并在此基础上增加了语言提示和行驶状态指示等功能。在寻光、寻迹和运行速度上表现较为突出。
附录
附录一、参考资料
（ 1 ）《电子线路设计、试验、测试》谢自美主编华中理工大学出版社出版
（ 2 ）《第四届全国电子设计竞赛获奖作品选编》第三届全国电子设计竞赛组委会编北京理工大学出版社出版
（ 3 ）《MCS-51 系列单片机应用系统设计》何立民编著北京航空航天大学出版社出版
附录二、主要电路图
（ 1 ）最小系统板
（2）传感器连接电路图
一、开发背景 自1994年中办、国办联合颁发《关于党政机关汽车配备和使用管理的规定》至今，公车改革的探索已经走过了18个年头，但是每年公务车购置及运行费用上涨势头仍然难以遏制，三公消费已经成为当前公共行政领域亟待解决的问题之一。 调查显示，一辆公车每年的运行成本至少6万元，大部分地区10万元。2010年4月中纪委、公安部、监察部、审计署的调查结果显示，截至2007年11月30日中国公务用车共522万辆，这些车一年消耗4000多亿元，这一开支已经超出了当年中国军费预算。 中央和各级政府也在针对公务用车不断做出新的规定，中办《党政机关公务用车配备使用管理办法》、国务院《机关事务管理条例（征求意见稿）》、《轻型汽车燃料消耗量标示管理规定》、《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》、《山东省党政机关公务用车配备使用管理办法》等规定不断出台，加大了对公车的配备和燃油消耗、维修保养等方面的硬性控制。 2011年国家对党政机关公务用车问题组织了专项治理。2012年4月18日，国务院总理温家宝主持国务院常务会议，要求省级政府两年内全面公开“三公经费”，2012年10月1日起，县级以上政府需将“三公经费”纳入预算管理并定期公布。2012年8月份财政部下发《关于开展事业单位公务用车清查工作的通知》对全国范围的事业单位公车进行全面清查。 加强公车购置及运行费用控制与管理，使公车运行费用更加合理、透明、可控，使各项费用指标能够准确、快速统计分析，成为各级政府和用车单位迫切需要解决的问题。针对这种情况，我们公司开发了公车管理信息系统，对公务用车进行系统化全方位的管理。 二、解决方案 《公车管理信息系统》以目前公车管理实际情况为基础，结合现代公务用车管理理念，落实国家各项管理政策，形成一个上下级管控结合的公务用车管理平台。系统以公车的购置、使用、运行费用、处置为主要管理对象，管理功能涵盖了购置申请审批、车辆使用、油耗、维修保养、年检、保险、违章、事故、到期提醒、处置申报审批、公车清查、统计分析、预警等各方面。能够全面、实时、准确的提供公车的编配、费用、油耗、行驶里程以及车辆的安全性、配备超标检测和经济使用寿命等关键数据，为领导决策提供有效的依据，真正实现对公车管理的精细化、动态化管理。 系统可以满足各级政府的财政部门及机关事务管理局、主管部门对辖属单位公车进行全面监控管理，也能满足各级各类行政事业单位、企业公车的使用管理。 法院等执法单位中车辆很多，对车辆的管理调度更加关注，我公司有近二十年的公车管理软件开发经验，可以为各级法院，纪委等执法单位提供详尽的解决方案和定制开发服务，详细请咨询佳豪公司。
宁波大学 创新性开放实验报告题目基于光电传感器的自动寻迹小车 学号： 姓名： 专业： 指导教师： 目录 光电感应智能车............................................................................................. 错误！未定义书签。
一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 （一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) （一）主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13)
光电感应自动寻迹智能车 【摘要】如果把自动寻迹小车成比例的扩大数倍，就成为真正有意义上的智能车，可以运用于军事、民用领域，对未来汽车行业的发展有一定的借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹，以所编写的程序为软件支持，通过单片机计算生成相应的控制参数，驱动电机来使小车按照轨迹运动。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变，匀速行驶，而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道，弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。 【关键词】红外传感器；PID控制；自动寻迹 一、硬件系统 （一）智能小车的整体结构图 智能车通过单片机来接受和发出参数状态信号，电源模块是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作，寻迹模块则是包含着参数输送给单片机的作用，驱动模块是小车动起来的根源，测速模块是为了控制车速以使智能车平稳的沿着车道运行。
1系统功能设计 1.1GIS功能 GIS功能模块包括地图服务、地图管理、检索、车辆实时显示、车辆跟踪功能、轨迹绘制、距离计算功能。 GIS模块数据流序列图 1.1.1地图服务子功能 支持shpfile和BingMap两种地图格式，shpfile地图实现放大、缩小、移动、距离测量、面积测量、矩形查询、点选取、全视图、鹰眼地图。BingMap实现放大、缩小、移动功能。如图3.3。
图3.3 1.1.2地图管理子功能 地图控制管理分为图层控制、注记设置、符号设置三方面功能，以便用户对于地图数据进行个性化配置. 3.1.2.1 图层控制 图层控制功能又可细化为三方面功能： （1）图层位置控制：包括图层上移、图层下移、图层置顶、图层置底。 （2）图层显示控制：图层图例、图层比例尺、图层显示、鹰眼显示。 （3）图层配置：加载图层、删除图层。
