專利名稱：智能清障車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種清障車，特別涉及一種用于教學實驗的智能清障車。
背景技術：
實驗教學時，在電子自動化課程和技術學習中，為了掌握實際操作技能，理論聯(lián)系實際，需要搭建必要的電子自動化實際系統(tǒng)。目前的實驗教學中缺少一種能全面直觀的展示電子自動化系統(tǒng)的設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前的實驗教學缺少一種能全面直觀的展示電子自動化系統(tǒng)設備的問題，本發(fā)明提供一種智能清障車。本發(fā)明的智能清障車，它包括車體、上位機和下位機，所述下位機包括C8051F020單片機、左電機、右電機、電機驅動電路、超聲定位電路、紅外傳感器、循跡電路、無線模塊和蜂鳴器，所述上位機包括顯示電路、操縱面板、傾角傳感器、鍵盤電路、無線通訊模塊和控制系統(tǒng)，C8051F020單片機的定位控制信號輸出端與超聲定位電路的定位控制信號輸入端連接，超聲定位電路的定位信號輸出端與C8051F020單片機的定位信號輸入端連接，紅外傳感器設置在車體的前端，用于檢測車體前方的障礙物信號，紅外傳感器的檢測信號輸出端與C8051F020單片機的障礙物信號輸入端連接；C8051F020單片機的聲音控制信號輸出端與蜂鳴器的聲音控制信號輸入端連接；循跡電路的路面檢測信號輸出端與C8051F020單片機的軌跡測信號輸入端連接，C8051F020單片機的電機控制信號輸出端與電機驅動電路的電機控制信號輸入端連接，電機驅動電路的左電機驅動信號輸出端與左電機的驅動信號輸入端連接，電機驅動電路的右電機驅動信號輸出端與右電機的驅動信號輸入端連接，C8051F020單片機、左電機、右電機、電機驅動電路、超聲定位電路、循跡電路、無線傳輸電路和蜂鳴器均設置在車體內(nèi)，循跡電路的傳感器設置在車體的底部；控制系統(tǒng)的顯示信號輸出端與顯示電路的顯示信號輸入端連接，傾角傳感器的信號輸出端連接控制系統(tǒng)的傾角信號輸入端，鍵盤電路的信號輸出端連接控制系統(tǒng)的按鍵信息輸入端，控制系統(tǒng)通過上位機的無線通訊模塊以及下位機的無線模塊與下位機的C8051F020單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；顯示電路、控制系統(tǒng)、鍵盤電路和傾角傳感器都固定在操縱面板上，其中傾角傳感器用于檢測操縱面板的傾斜角度，所述傾斜角度是指與操縱面板與水平方向的夾角；傾角傳感器發(fā)送操縱面板的傾斜角度給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過無線傳輸電路與下位機的C8051F020單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；所述C8051F020單片機內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為向上位機發(fā)送開機信號的步驟；向超聲定位電路輸出定位控制信號的步驟；
接收超聲定位電路發(fā)送的障礙物的定位信號的步驟；發(fā)送障礙物的定位信號的顯示信號輸出端給上位機的步驟；根據(jù)障礙物的定位信號輸出電機控制信號給電機驅動電路的步驟；接收到紅外傳感器輸出的檢測障礙信號，并在接收到所述障礙信號時發(fā)送聲音控制信號給蜂鳴器的步驟；接收到循跡電路輸出的路面檢測信號，并在接收到所述檢測信號時輸出電機控制信號給電機驅動電路使其停止工作的步驟；通過無線模塊接收上位機輸出的操縱面板傾斜角度的步驟；通過無線模塊接收上位機輸出的遙控指令的步驟；當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路驅動左電機和右電機使車體的車輪向左轉彎的步驟，當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路驅動左電機和右電機使車體的向前行駛的步驟；當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路驅動左電機和右電機使車體的車輪向右轉彎的步驟，當