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基于51单片机智能循迹小车设计
目录
TOC\o1-3\h\z\u摘要 I
第1章概述 1
1.1课题背景 1
1.2智能循迹小车现状与发展趋势 1
第2章硬件相关技术与开发环境 2
2.151单片机硬件平台 2
2.2传感器技术 2
2.3无线通信技术 2
2.4上位机程序开发 2
2.5KeilμVision4软件开发环境 2
2.6PyCharm软件开发环境 3
第3章智能循迹小车系统需求分析 4
3.1系统功能要求 4
第4章智能循迹小车系统设计 6
4.1系统硬件设计 7
4.1.1控制模块 7
4.1.2电源模块 7
4.1.3驱动模块 7
4.1.4循迹模块 7
4.1.5红外避障模块 7
4.1.6上位机远程控制模块 8
4.1.7数据采集和警报模块 8
4.2系统软件设计 8
4.2.1上位机软件设计 8
4.2.2下位机的软件设计 10
参考文献 20
摘要
本文介绍基于51单片机智能循迹小车的设计与实现，设计以STC89C52单片机为控制核心，KeilμVision4软件和PyCharm软件为开发平台，组装小车为硬件平台，搭配电机驱动模块，电源模块，通过红外寻迹传感器实现小车的主要的循迹功能，通过红外避障传感器、温湿度传感器、烟雾传感器和ESP8266wifi模块实现小车温湿度警报功能、烟雾警报功能和远程控制功能。红外寻迹传感器安装于小车前方的底部，小车通过红外传循迹感器检测路面信息，单片机的内部程序在判断后输出PWM信号来控制小车左右轮电机的转动运行，实现小车自动循迹，循迹小车能按照设计的赛道，循着黑线实现出库路边侧面停车循着黑线绕行一圈入库。小车能够较好地完成循迹任务，并且能够以较快的速度完成规定的路径。温湿度传感器和烟雾传感器用于模拟车辆行车安全异常情况的检测，温湿度采集数据可以上传至上位机，在上位机端查看，当车内烟雾浓度过高时会警报。红外避障传感器安装于小车前方左右两边各一个，当前方检测到障碍物时小车会自动转弯避开障碍，通过ESP8266wifi模块远程连接电脑，在电脑端可以进行前、后、左、右、停止操作小车，可以切换小车的三种工作状态，循迹、避障、远程操控。系统测试时，智能循迹小车能按照预想实现循迹功能，避障功能，温湿度检测功能，烟雾警报功能，远程控制功能，能够达到设计要求。
关键字：STC89C52；循迹功能；红外避障；ESP8266
第1章概述
伴随着时代的发展和进步机械的智能化自动化越来越来快越来越智能，不少国家把智能机器人的科技发展视为焦点，其中智能化的小车在近代也蓬勃发展,智能化小车也快速发展，以单片机为核心，融合计算机技术、智能控制等多个学科REF_Re\r\h[1]。智能化的小车可以用在儿童玩具、交通运输、工业流水线运输、救援灾害、排雷排爆等多个领域。从小车智能化设计思路和设计工作原理到智能小车的实现与控制都要通过长时间的测试。智能小车实现循迹功能避障功能和远程遥控操作都主要依靠传感器来采集信息数据，通过串口传至单片机实现控制。
1.1课题背景
科技越来越发达的现代社会，汽车的普及率也是一路高涨，关于智能汽车的研究也是越来越受人关注REF_Re\r\h[2]。现在许多汽车都有智能的辅助驾驶，许多汽车厂商都纷纷提出了无人驾驶的概念REF_Re\r\h[3]。本文研究的智能循迹汽车结合汽车电子、机械制造、人工智能等多个学科领域。智能循迹汽车可以按照规划路径，按设定好的模式，利用传感器来识别赛道信息，在特定的某个环境中自动运作。智能循迹小车的设计原理简单易懂，但是应用的价值很高。
1.2智能循迹小车现状与发展趋势
自动化和信息化是当今世界的发展趋势，随着智能科技的发展创新，智能循迹小车在规划好的路径中自能运作，无需人为管理，便可完成预期所要达到的目标。通过计算机编程来实现启动停止以及速度的控制，正常情况下无需人工干预，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能结合于一体的系统。目前智能循迹小车广泛应用于国防科技，工业生产，仓储物流，服务产业等相关领域REF_Re\r\h[4]。
伴随着我国飞速发展的经济实力各种高科技产业也会飞速发展，其中智能汽车的研究也会有更加广阔的前景REF_Re\r\h[5]。对智能小车进行更深入更细致的研究，不但可以加深课