3.1.2.2 注记设置 注记设置功能，用户可设置注记显示、注记比例尺、注记字段、注记颜色和注记字体，并可预览注记样式。 3.1.2.3 符号设置 车辆显示设置，包括符号设置、名称属性设置两部分。可以根据车辆运行方向设定不同车辆符号。车辆名称可设置名称显示位置、显示字号、一般车辆、激活车辆等设置。
1.1.3检索子功能 实现车辆检索、线路检索、地名检索。 （1）车辆检索：关键字模糊匹配线路列表中所有车辆，地图上闪烁显示所选择的在线车辆，掉线车辆显示最近有效位置。 （2）线路检索：画出线路，并通过线路关键字模糊匹配该线路中所有车辆，显示在列表中；地图上闪烁显示所选择的在线车辆，掉线车辆显示最近有效位置。 （3）地名检索：关键字模糊匹配所有地物，在地图上闪烁显示所选择的地物。
公务车辆管理系统 一、概述 博思凯部队车辆出入智能管理系统（公务车辆管理系统）综合应用RFID(射频感应识别)、智能监控、计算机软件、网络及自动控制、机电一体化等系列高新技术，形成一套先进的“部队车辆出入智能管理系统”。系统具有安全可靠、智能方便及多功能系列特点，十分适合部队机关大院车辆出入的门禁管理，具备以下多项功能： 1、机关车辆经网络“申请用车”、“审批”、“派车”等流程、 出入自动监控管理、自动记录和报表、、、查阅等； 2、系统可远距离自动识别车辆身份； 3、车辆出入，监控系统自动发送短信给指定手机； 4、紧急情况、应急灵活处理、自动记录。 本系统方案能大大提高部队机关的安全防范、智能信息化行政管理水平。以“智能”、“方便”、“高效”、“安全”为设计理念，对部队或机关大院公务车辆出入管理系统”进行先进、实用、可靠的智能化管理设计，本方案符合部队安防信息化管理的实际需求，技术处国内领先水平。 二、系统组成及基本功能
车辆出入审批自动管理系统由“车辆出入审批网络管理系统”、“远距离车辆识别管理系统”、组成，凡配备电子车牌并经审批的车辆出入大院，系统会远距离自动识别，同时在监控显示屏上显示其车牌号提示“放行”，否则提示“检查”。临时来访车辆经批准后，门卫指挥放行。凡配备电子车牌的车辆出入大院，后台管理系统均会自动同步记录，自动形成报表，供管理部门备查。 1、车辆出入审批管理软件系统功能简介 1）网络派车流程：
（1），申请用车：进入系统点击“申请用车”填写“车牌号码”“车辆类型”“用车单位”“驾驶员”和“用车事由”“任务起止地点”后，把该申请信息返回到“审核用车” （2），审核用车；审核员审批后，“呈领导审批”到“审批用车”（3），审批用车：领导审批若“同意”则在“出入监控”界面显示并语音提示该车车牌号码 申请派车和审核派车是独立的权限处理。 审核用车和审批用车均可以打印派车单，可自己选择使用。
2003年全国大学生电子设计竞赛 简易智能电动车
简易智能电动车（E题） 摘要：简易智能电动车由一个电动玩具车改造而成。系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光报警。 关键词：电动车，路径跟踪，避障，光源引导
本系统要求设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如图1所示： 图1 智能电动车行驶路线示意图 1 设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分 总电路框图如图2所示： 1．1 基本要求 ① 电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线）、沿宽度为2cm 的黑色引导线到达B 点。在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm 、长度不等的薄铁片。电动车检测到薄铁片时，立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。 ② 电动车到达B 点后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C 点（也可脱离圆弧引导线到达C 点）。C 点下埋有边长为15cm 的正方形薄铁片，要求电动车到达C 点检测到薄铁片后在C 处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。 ③ 电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。 跑线
④电动车完成上述任务后立即停车，全程不得超过90秒，行驶时间达到90秒时立 即自动停车。 图2 系统总体框图 1．2 发挥部分和创新部分 ①电动车在“直道区”行驶过程中，我们存储并显示出了每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 ②电动车进入停车区域后，能准确驶入车库中。 ③停车后，能准确显示全程行驶时间及成功或完成信息。 2 单元电路的方案论证与电路参数计算 2．1 线路跟踪电路 方案一：采用CCD单色摄像头，配计算机主板及图像采集卡。对白背景下，黑线的识别，目前做的比较成熟，效果相当好。但成本高，很难找到合适的载体。 方案二：采用颜色传感器。目前颜色传感器的应用，越来越广泛，效果也可以。但几百元的价格及相对复杂的处理电路，并且还需要光源，所以也不是一个很好的选择。 方案三：采用一左一右两个红外发射接收对管。该传感器不但价格便宜，容易购买，而且处理电路（如图3所示），简单易行，实际使用效果很好，能很顺利地引导小车到达C点。 在该电路中，加比较器LM311的目的，是使模拟量转化为开关量，便于处理。为
简单电子系统设计报告 ---------智能循迹小车 学号201009130102 年级10 学院理学院 专业电子信息科学与技术姓名马洪岳 指导教师刘怀强
摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进，在意外偏离引导线的情况下自动回位。 本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心，以实验室给定的车架为车体，两直流机为主驱动，附加相应的电源电路下载电路，显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器，通过检测高低电平将信号送给单片机，由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机，实现小车的动作。 关键词：STC89C51单片机；L298N；红外传感器；寻迹 一、设计目的 通过设计进一步掌握５１单片机的应用，特别是在控制系统中的应用。进一步学习５１单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路，并使之与单片机构成整个系统。 二、设计要求 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片L298N发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制，绕跑到行驶一周。 三、软硬件设计 硬件电路的设计 1、最小系统： 小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片，图1是其最小系统电路。主要包括：时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下： （1）、电源电路：给单片机提供5V电源。 （2）、复位电路：在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。
图1 单片机最小系统原理图 2、电源电路设计： 模型车通过自身系统，采集赛道信息，获取自身速度信息，加以处理，由芯片给出指令控制其前进转向等动作，各部分都需要由电路支持，电源管理尤为重要。在本设计中，51单片机使用5V电源，电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组，额定电压为4.5V，实际充满电后电压则为4-4.5V，所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电，舵机及电机直接由电池供电。 3、传感器电路： 光电寻线方案一般由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判断黑白线。原理图由红外对管和电压比较器两部分组成，红外对管输出的模拟电压通过电压比较器转换成数字电平输出到单片机。
简易智能电动车 简易智能电动车设计报告目录 一. 方案比较.选择与论证--------------------------------------------页码1 二. 系统总体方案设计-------------------------------------------------页码2 1.系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码2 2. 系统硬件详细设计.理论分析和计算.详细电路图--页码3 3. 系统软件功能设计.理论分析和计算.各程序框图--页码8 4. 软硬件分别调试.联合调试--------------------------------页码11 三. 测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12 开发.实验及测试仪器--------------------------------------页码12 四. 测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13 五. 特色与创新点讨论.设计总结--------------------------------页码13 六. 附录（操作说明.元器件清单.程序清单.参考文献等）---------------------------------------------------------------------页码14 摘要本系统按要求制作了一个
简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储.显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C 点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。最后，电动车完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间小于90秒。 并附加其他功能。 另外系统中传感器电路额外加入了单片机便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担。 软件方面：因为，会，利用传感器在检测到某物体时输出信号发生特定变化这种规律，让单片机只对此类信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度。 一.方案比较.选择与论证根据题目要求，有两种解决方案。 1.精确定时法这种方案主导思想是在对电动车直线.转弯行驶速度以及行程的准确把握基础上利用单片机定时来使电动车顺利通过直道区.弯到区.障碍区并且最终到达车库。 缺点：供电电压不稳定，易导致小车车速不稳定，则距离不好控制；另外路线固定不变，不能应对意外事件，而且想要准确
智能公交车系统设计建设方案 智能公交车系统设计建设方案（此文档为word格式,下载后您可任意修改编辑！）