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路驅動左電機和右電機使車體的車輪向后行駛的步驟，當清障結束時發(fā)送結束信號給上位機的步驟；所述上位機的控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為當接收到下位機發(fā)送的開機信號時，實時發(fā)送下位機發(fā)送的車體運行動態(tài)的數(shù)據(jù)給顯示電路的步驟；實時采集傾角傳感器發(fā)送的角度信息，并將該角度信息發(fā)送給下位機的步驟；實時顯示下位機發(fā)送的顯示數(shù)據(jù)的步驟；接收鍵盤電路發(fā)送的按鍵信號的步驟；當接收到的按鍵信號為查詢歷史參數(shù)的信號時，顯示歷史數(shù)據(jù)的步驟。本發(fā)明提出一個供實訓用的電子自動化系統(tǒng)，屬于教學實驗設備，用于實際技能訓練。本發(fā)明涉及到各種常規(guī)電子技術的練習，包括單片機、近距離無線通信、各種傳感器的控制、使用重力傳感器的輸入技術和顯示技術等。整個系統(tǒng)技術全面、內(nèi)容直觀和生動。


圖1是本發(fā)明所述的下位機的電路原理框圖。圖2是本發(fā)明所述的上位機的電路原理框圖。圖3是本發(fā)明具體實施方式
三所述的智能清障車的電機驅動電路的結構示意圖。圖4是本發(fā)明具體實施方式
三所述的智能清障車的電機驅動電路中的供電電源的5V電源的結構示意圖。圖5是本發(fā)明具體實施方式
六所述的智能清障車的循跡電路的結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的智能清障車，它包括車體、上位機和下位機，所述下位機包括C8051F020單片機1、左電機2、右電機3、電機驅動電路4、超聲定位電路5、紅外傳感器6、循跡電路7、無線模塊8和蜂鳴器9，所述上位機包括顯示電路10、操縱面板、傾角傳感器11、鍵盤電路、無線通訊模塊和控制系統(tǒng)12，C8051F020單片機I的定位控制信號輸出端與超聲定位電路5的定位控制信號輸入端連接，超聲定位電路5的定位信號輸出端與C8051F020單片機I的定位信號輸入端連接，紅外傳感器6設置在車體的前端，用于檢測車體前方的障礙物信號，紅外傳感器6的檢測信號輸出端與C8051F020單片機I的障礙物信號輸入端連接；C8051F020單片機I的聲音控制信號輸出端與蜂鳴器9的聲音控制信號輸入端連接;循跡電路7的路面檢測信號輸出端與C8051F020單片機I的軌跡測信號輸入端連接，C8051F020單片機I的電機控制信號輸出端與電機驅動電路4的電機控制信號輸入端連接，電機驅動電路4的左電機2驅動信號輸出端與左電機2的驅動信號輸入端連接，電機驅動電路4的右電機3驅動信號輸出端與右電機3的驅動信號輸入端連接，C8051R)20單片機1、左電機2、右電機3、電機驅動電路4、超聲定位電路5、循跡電路7、無線傳輸電路8和蜂鳴器9均設置在車體內(nèi)，循跡電路7的傳感器設置在車體的底部；控制系統(tǒng)12的顯示信號輸出端與顯示電路10的顯示信號輸入端連接，傾角傳感器11的信號輸出端連接控制系統(tǒng)12的傾角信號輸入端，鍵盤電路的信號輸出端連接控制系統(tǒng)12的按鍵信息輸入端，控制系統(tǒng)12通過上位機的無線通訊模塊以及下位機的無線模塊8與下位機的C8051F020單片機I實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；顯示電路10、控制系統(tǒng)12、鍵盤電路和傾角傳感器11都固定在操縱面板上，其中傾角傳感器11用于檢測操縱面板的傾斜角度，所述傾斜角度是指與操縱面板與水平方向的夾角；傾角傳感器發(fā)送操縱面板的傾斜角度給控制系統(tǒng)12，控制系統(tǒng)12通過無線傳輸電路8與下位機的C8051F020單片機I實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；所述C8051F020單片機I內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為向上位機發(fā)送開機信號的步驟；向超聲定位電路5輸出定位控制信號的步驟；接收超聲定位電路5發(fā