数据采集智能小车

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1、远程数据采集智能小车远程数据采集智能小车1.任务设计并制作一个智能小车，用在产品仓库监测中，对仓库中各指定地点的贮藏环境参数（如温度、湿度、易燃气体浓度、以及货物泄露情况等）依次进行定点采集，将采集得到的数据通过无线模块返回给上位机进行显示。2.要求2.1基本要求（1）小车从停车区出发，小车不得超越起跑线，按照设定的引导路线依次到达预定地点，完成数据采集任务后，回到指定停车区。（2）到达预定地点，检测到地面上的金属片时停车，打开摄像头采集视频信息，返回给上位机，以检测仓库环境是否正常。然后进行数据采集并反馈给上位机进行显示，采集信息为空气质量

2、（温度、湿度、易燃气体浓度）。（3）在行驶轨道上随机放置确定尺寸的障碍物，要求小车遇到障碍物时停车并测出当前位置与障碍物的距离并返回给上位机，然后避开障碍物继续前进，且不能与障碍物相接触。2.2发挥部分（1）在有黑白引导线的直线跑道上放置不确定尺寸的障碍物，要求小车能避开障碍物并回到跑道继续前进。（2）在指定的位置放置一个直流小信号源，用导电棒引出，小车遇到停车标志后用探测针测量直流小信号，通过程控调节运放放大后返回给上位机，在上位机显示出直流小信号的值。（3）在小车轨道上设置迷宫，要求小车可以顺利的走出迷宫，继续任务。（4）在小车行驶的轨道

3、上放置小物体，小车要将物体搬运到停车区，任务结束。目录1系统设计11.1总体方案设计11.2方案设计与论证11.2.1电机驱动模块选择与论证11.2.2寻迹模块的选择与论证31.2.3光源检测模块的选择与论证31.2.4图像采集模块的选择与论证41.2.5电压增益模块的选择与论证41.2.6无线模块的选择与论证51.2.7语音模块的选择和论证71.2.8MP3模块驱动方案的选择与论证71.2.9显示方案的选择与论证91.3总体方案的选择102主要电路的设计与计算112.1控制器模块电路的设计112.2电机驱动模块电路的设计112.3寻迹模块电

4、路的设计122.4光源检测模块的设计122.5电压增益模块电路的设计132.6液晶显示模块电路的设计142.7气体检测模块电路的设计152.8MP3音频放大电路的设计153软件设计173.1主程序流程图的设计173.2黑线检测子程序流程图的设计183.3超声波测距子程序流程图的设计193.4电压采集子程序流程图的设计203.5可燃气体检测子程序流程图的设计213.6空气温湿度测量子程序流程图的设计213.7图像采集子程序流程图224系统测试234.1测量仪器234.2主要指标测试234.3结果分析235总结25参考文献25附录1系统主要元器件

5、清单26附录2主程序清单27附录3上位机程序清单48附录4本学期制作模块5755远程数据采集智能小车摘要：本设计以ATmega128单片机为控制核心，电动车为执行器件，通过控制直流电机来调节小车的行驶路线，实现电动车前进，后退及方向调整功能。使用反射式红外光电传感器来检测黑线，用于引导电动车运行；使用超声波来检测障碍物的距离并且避开障碍物；使用金属传感器引导小车到达指定位置采集定点周围的图像和数据并将数据发送回主机显示；使用无线模块来实现上位机和智能小车之间的通信;使用光源传感器引导小车回到出发位置；显示部分采用RT12864M液晶显示，能显

6、示在定点采集到的各种数据和小车的运行状态；将采集到的图像直接发送回PC机显示。关键词：ATmega128单片机无线图像采集语音播放温湿度采集1系统设计1.1总体方案设计根据题目要求，设计的小车主要由以下模块来实现，包括控制器模块，无线模块，语音播放模块，电机控制模块，光源检测模块，黑线检测模块，超声波测距模块，电压采集模块。设计方框图如图1.1.1所示。主控制器模块电机控制可燃气体检测温湿度采集语音播放超声波测距电压采集图1.1.1模块设计方框图1.2方案设计与论证1.2.1电机驱动模块选择与论证方案一：采用MOS管放大电路驱动直流电机，其电

7、路如图1.2.1.1所示。55图1.2.1.1直流电机驱动电路图由图1.2.1.1所示，可利用PWM产生高低电平来控制MOS管的G极，从而控制D极和S极之间的通断，当D极和S极导通时，电极正极接电源，负极接地。当D极和S极断开时，电极正极和电源相连，而负极通过二极管通向电容的正极，给电容充电，形成回路。这样就可以达到一种平衡状态，调节PWM方波的占空比就可以调节电极两端的电流，从而控制电极的转速。但二极管续流会严重影响电源，对电源要求比较高。方案二：采用集成芯片L298N，L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片的主要

8、特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动二个直流电动机