目录 第1章某某简介 (6) 第2章项目概述 (8) 2.1项目背景 (8) 2.2项目智能化需求 (8) 2.3功能目标 (10) 2.4基于中国移动4G（TD-LTE）系统设计的优势 (11) 2.4.1TD-LTE的基本概念 (11) 2.4.24G（TD-LTE）的技术特征 (12) 2.4.3基于4G（TD-LTE）系统设计的优势 (12) 第3章系统总体设计 (14) 3.1系统采用的关键技术 (14) 3.1.1B/S架构 (14) 3.1.2嵌入式实时操作系统技术 (14) 3.1.3GPRS通讯技术 (14) 3.1.44G通讯技术 (15) 3.1.5J2EE (15) 3.1.6智能移动终端技术 (16) 3.1.7Android技术 (16) 3.1.8IOS技术 (16) 3.2系统设计原则 (16) 3.3设计遵循的细则 (17) 3.3.1准确、完整、实时地采集数据，是重中之重 (17) 3.3.2安全、可靠、稳定的原则，是系统设计的第一准则 (17) 3.3.3实用性、可操作性原则，是系统顺利实施的关键准则 (17) 3.3.4针对公交业务特点进行设计的原则 (18) 3.3.5系统可扩展性设计 (18) 3.3.6充分利用已有投资设计原则，是保护投资的有效补充 (18) 3.4系统整体功能规划图 (19) 3.5系统部署与网络拓扑图 (20) 3.6软件系统框架设计 (20) 3.6.2基础技术设施层 (21) 3.6.3业务平台层 (22) 3.6.4业务应用层 (22) 3.6.5信息门户层 (22) 3.7应用系统设计 (22) 3.8系统接口设计 (23) 3.9系统性能设计 (23) 3.9.1应用程序设计 (23) 3.9.2查询优化 (24) 3.9.3服务器优化 (24) 3.10存储容量总体设计 (24)
简易智能电动车E62 设计报告 目录 一、方案比较、选择与论证--------------------------------------------页码1 二、系统总体方案设计-------------------------------------------------页码2 1、系统总体结构设计及说明-----------------------------------页码2 2、系统硬件详细设计、理论分析和计算、详细电路图--页码3 3、系统软件功能设计、理论分析和计算、各程序框图--页码8 4、软硬件分别调试、联合调试--------------------------------页码11 三、测试仪器与测试试验方法--------------------------------------页码12 开发、实验及测试仪器--------------------------------------页码12 四、测试数据及测试结果分析计算--------------------------------页码13 五、特色与创新点讨论、设计总结--------------------------------页码13 六、附录（操作说明、元器件清单、程序清单、参考文献等） -----------------------------------------------------------------------页码14
摘要 本系统按要求制作了一个简易智能电动车，它能实现的功能是：从起跑线出发，沿引导线到达B点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片，并同时发出声光指示信息，实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点，能够检测C点下正方形薄铁片，并在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。之后继续行驶，在光源的引导下，利用超声传感器传来的信号通过障碍区进入停车区并到达车库。最后，电动车完成上述任务后能够立即停车，全程行驶时间小于90秒。 并附加其他功能。 另外系统中传感器电路额外加入了单片机便于89C51单片机在之后的运行中检测四周电路，减小89C51负担。 软件方面：因为，会，利用传感器在检测到某物体时输出信号发生特定变化这种规律，让单片机只对此类信号有所反应，大大减少了处理数据，算法，从而加快了系统的反应速度。 一、方案比较、选择与论证 根据题目要求，有两种解决方案。 1、精确定时法
DIY 达人赛 基于STC89C52 单片机智能寻迹小车 实 验 报 告 参赛队伍: 队员： 2014 年 4 月
一、引言 我们所处的这个时代是信息革命的时代，各种新技术、新思想层出不穷，纵观世界范围内智能汽车技术的发展，每一次新的进步无不是受新技术新思想的推动。随着汽车工业的迅速发展，传统的汽车的发展逐渐趋于饱和。伴随着电子技术和嵌入式技术的迅猛发展，这使得汽车日渐走向智能化。智能汽车由原先的驾驶更加简单更加安全更加舒适，逐渐的向智能驾驶系统方向发展。智能驾驶系统相当于智能机器人，能代替人驾驶汽车。它主要是通过安装在前后保险杠及两侧的红外线摄像机，对汽车前后左右一定区域进行不停地扫描和监视。计算机、电子地图和光化学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算，并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息，代替人的大脑发出指令，指挥执行系统操作汽车。 1、来源汽车的智能化是21 世纪汽车产业的核心竞争力之一。汽车的智能化是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技。 2、智能汽车国外发展情况 从20 世纪70 年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。目前日本、欧美已有企业取得实用化成果。与国外相比，国内在智能车辆方面的研究起步较晚，规模较小，开展这方面研究工作的单位主要是一些大学和研究所，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、长安大学、沈阳自动化所等。我国从20 世纪80 年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992 年成功研制出我国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。先后研制出四代无人驾驶汽车。第四代全自主无人驾驶汽车于2000 年 6 月在长沙市绕城高速公路上进行了全自主无人驾驶试验，试验最高时速达到75.6Km/h。 3、我们的小车 我们做的是基于STC 8 9 C52单片机开发，主要是研究3轮小车的路径识别及其遥 控运动。