)送的障礙物的定位信號的步驟；發(fā)送障礙物的定位信號的顯示信號輸出端給上位機的步驟；根據(jù)障礙物的定位信號輸出電機控制信號給電機驅動電路4的步驟；接收到紅外傳感器6輸出的檢測障礙信號，并在接收到所述障礙信號時發(fā)送聲音控制信號給蜂鳴器9的步驟；接收到循跡電路7輸出的路面檢測信號，并在接收到所述檢測信號時輸出電機控制信號給電機驅動電路4使其停止工作的步驟；通過無線模塊接收上位機輸出的操縱面板傾斜角度的步驟；通過無線模塊接收上位機輸出的遙控指令的步驟；當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路4驅動左電機2和右電機3使車體的車輪向左轉彎的步驟，
當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路4驅動左電機2和右電機3使車體的向前行駛的步驟；當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路4驅動左電機2和右電機3使車體的車輪向右轉彎的步驟，當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路4驅動左電機2和右電機3使車體的車輪向后行駛的步驟，當清障結束時發(fā)送結束信號給上位機的步驟；所述上位機的控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為當接收到下位機發(fā)送的開機信號時，實時發(fā)送下位機發(fā)送的車體運行動態(tài)的數(shù)據(jù)給顯示電路的步驟；實時采集傾角傳感器發(fā)送的角度信息，并將該角度信息發(fā)送給下位機的步驟；實時顯示下位機發(fā)送的顯示數(shù)據(jù)的步驟；接收鍵盤電路發(fā)送的按鍵信號的步驟；當接收到的按鍵信號為查詢歷史參數(shù)的信號時，顯示歷史數(shù)據(jù)的步驟。使用C8051F系列單片機，C8051F單片機使用CIP-51微控制器內(nèi)核，是標準的混合信號片上系統(tǒng)(SOC)，除了具有標準8051的數(shù)字外設部件之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其它數(shù)字外設及功能部件，如電壓比較器PAC，ADC，DAC，SPI，SMBus (I2C)，UART等，特別方便進行數(shù)據(jù)的實時采集與控制；作為傳統(tǒng)51單片機更新替代產(chǎn)品，C8051F單片機無疑是較好的選擇。在C8051F系列中，通過性能及成本比較，本實施方式選擇了 C8051R)20這一型號；本實施方式設計并制作120cm*120cm平面賽道，賽道的邊緣為黑線，小車放在賽道一角上，在賽道任意位置擺放一個障礙物。本實施方式中，小車通過超聲波檢測到障礙物位置，迅速將障礙物的坐標傳回C8051F020單片機1，C8051F020單片機I處理數(shù)據(jù)后，將障礙物的坐標及與車體的距離顯示在顯示電路10的顯示屏上。在經(jīng)過C8051F020單片機I高速處理，給電機驅動電路信號驅動車體運動，車體在C8051F020單片機I的操控下自行駛向障礙物，與障礙物接近時，安裝在機器手上的紅外傳感器可、檢測到障礙物，并給C8051F020單片機I以信號，C8051R)20單片機I向蜂鳴器8發(fā)出信號蜂鳴器發(fā)出響聲，C8051F020單片機I設置蜂鳴器發(fā)出響聲的時間，蜂鳴器發(fā)出響聲表示車體已經(jīng)接近障礙物，車體繼續(xù)向前行駛，車體接觸障礙物，車體繼續(xù)行駛并將障礙物清除場地外。循跡電路接觸到邊緣的黑線時，智能清障車停止。本實施方式中，采用無線通訊模塊，利用安裝有傾角傳感器的操縱面板手動操作車體完成清障工作，操縱面板上安裝有傾角傳感器的控制系統(tǒng)，通過左右的幅度不同的傾斜操縱面板，控制車體前后左右移動。小角度向左傾斜面板控制車體左轉，大角度向左傾斜面板車體向右傾斜，小角度向右傾斜面板車體向前行駛，大角度向右傾斜面板車體向后行駛。此過程中，傾角傳感器不斷的將傾斜的幅度，傾斜方向發(fā)回傾角傳感器的控制系統(tǒng)，傾角傳感器的控制系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)發(fā)給無線通訊模塊，通過無線模塊之間的通訊與C8051F020單片機I控制C8051F020單片機I的行駛，從而成功的清除障礙物。
