一种多功能智能小车的设计

刘悦婷 李若飞 李晓斌 刘韬

摘要：本文设计一种多功能智能小车，以STC89C52为主控芯片，用L298作为电机驱动模块、用HJ-IR2作为红外避障模块、用315M作为无线接收模块、用手机实现蓝牙控制等。用Proteus和Keil软件完成电路仿真，结果表明系统能很好地实现小车的前进、后退、转向、避障和手机蓝牙控制等功能，具有良好的适用性和推广性。

关键词：智能小车;避障;蓝牙控制;仿真

中图分类号：TP23     文献标识码：A         文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00

0引言

智能小车是一个集环境感知、动态决策、智能控制与执行等多功能于一体的移动式机器人，由传感器部分、控制器部分和执行器部分组成，可应用于自动控制、计算机技术、模式识别、工业生产等多个领域^[1-3]。随着技术的发展，在智能小车上安装各种传感器和控制芯片实现自主巡航等功能。在只有部分人工或完全没有人工干预的情况下，要使智能小车沿着规定的路径到达目的地，必须在小车上安装传感器获取自身的位置信息，因此对智能小车的控制系统的研究成为研究的热点^[4-6]。本文以STC89C52单片机作为主控芯片实现了智能小车的设计，完成了系统的硬件和软件设计，实现了智能小车的前进、后退、转向、寻迹、避障和手机蓝牙控制等功能。

1系统总体设计方案

系统总体设计框图如图1，由单片机主控模块、电机模块、避障模块、无线模块、手机蓝牙控制模块、电源模块和车体等七部分组成。单片机选用STC89C52;电源模块选用线性稳压电源;避障模块采用红外线避障;采用达林顿管构成的H型PWM电路进行调速;无线接收器采用数字信号传输;为了小车更好地走直线，选用4个驱动轮的小车。

2硬件电路设计

2.1电机模块的设计

本系统采用L298N、二极管和电容构成H桥电路驱动直流电机，如图2所示，每根输出线上分别连接两个二极管IN4007来保护芯片。

2.2无线模块的设计

根据频率覆盖及模块的有效收发距离，选用315M无线接收模块，如图3所示。315M是工作在315MHZ/433MHZ频段的无线收发器芯片，它具有速率高、性能稳定、体积小和价格低等优点。

2.3避障模块的设计

本系统采用双路红外对管正对避障模式，在小车车头左右两端各安装了一个HJ-IR2红外避障模块，这样才能保证避障效果。小车左右避障电路如图4所示。

3软件设计

单片机主控芯片实时采集各传感器模块的输入信号，并控制智能小车做出正确的行驶路线，也可通过手机蓝牙控制小车的启动、停止、左转和右转，实现对小车的控制，其程序流程如图5所示。

本系统采用双路红外对管正对避障模式，当左侧传感器检测到障碍物时，立即让小车左转弯后退，右转弯前进;当右侧传感器检测到障碍物时，立即让小车右转弯后退，左转弯前进;当两侧都未检测到障碍物，小车一直前行，避障子程序流程如图6所示。

4结语

本设计以单片机STC89C52为核心，L298完成电机驱动、HJ-IR2完成红外避障、315M完成无线接收、手机实现蓝牙控制等，完成了系统的硬件设计、软件程序流程图设计和C语言程序设计。通过Proteus和Kei软件联调仿真，结果表明系统能很好地实现小车的前进、后退、转向、避障和手机蓝牙控制等功能，可靠性强，具有良好的的应用前景。

参考文献

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收稿日期：2020-03-04

基金项目：2018年甘肃省级大学生创新训练项目“基于无线控制模式的智能小车的设计与实现”（编号：243）。

作者简介：刘悦婷（1979—），女，陕西临潼人，硕士研究生，教授，研究方向：智能控制。

Design of a Multifunctional Intelligent Car

LIU Yue-ting，LI Ruo-fei，LI Xiao-bin，LIU Tao

（School of Communication Engineering， Lanzhou University of Arts and Science，  Lanzhou Gansu  730000）

Abstract：In this paper， a multifunctional intelligent car is designed.STC89C52 is as the main control chip. L298 is as the motor driving module. HJ-IR2 is as the infrared obstacle avoidance module and 315M is as the wireless receiving module. Mobile phone can control the car by bluetooth. We can complete circuit simulation with Proteus and Keil software. The results show that the system can realize the functions of car forward， backward， steering， obstacle avoidance and bluetooth control. It has good applicability and generalization.

Key words：intelligent car;obstacle avoidance;bluetooth control;simulation