毕业设计(论文) 课题名称基于单片机智能小车设计 学生姓名 学号 系、年级专业信息工程系08电子科学与技术 指导教师 职称讲师 2012年5月13日
摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89S52单片机作为小车的检测和控制核心；采用金属感应器TL-Q5MC来检测路上感应到的铁片，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在各区域按预定的速度行驶，并且单片机选择的工作模式不同也可控制小车顺着S形铁片行驶；采用霍尔元件A44E检测小车行驶速度；采用1602LCD实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离、平均速度以及各速度区行驶的时间。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 关键词：智能车；AT89S52；单片机；金属感应器；霍尔元件；1602LCD
ABSTRACT Smart as a modern invention, the direction of development in the future, he can in an environment where automatic operation in accordance with the pre-set pattern, no human management can be applied to the use of scientific exploration. Smart electric car is one of expression. The simplicity of the design of intelligent electric car, using A T89S52 MCU core as the detection and control of the car; metal sensor TL-Q5MC to detect the way the sensor to the iron plates, so that the feedback signal to send to the microcontroller, so that microcontroller in accordance with predetermined operating mode to control the car traveling in the regions according to a predetermined speed, and the operating mode selected by the microcontroller to control the car traveling along the S-shaped iron plates; Hall element A44E detect car speed; using 1602LCD real-time display car traveling car to stop driving, take turns to car travel time, travel distance, average speed and velocity zone traveling time. This design is simple, more easy to implement, but are highly intelligent, humane, to some extent reflects the intelligent. Keywords: smart car; AT89S52 is; microcontroller; metal sensors; Hall element; 1602LCD
公务车管理系统
目录 一、建设背景 (3) 1公车管理现状分析 (3) 2公车管理模式对比 (4) 3目标客户群分析 (5) 二、建设内容 (5) 1系统架构图 (6) 2系统软件功能 (6) 2.1功能架构图 (6) 2.2车辆定位管理 (6) 2.3业务管理 (8) 2.4告警管理 (9) 2.5系统管理 (10) 2.6信息统计 (11) 3技术特点 (13) 4系统硬件架构 (15) 三、建设意义 (15)
一、建设背景 随着政府车辆的增加，对车辆进行集中统一的信息化管理是十分必要的。平台可以将单位内的所有公务用车进行统一管理，方便车辆信息查找，提高工作效率，让管理的更加科学化。管理内容涵盖车辆的基本信息(如车牌号、车辆类型、颜色等)、加油记录管理、维修保养管理、违章记录管理、事故记录管理、年检记录管理、保险记录管理、车辆清查管理等信息。 1公车管理现状分析 据统计，在已公开的2010年和2011年“三公”费用中，公车费用占了大头。其中2010年得“三公”总决算额为64亿元，公务用车购置及运行费则达到39亿元，约占2010年“三公”总决算额的%；2011年支出的出国（境）经费为亿元，车辆购置及运行费为亿元，公务接待费为亿元，其中公车消费约占“三公经费”总决算总额的63%。 2014年7月16日，《关于全面推进公务用车制度改革的指导意见》和《中央和国家机关公务用车制度改革方案》下发。按照新方案，取消一般公务用车，普通公务出行社会化，适度发放公务交通补贴。 2015年9月16日，国家机关车改已全面完成，共封存车辆3868辆，并向社会公开拍卖，2000多名司勤人员得到妥善安置；各省区市已基本完成车改总体方案制定。
基于自动寻迹的智能公交车系统（C题） 【本科组】 一、任务 设计并制作一套用电池供电的智能公交车系统，包括一台能沿着黑色引导线自主行驶的公交车和两个电子公交站，公交车行驶线路如下图所示。公交道路宽为60cm，公交道路用光滑平整的白纸制作，黑色小车引导线和状态标识线（可用电工胶带）宽度为1.8±0.1cm，站台停靠标识线长为20cm。起点与终点之间公交车道总长约25m，公交站点B、C、D的位置在示意图位置附近任意放置。 公交车站台 二、要求 1．基本要求 （1）电子公交站具有数据输入和显示功能，能在电子公交站上输入站台号以及本站与起始站间的距离。 （2）公交车从起始站点A出发，沿着黑色引导线，经站点前下车提示、停靠动作后，自动驶到终点站C，行驶过程中不允许驶出公交车道，要求在1分钟