具體實施方式
二本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述左電機2和右電機3均為型號為23HD006-120N的步進電機。
23HD006-120N此型號電機相比于其他型號步進電機優(yōu)點在于，步距角較小精度較高，使用時的電壓為12v，電壓較容易獲得，驅動方式為4相8拍，轉動時的穩(wěn)定性較其他同類步進電機要好很多，價錢也相對合理，所以選擇此型號的步進電機作為承載超聲波的輔助工具。本實施方式還可以采用達林頓管對電機的開關進行控制，可以完成電機的正轉，反轉，調速，響應時間快，可靠性高。
具體實施方式
三結合圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述電機驅動電路4包括芯片L298N、二極管Dl D8、電容C2 C4、電阻Rsl和電阻Rs2 ；芯片L298N的管腳5、管腳7、管腳10和管腳12為電機驅動電路4的電機控制信號輸入端與C8051F020單片機I的電機控制信號輸出端連接，二極管Dl的陽極與二極管D5的陰極同時與芯片L298N的管腳2連接，二極管D2的陽極與二極管D6的陰極同時與芯片L298N的管腳3連接，二極管D3的陽極與二極管D7的陰極同時與芯片L298N的管腳13連接，二極管D4的陽極與二極管D8的陰極同時與芯片L298N的管腳14連接，二極管D5 D8的陽極同時接供電電源地；電阻Rsl的一端與芯片L298N的管腳I連接，電阻Rs2的一端芯片L298N的管腳15連接，電阻Rsl的另一端和電阻Rs2的另一端同時接供電電源地；二極管Dl D4的陰極、電容C3的一端和電容C4的一端同時與供電電源的36V電源輸出端連接，電容C3的另一端、芯片L298N的管腳8和電容C4的另一端同時接供電電源地，電容C2的一端和芯片L298N的管腳9接供電電源的5V電源輸出端，電容C2的另一端接地；芯片L298N的管腳2和管腳3為電機驅動電路4的左電機2驅動信號輸出端與左電機2的驅動信號輸入端連接；芯片L298N的管腳13和管腳14為電機驅動電路4的右電機3驅動信號輸出端與右電機3的驅動信號輸入端連接。L298N驅動直流電機，它靠兩個引腳控制一個電機的運動。本實施方式采用后輪驅動，左右輪各用一個直流減速電機驅動，通過調制后面兩個輪子的轉速或正傳反轉來達到控制車體的目的。本實施方式采用圖3所示的電路實現(xiàn)供電電源輸出5v電源，電源主要是將12V電壓降為5V，還可以輸給本發(fā)明所述的智能清障車的其他各部分電路。
具體實施方式
四本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述US-100超聲波模塊的脈沖觸發(fā)信號的周期為10 U S，所述US-100超聲波模塊輸出8個40Hz周期電平并檢測回波。只需向US-100模塊內(nèi)部提供IOus以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個40Hz周期電平并檢測回波，一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測的距離成正比，由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間隔可以計算得到距離。該模塊測量誤差小，耐用，比較符合題意，所以選擇此型號。
具體實施方式
五本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述傾角傳感器11為12腳貼片封裝雙軸傾角傳感器SCA100T-D02。
