物流搬运校车系统整体设计案例综述
目录
物流搬运校车系统整体设计案例综述 1
1.1系统整体设计方案 1
1.2物流小车传感器模块选型 2
1.3主控芯片选型 2
1.4小车结构设计 5
1.5系统编程软件选型 5
1.1系统整体设计方案
本系统采用了STM32F103C8T6作为物流搬运小车系统的主控芯片，然后为该系统搭配电源模块、功率驱动模块、LCD显示模块、传感器模块与通信接口模块控制物流搬运小车移动，如图1.1所示。本次系统共用到了PYAI-K210开发板和stm32最小系统板及其开发板。
其中传感器模块负责去检测识别AprilTAG,通信接口模块负责将识别结果通过串口发送给stm32最小系统板。电源模块负责去为PYAI-K210开发板和stm32最小系统板及其开发板供电。LCD显示模块负责去显示传感器模块所识别的结果。功率驱动模块负责接收stm32最小系统板所发出的PWM信号，通过驱动芯片控制电机运作。
电源模块
电源模块
LCD显示模块
stm32最小系统板
功率驱动模块
基于AprilTAG的物流搬运小车
传感器模块
通信接口模块
AprilTAG
图1.1基于AprilTAG物流搬运小车的系统框图
1.2物流小车传感器模块选型
物流小车传感器模块主要的任务是检测与识别AprilTAG,在本系统中对于传感器模块的选型有两种选择：星瞳科技的Openmv和01studio的PYAI-K210。
Openmv可以看作是一个能够进行编程的摄像头，并且在这个摄像头内部配置了一些图像处理算法，上手简单易学。其摄像头小巧、功耗低、成本低，Openmv的I/O引脚输出电压都是3.3V,而且能够耐受5V的电压。其摄像头模块可以拆卸下来，并且能够允许很多不同的感光元件来进行连接。它除了可以进行AprilTAG检测识别之外，还可以进行人脸检测，颜色追踪，二维码条形码的识别。
PYAI-K210则是由01studio所研发，基于嘉南科技设计的芯片K210,它内部采用了RISC-V处理器的架构，及机器视觉、机器听觉于一体，可以广泛地应用于许多场景中，拥有自主的IP内核，其可编程能力强，PYAI-K210拥有双核64位的处理器，内部配置了许多硬件加速的单元如KPU、FPU等，并且其KPU可以运行现有的各种AI算法模型和自己训练的各种算法模型，而且支持各种机器视觉的功能。
虽然Openmv的图像比PYAI-K210清楚，且支持的视频格式多于PYAI-K210,可以说如果是单纯的摄像，Openmv那一定是个非常不错的选择。但是本次选择PYAI-K210的主要原因是其算力强，甚至高于了树莓派和JetsonNano,而且其价格更加实惠，性价比更高。虽然两者都没有GPU的单元，但是PYAI-K210有一块KPU来为神经网络单元加速，在低功耗的情况下其内部的KPU也能够完成卷积神经网络的计算，并且能够时时刻刻地去获得被检测目标的大小、坐标等等的各种信息。总的来说如果把Openmv比作是轿车的话，那么PYAI-K210可以说是跑车了，其集高性能和高性价比于一体，所以本次系统的传感器模块选择PYAI-K210开发板。
1.3主控芯片选型
本系统选择了STM32F103C8T6作为主控芯片，其最小系统板如图1.2所示，该最小系统板负责接收串口发来的数据，进行处理，然后生成PWM信号。对于本系统有三种主控芯片选型方案：AT89C51、ATmega16、STM32F103C8T6。
图1.2STM32最小系统板
作为应用非常广泛的一个8位单片机AT89C51,它拥有近乎非常完善的总线专用寄存器，面向控制的指令系统。单片机内部拥有一个可擦可编程只读存储器和EEPROM技术相互结合产生的闪烁存储器，既拥有前者那样可编程的强大控制力，又拥有后者那样电可擦除的高操作性能，与此同时还能够快速的访问。因为这些特点使得这个单片机拥有了非常高的可靠性、实用性，并且让它在同类的芯片中因价格和性能脱颖而出。该单片机和51单片机的信息指令系统能够相互兼容，并且内部的EEPROM允许能够反