内完成全程行驶； （3）公交车行驶到离站点100cm±10cm处时（以公交站台标识线为基准），应提前发出下车提示声5s； （4）公交车驶入站台停靠时，其车身中心标识线与站台停靠标识线间误差应不超过10cm，站台停靠时间为5s； 2．发挥部分 （1）把5s下车提示声改为下车语音提示（如：“B站到了，旅客请下车”，播报的站名必须是B站或C站）； （2）撤消C站（将站台移动到D点），要求公交车能在2分钟内从起始点A 出发自动驶到D点（需要经过环行车道，不允许直接在十字路口右转弯），经过B站点时仍应有下车语音提示及停靠动作（公交车下车语音提示的距离及站台停靠的位置要求仍同基本部分的相关要求）； （3）通过无线传输，公交站台上能实时显示驶向本站公交车的当前车速（单位米/秒）、到站时间（单位秒）及两者的距离（单位米），误差要求不超过5%； （4）其它。 三、说明 1．站台可设置在公交线路上的任意位置； 2．公交车可用各类小车改装，其尺寸不限，但公交车必须标出中心标识线。四、评分标准 蔽障+巡线+CCD识别物体
单片机课程设计 题目智能小车的设计 学生姓名饶晓东 院（系）机械与电气工程学院 班级 10机械电子工程01班 学号 2010100548 指导老师于祯 完成日期 2013 年 5 月 31 日 南昌工程学院 课程设计（论文）任务书 I、课程设计(论文)题目： 智能小车的设计 II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 通过Intel8253和1298N实现汽车的加速、减速、刹停，并可通过两个电
机的不同转速实现左转和右转等功能 III、课程设计(论文)工作内容及完成时间： 1、查阅资料，确定硬件系统框图组成。（5月20日～5月22日） 2、设计完整电原理图。（5月23日～5月25日） 3、设计软件结构流程框图。（5月26日～5月27日） 4、按流程编写各功能模块程序。（5月28日～5月29日） 5、完成课程设计报告（5月30日～5月31日） Ⅳ 主要参考资料： 1、张俊漠，单片机中级教程－原理与应用北京航空航天大学出版社2002 2、郭天祥，51单片机c语言教程 机械与电气系 10机械电子(本) 专业类 01班 学生：饶晓东 日期：自 2013 年 5 月20 日至 2013 年5 月31 日
指导教师：于祯 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室主任 附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。 摘要 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。智能电动车就是其中的一个体现。本次设计的简易智能电动车，采用AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心；在小车行驶的过程中能够根据不同的要求通过改变PWM 输出改变小车的行驶速度。本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 采用的技术主要有： 1、通过AT89C52自带的定时器设置PWM输出来控制小车的速度； 2、电机驱动芯片L298N控制两个直流电机的转向； 3、数码管显示测量数据
公务车辆管理系统 《公务车辆管理系统》是清华高科基于机关事务局-车管部门的需求和《机关事务局综合业务管理平台》的功能和特点而研发的，该系统的总体目标是在车管部门的统一领导下，对各级行政事业单位的公务车辆，从预算入手，实行“采购-使用-报废回收”统筹管理，形成高效严谨的统一管理流程。严把公车购置关，对公车使用相关环节进行高效的监督与管理，推行公车节能工作，杜绝公车私用现象，从宏观上保障公车管理的井然有序，同时在不改变各级行政事业单位的公车使用权、管理权、监督权的基础上，由机关事务管理局实行对公车预算统一编制、指标统一调整、资金统一管理、车辆集中采购、车辆统一配置的管理。通过对车辆的统一预算、申购、调度、维修、保险、处置以及费用的核算等，最终对公车在整个生命周期中的使用功效进行评价，并对相关人员进行奖惩，从而达到对每台公车使用情况实行“采购-使用-报废回收”的全生命周期监督与管理的目的。 车辆管理系统的功能： 1、车辆编制功能 通过对公车实行编制管理可以有效杜绝公务车
辆超编，超标。包含各市（州）的编制指标数，下达指标的文号、实有车辆数及编制指标总数等。 2、车辆信息功能 包含相关单位更新、使用和报废回收三大类车辆基本信息，例如品牌型号、车辆类型、号牌号码（黄、蓝、白）、发动机号、车辆识别码、排气量、入户时间、座位数、颜色、入户日期、使用部门、关联的报废车辆信息、新增车辆编制审批文号等。 3、车辆费用功能 此模块可以帮助管理部门对公车整个生命周期 产生的相关费用进行有效管控，其主要包含公车购置费用和使用费用，其中公车购置费用包括公务用车购置价款、车辆购置税和其他相关支出；公务用车运行费用包括公务用车燃料费、维修费、保险费、过路过桥费、停车费和其他相关支出。 4、车辆使用功能 管理人员通过此模块可以查询正在使用的车辆 相关信息，包含驾驶员信息、车辆状态、用车申请、用车审批、出车时间、车辆行驶路线、超速记录、停泊地点等 5、车辆事故管理功能 此模块记录了事故的重要信息，包括：牌照号码、