采用傾角傳感器，傾角傳感器又稱水平儀，傾角儀，通常用來測量物體與水平面或是豎直之間的夾角。操控控制系統(tǒng)而言，角度傳感器的選擇主要考慮三個主要因素，一個精度，一個是測量范圍，另外就是安裝，一般磁敏式角度傳感器和傾角傳感器都能達到12位即0. 001度的精度，磁敏式角度傳感器測量范圍可以達到0 360度，而傾角傳感器在精度范圍內(nèi)也能達到±20 ±30度，均能滿足精度及測量范圍的要求，但對于安裝，磁敏式角度傳感器要求高，考慮傳感器信號最終必須傳輸?shù)叫≤嚿咸幚?，無論是從簡化硬件結構還是從控制的便利與精度考慮，這種類型的傳感器都不是合適的選擇，反觀傾角傳感器，不存在安裝的問題，可以直接水平的安裝在操縱面板上，故確定為傾角傳感器的方案。通過比較選擇本實施方式選擇了 12腳貼片封裝雙軸、高精度傾角傳感器SCA100T-D02。角度測量中本實施方式使用了芬蘭VTI Technologies公司的高精度傾角傳感器SCA100T_D02，SCA100T_D02是一款雙軸測量(X和Y)傾角傳感器，測量范圍為±1.0g，(±90° )，包括數(shù)字SPI輸出以及模擬量輸出，要獲得角度，需要將所測量輸出的重力加速度值轉化為角度值，計算的公式為a = arcsin(Dout[LSB]-DoutiOLSB])/Sens[LSBg]Dout為傳感器數(shù)字量輸出DoutOO為傾角為0度時的數(shù)字輸出，一般為1024，a為角度，Sens為靈敏度，對SCA100T_D02而言，這個值為819由于涉及到反三角函數(shù)的計算，為避免繁瑣的計算對實時控制的影響，我們將各個重力加速度的值與其對應的角度值離線計算出來，作為一個表，使用時進行查表操作即可。
具體實施方式
六結合圖5說明本實施方式，本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述循跡電路7包括芯片TCRT5000、電阻R1、電阻R2、電阻R4、可變電阻R3和運算放大器Ql ;電阻Rl的一端與芯片TCRT5000的發(fā)光二極管的陽極連接，芯片TCRT5000的發(fā)光二極管的陰極、芯片TCRT5000的光敏三極管的發(fā)射極與可變電阻R3的一端同時接供電電源的電源地，芯片TCRT5000的光敏三極管的集電極、電阻R2的一端與運算放大器Ql正向信號輸入端連接，運算放大器Ql反向信號輸入端與可變電阻R3的滑動端連接，可變電阻R3的另一端與電阻R4的一端同時接供電電源VCC，運算放大器Ql的信號輸出端與電阻R4的另一端連接，且運算放大器Ql的信號輸出端為循跡電路7的路面檢測信號輸出端。TCRT5000工作原理TCRT5000具有一個紅外發(fā)射管和一個紅外接收管.當發(fā)射管的紅外信號經(jīng)反射被接收管接收后，接收管的電阻會發(fā)生變化。
具體實施方式
七本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述循跡電路7的傳感器設置在車體的底部，且與地面距離2mm 8mm。
具體實施方式
八本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述無線通訊電路為型號為nRF24L01的單片無線收發(fā)器芯片。芯片nRF24L01是一款工作在2. 4 2. 5GHz，世界通用ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括頻率發(fā)生器、增強型SchockBurstTM、模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器、解調器。輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設置可以通過SPI接口進行設置。
具體實施方式
九本實施方式是對具體實施方式
一所述的智能清障車的進一步限定，所述上位機的控制系統(tǒng)12采用型號為C8051F020的單片機實現(xiàn)。
權利要求
1.智能清障車，其特征在于，它包括車體、上位機和下位機，所述下位機包括C8051R)20單片機(I)、左電機(2)、右電機(3)、電機驅動電路(4)、超聲定位電路(5)、紅外傳感器(6)、循跡電路(7)、無線模塊(8)和蜂鳴器(9)，所述上位機包括顯示電路(10)、操縱面板、傾角傳感器(11)、鍵盤電路、無線通訊模塊和控制系統(tǒng)(12)，C8051R)20單片機(I)的定位控制信號輸出端與超聲定位電路(5)的定位控制信號輸入端連接，超聲定位電路(5)的定位信號輸出端與C8051F020單片機(I)的定位信號輸入端連接， 紅外傳感器(6)設置在車體的前端，用于檢測車體前方的障礙物信號，紅外傳感器(6)的檢測信號輸出端與C8051F020單片機(I)的障礙物信號輸入端連接； C8051F020單片機(I)的聲音控制信號輸出端與蜂鳴器(9)的聲音控制信號輸入端連接; 