基于电磁传感器的智能电动车设计

论文总字数：26028字

摘 要

21世纪以来，智能化科技与信息化科技时代的蓬勃发展带给了我们生活上的剧大改变。本文介绍了电磁导航智能车辆的设计，并介绍了硬件与软件设计的结合。

在本文中，小型智能汽车硬件系统的设计主要由51单片机芯片为核心控制模块，电磁线路强度采集模块，电源模块，智能车速度信息检测模块，磁感线检测模块等构成。系统采用8位单片机MCS51为核心控制单元，独立设计模块硬件电路。该设计具有自动避障功能;计算和显示距离和步行时间，以及声光报警功能。在控制策略上，针对转向控制系统的特点，提出了基于模糊控制的转向控制算法，主控制器输出相应的PWM脉冲信号，通过改变占空比实现转向控制。PID控制算法将用于设置速度常数，并实时显示速度。

关键词：MCS51；电磁感应；PID控制算法； 自主循线；

Abstract

Since the 21st century, the rapid development of intelligent technology and information technology era has brought great changes in our lives. This paper introduces the design of electromagnetic navigation intelligent vehicle, and introduces the combination of hardware and software design.

In this paper, the design of small intelligent vehicle hardware system is mainly composed of 51 single chip as the core control module, electromagnetic line strength acquisition module, power module, intelligent vehicle speed information detection module, magnetic induction detection module and so on. The system uses 8-bit single-chip MCS51 as the core control unit, independent design module hardware circuit. The design has automatic obstacle avoidance function; calculation and display distance and walking time, and sound and light alarm function. In the control strategy, aiming at the characteristics of the steering control system, a steering control algorithm based on fuzzy control is proposed. The main controller outputs the corresponding PWM pulse signal, and the steering control is realized by changing the duty cycle. The PID control algorithm will be used to set the speed constant and display the speed in real time.

Keywords: MCS51; electromagnetic induction; PID control algorithm; autonomous line;

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外发展现状 1

第二章 控制系统设计 3

2.1 总体设计思路 3

2.2 系统硬件结构 3

2.3 系统软件结构 4

第三章 硬件电路设计 5

3.1 电源模块 5

3.2 传感器模块 6

3.2.1感应电路设计 6

3.2.2 放大电路设计 6

3.2.3检波、滤波电路设计 7

3.2.4电磁线检测整体电路 8

3.3 单片机模块 8

3.3.1时钟电路 9

3.3.2复位电路 9

3.3.3串口电路 10

3.4 驱动模块 10

3.5 起跑线检测模块 10

第四章 控制算法与软件设计 11

4.1 系统初始化 11

4.1.1 AD初始化 11

4.1.2 PWM初始化 11

4.1.3 串口初始化 12

4.2 磁场信号的处理 12

4.3 PID 控制算法 12

4.3.1 PID 控制算法简介 12

4.3.2 转向控制的PID 调节 14

4.3.3 电机PID调节仿真设计 14

第五章 调试与开发 16

5.1智能车整体调试 16

5.1.1舵机调试 16

5.1.2电机调试 16

5.1.3整体调试 16

第六章 总结 17

6.1 硬件部分 17

6.2 软件部分 17

致 谢 18

参考文献 19

附录 21

1.主程序代码 21

2.液晶显示源代码 25

第一章 绪论

1.1 引言

自21世纪以来，中国汽车工业技术以火箭般的发展速度发展，智能化科技快速渗透各个工业，其中。另外，中国作为发展中国家人口最多，经济发展迅速，人们消费水平的快速增长和汽车成本的快速下降，汽车产品的销售将会越来越大。运输设备制造业在许多国家在世界主要工业部门中，在石油和电子工业第三大行业之后，汽车工业逐渐成为多个国家经济刺激经济增长的骨干。我们都知道一辆汽车目前99％的汽车是石油化工产品需要化学驱动，但石油化工产品的发展和汽车行业的兴起势必带来问题，包括环境污染，交通拥堵等一系列问题。污染问题之一就是最需要解决的问题，这个时候人们从能源的角度来思考解决污染问题，所以电动智能车进人的愿景。同时，随着汽车的发展带来的各种问题，交通系统，是一个庞大的复杂系统，如果人们单单想从汽车整体上改变整个交通系统是完全不可能的。同时越来越多的例子也证明了相应的问题。虽然智能车无法解决所有问题，但不可否认，这也是解决交通系统问题的重要一步。

21世纪是信息时代，智能化处于小爆发的时期，欧美等主要发达国家对智能汽车研究的关注持续了相当长的时间，掌握了大部分技术。中国目前在智能车上的研究工作还处于起步阶段，我们也希望通过这个课题吸引一些科技工作者来推动我们的研究工作，振兴中国的汽车相关产业。中国“863”电动车研究重大项目也快速启动。我们相信这个计划可以为中国汽车工业带来惊人的发展。智能车作为这一计划的重要组成部分，其相应的潜力不容忽视。

智能车是汽车行业最新的尖端技术，具有广阔的应用前景和实践意义，无论在国内还是在吸引越来越多的汽车制造商和科研机构。我们可以从美国国际汽车研究院的调查显示，“智能车”将引领下一代汽车市场的配送，他不仅是基于电磁技术，计算机，控制，机械和车辆工程等领域整体高科技，同时也将知识和应用能力领域一直直观展现，必须是下一轮市场竞争的主要方面。

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