系统可以分为四个 基本模块 一片８９Ｃ５２ 作为主机 主从机之间用单片机通信联系 对各模块的实现１．测金属计算路程模块 金属探测使用接近开关 方案一 在小汽车前后各放一个接近开关Ｊ１ 相距为Ｌ Ｊ２探测到金属 片前端的时间是ｔ２ Ｊ２探测到金属片后端的时间 是ｔ４ 则小车的速度为Ｌ／（ｔ２－ｔ１） ｔ１＋Ｌ 由于小车启动时是加速运动方案二 在小车的前端放置一个接近开关 单片机 记下脉冲数和时间 就可以算出小车的平均 速度 光电传感器可以通过两种方法得到脉冲 数 通过黑白对光线的反射强 弱不同产生脉冲 并且经常使用 另一种方法是 按照光电编码盘的原理使 用光电开关进行测速 所以这种方法 也不容易实现安 装也很方便 所以小磁铁的放 置数量是有限的 所以很难实现 精确均匀分布 综合以上方案 我们本着节约的原则没有采用 光电传感器不 方便安装 所以也没有采用 考虑到本题对速度要求 不是太高 ２．电动机驱动调速模块 方案一 在电动机前段加电位器使 之分压减少以降低转速 从 而避免突然加速对系统的冲击 这种方案的缺点是调节转速需 要人工手动调节电位器小 车刹车时由于电容放电不能及时刹车 用单片机控制Ｌ２９８的输 入使之工作在占空比可调的开关状态 电子开关的速度 很快缺点是小车启动 时车轮容 易打滑 我们选择第二 种 根据以往的实践经验我们特别加了一个 时钟模块以统一整个系统的时间 减少因为时 间不统一而出错的几率 ４．主控模块 主控模块是系统的核心 躲避障碍物 跟踪黑线的大致原理是 由于黑线和白纸的反射 系数不同 方案一 采用直流不调制的反射式 红外发射经过电压比较器比较后送入单片机 并且将输出电压规 范到两个标准值 考虑不理想的原因主要是 周围环境光线的干扰 接收器 如果采用带有交流分量的调 制信号另 外 如果使用占空比小的调制信 号瞬时电流 可以很大 基于上述考虑５．躲避障碍物的选择 躲避障碍物有以下两种方案可供选 择 超声波传感 器的原理是 超声波碰到物体反射回超声波传感器 ｔ／２ 计算出小车同障碍物之间的距离 方案二 反射式红外线光电传感器 因为它只在２００３年全国大学生电子设计竞赛一等奖 简易智能电动车（Ｅ题） 图 １
自动寻迹小车设计报告 一、系统设计 1、设计要求 （1）自动寻迹小车从安全区域启动。 （2）小车按检测路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯、等功能 2.小车寻迹的原理 这里的寻迹是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。 红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。3、模块方案
根据设计要求，本系统主要由控制器模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块等构成。 控制器模块：控制器模块由AT89C51单片机控制小车的行走。 寻迹传感器模块：寻迹传感器用光电传感器ST188检测线路并反馈给单片机执行。ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。检测距离:4--13mm 直流电机及其驱动模块：直流电机用L298来驱动。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 4.系统结构框图： 二、硬件实现及单元电路设计 1、微控制器模块的设计
在本次设计中我们采用了AT89C51位主控制器。它具有智能化，可编程，小型便携等优点。 2.光电传感器： 本次试验我们采用了ST188光电传感器，ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。检测距离:4--13mm。其连接电路图如下： 3.直流电机及其驱动模块 在直流电机驱动问题上，我们采用一片L298来驱动直流电机。其连接电路图如下：
简易智能电动车 摘要 本简易智能电动车采用简单的人工智能技术，以STC单片机为核心，根据、红外对射、反射传感器、光电传感器以及金属探测传感器所探测到的信号，可以自动寻迹，变速行驶，前轮转动控制，正向逆向行驶，记忆状态，车辆弯道寻迹运行，绕过障碍物行驶，准确进入车库并停车，实时探测金属薄片存储相关信息并发出声光信号，以及测量全程时间、全程路程等功能。 关键词：STC单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车 Abstract This simple intelligent electric vehicles using simple artificial intelligence technology, with STC single-chip microcomputer is, according to DuiShe, infrared, reflex, sensors, photoelectric sensor and metal detection sensor detects signal, can automatically tracing, variable speed drive, front wheel turn control, positive drive in the wrong direction, memory state, vehicle corner tracing running around obstructions, driving into the garage and parking, accurate, real-time detect metal chip storage relevant information and send out sound and light signals, and to measure the overall time, distance etc. Function. Keywords: STC photoelectric detector, microcontroller, PWM speed regulation, electric car
杨晓丹 | 微机原理 | 2015年7月16日 智能车实验报告