循跡電路(7)的路面檢測信號輸出端與C8051F020單片機(I)的軌跡測信號輸入端連接， C8051F020單片機(I)的電機控制信號輸出端與電機驅動電路(4)的電機控制信號輸入端連接，電機驅動電路⑷的左電機⑵驅動信號輸出端與左電機⑵的驅動信號輸入端連接，電機驅動電路(4)的右電機(3)驅動信號輸出端與右電機(3)的驅動信號輸入端連接，C8051F020單片機(I)、左電機(2)、右電機(3)、電機驅動電路(4)、超聲定位電路(5)、循跡電路(7)、無線傳輸電路8和蜂鳴器(9)均設置在車體內(nèi)，循跡電路(7)的傳感器設置在車體的底部；控制系統(tǒng)(12)的顯示信號輸出端與顯示電路(10)的顯示信號輸入端連接，傾角傳感器(11)的信號輸出端連接控制系統(tǒng)(12)的傾角信號輸入端，鍵盤電路的信號輸出端連接控制系統(tǒng)(12)的按鍵信息輸入端，控制系統(tǒng)(12)通過上位機的無線通訊模塊以及下位機的無線模塊(8)與下位機的C8051F020單片機(I)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互； 顯示電路(10)、控制系統(tǒng)(12)、鍵盤電路和傾角傳感器(11)都固定在操縱面板上，其中傾角傳感器(11)用于檢測操縱面板的傾斜角度，所述傾斜角度是指與操縱面板與水平方向的夾角；傾角傳感器發(fā)送操縱面板的傾斜角度給控制系統(tǒng)(12)，控制系統(tǒng)(12)通過無線傳輸電路8與下位機的C8051F020單片機(I)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換； 所述C8051F020單片機(I)內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為 向上位機發(fā)送開機信號的步驟； 向超聲定位電路(5)輸出定位控制信號的步驟； 接收超聲定位電路(5)發(fā)送的障礙物的定位信號的步驟； 發(fā)送障礙物的定位信號的顯示信號輸出端給上位機的步驟； 根據(jù)障礙物的定位信號輸出電機控制信號給電機驅動電路(4)的步驟； 接收到紅外傳感器(6)輸出的檢測障礙信號，并在接收到所述障礙信號時發(fā)送聲音控制信號給蜂鳴器(9)的步驟； 接收到循跡電路(7)輸出的路面檢測信號，并在接收到所述檢測信號時輸出電機控制信號給電機驅動電路(4)使其停止工作的步驟； 通過無線(8)模塊接收上位機輸出的操縱面板傾斜角度的步驟； 通過無線模塊(8)接收上位機輸出的遙控指令的步驟； 當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路⑷驅動左電機⑵和右電機⑶使車體的車輪向左轉彎的步驟，當接收到的操縱面板傾斜角度為負數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路⑷驅動左電機⑵和右電機⑶使車體的向前行駛的步驟； 當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且小于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路⑷驅動左電機⑵和右電機⑶使車體的車輪向右轉彎的步驟， 當接收到的操縱面板傾斜角度為正數(shù)且大于90度時，輸出電機控制信號控制電機驅動電路⑷驅動左電機⑵和右電機⑶使車體的車輪向后行駛的步驟， 當清障結束時發(fā)送結束信號給上位機的步驟； 所述上位機的控制系統(tǒng)內(nèi)嵌入有控制軟件，所述控制軟件的流程為 當接收到下位機發(fā)送的開機信號時，實時發(fā)送下位機發(fā)送的車體運行動態(tài)的數(shù)據(jù)給顯示電路的步驟； 實時采集傾角傳感器發(fā)送的角度信息，并將該角度信息發(fā)送給下位機的步驟； 實時顯示下位機發(fā)送的顯示數(shù)據(jù)的步驟； 接收鍵盤電路發(fā)送的按鍵信號的步驟； 當接收到的按鍵信號為查詢歷史參數(shù)的信號時，顯示歷史數(shù)據(jù)的步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述左電機(2)和右電機(3)均為型號為23HD006-120N的步進電機。