一、实验内容及目的 本次实验自行设计赛道识别电路及控制电路，控制智能小车沿着指定的赛道前行。通过本次实验掌握红外检测电路的方法，以及用模拟电路控制对象的方法。 二、实验方案内容 1.红外赛道识别电路设计 赛道由黑色线和白色区域构成，可由红外对管来检测赛道。红外对管由红外发射管和红外接收管组成。红外发射管能产生红外线，红外接收管接收红外线后阻值会降低。当通过白色区域时，红外接收管能接收到地面反射出的红外线，阻值较低，当通过黑色区域时，红外接收管只能接收到少量的红外线，阻值较高。我们可以通过这一特性来识别赛道。 以下是红外识别电路图
当红外管接收到红外线时，红外管阻值较低，三极管基极电压较低不导通，输出电平为高电平。当红外管接收不到红外线时，红外管阻值增高，三极管基极电压较高，三极管导通，输出电平较低。 通过检测电路可将赛道转换为高低电平。 2.智能车控制方法 智能车采用二位式的控制方法，当小车遇到黑线时，检测到黑线的一边电机停止运转，当小车处于白色区域时，电机转动。 若赛道左转，小车左侧识别电路先遇到黑线，左侧电机停止转动而右侧电机持续转动，小车左转。赛道右转同上。 3.智能车调试 电路设计好后还需要进行调试。 首先是识别电路的离地高度，若离地太近，识别电路通过黑道时依然接收到不少的红外线，电平不发生变化。若离地太远，则容易受到外界的干扰，达不到检测的效果。 其次是左右识别电路之间的间距，间距太近轮子会经常停止转动影响速度，间距太远小车超调量会太大。 三、实验中遇到的问题 1.检测对管的角度有时候不合适，要么检测不到白色区域，要么黑色区域也能通 过，需要调整发射管和接收管的角度。
可行性研究报告 研究题目智能公交系 系别计算机科学与技术学院 专业班级计算机科学与技术学院 学生姓名 学号 指导教师于金峰 日期2015、03、01 目录 1、引言-------------------------------------------------------------------------------------------3 1、1编写目的------------------------------------------------------------------------------3 1、2背景-------------------------------------------------------------------------------------3 1、3 参考资料----------------------------------------------------------------------------- -3 2、可行性研究的前提--------------------------------------------------------------------------3 2、1要求-------------------------------------------------------------------------------------3 2、2目标-------------------------------------------------------------------------------------3 2、3条件、假定与限制-------------------------------------------------------------------3 2、4进行可行性研究的方法-------------------------------------------------------------3 2、5评价尺度-------------------------------------------------------------------------------4 3、对现有系统的分析--------------------------------------------------------------------------4 3、1处理流程与数据流程------------------------------------------------------------------5 3、2工作负荷---------------------------------------------------------------------------------8 3、3费用开支--------------------------------------------------------------------------------8 3、4人员--------------------------------------------------------------------------------------9 3、5 设备-------------------------------------------------------------------------------------9 3、6 局限性----------------------------------------------------------------------------------9 4、所建议的系统 4、1对所建议系统的说明-----------------------------------------------------------------10 4、2 处理流程与数据流程-----------------------------------------------------------------10 4、3改进之处---------------------------------------------------------------------------------15 4、4影响---------------------------------------------------------------------------------------16 4、5 技术条件方面的可能性--------------------------------------------------------------17