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述電機驅動電路(4)包括芯片L298N、二極管Dl D8、電容C2 C4、電阻Rsl和電阻Rs2 ； 芯片L298N的管腳5、管腳7、管腳10和管腳12為電機驅動電路(4)的電機控制信號輸入端與C8051F020單片機(I)的電機控制信號輸出端連接，二極管Dl的陽極與二極管D5的陰極同時與芯片L298N的管腳2連接，二極管D2的陽極與二極管D6的陰極同時與芯片L298N的管腳3連接，二極管D3的陽極與二極管D7的陰極同時與芯片L298N的管腳13連接，二極管D4的陽極與二極管D8的陰極同時與芯片L298N的管腳14連接，二極管D5 D8的陽極同時接供電電源地； 電阻Rsl的一端與芯片L298N的管腳I連接，電阻Rs2的一端芯片L298N的管腳15連接，電阻Rsl的另一端和電阻Rs2的另一端同時接供電電源地； 二極管Dl D4的陰極、電容C3的一端和電容C4的一端同時與供電電源的36V電源輸出端連接，電容C3的另一端、芯片L298N的管腳8和電容C4的另一端同時接供電電源地，電容C2的一端和芯片L298N的管腳9接供電電源的5V電源輸出端，電容C2的另一端接地； 芯片L298N的管腳2和管腳3為電機驅動電路⑷的左電機⑵驅動信號輸出端與左電機(2)的驅動信號輸入端連接； 芯片L298N的管腳13和管腳14為電機驅動電路(4)的右電機(3)驅動信號輸出端與右電機(3)的驅動信號輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述超聲定位電路(5)為US-100超聲波模塊，所述US-100超聲波模塊的脈沖觸發(fā)信號的周期為10 u S，所述US-100超聲波模塊輸出8個40Hz周期電平并檢測回波。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述傾角傳感器(11)為12腳貼片封裝雙軸傾角傳感器SCA100T-D02。
6.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述循跡電路(7)包括芯片TCRT5000、電阻R1、電阻R2、電阻R4、可變電阻R3和運算放大器Ql ;電阻Rl的一端與芯片TCRT5000的發(fā)光二極管的陽極連接，芯片TCRT5000的發(fā)光二極管的陰極、芯片TCRT5000的光敏三極管的發(fā)射極與可變電阻R3的一端同時接供電電源的電源地，芯片TCRT5000的光敏三極管的集電極、電阻R2的一端與運算放大器Ql正向信號輸入端連接，運算放大器Ql反向信號輸入端與可變電阻R3的滑動端連接，可變電阻R3的另一端與電阻R4的一端同時接供電電源VCC，運算放大器Ql的信號輸出端與電阻R4的另一端連接，且運算放大器Ql的信號輸出端為循跡電路(7)的路面檢測信號輸出端。
7.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述循跡電路(7)的傳感器設置在車體的底部，且與地面距離2mm 8mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述無線通訊電路為型號為nRF24L01的單片無線收發(fā)器芯片。
9.根據(jù)權利要求1所述的智能清障車，其特征在于，所述上位機的控制系統(tǒng)(12)采用型號為C8051F020的單片機實現(xiàn)。
全文摘要
智能清障車，涉及一種清障車，為了解決目前的實驗教學缺少一種能全面直觀的展示電子自動化系統(tǒng)設備的問題。一小車通過超聲波檢測到障礙物位置，迅速將障礙物的坐標傳回單片機，單片機將障礙物的坐標顯示在顯示電路上；根據(jù)坐標單片機驅動電機使車體行駛向障礙物，安裝在車體上的紅外傳感器檢測到障礙物，蜂鳴蜂鳴器發(fā)出響聲以提示，車體接觸障礙物完成清障工作；二采用無線通訊模塊，利用安裝有傾角傳感器及其控制系統(tǒng)的操縱面板手動操作車體完成清障工作；采用當通過無線模塊接收傾角傳感器的控制系統(tǒng)輸出的遙控指令，來控制上述兩種情況的演示。它用于教學實驗中。
文檔編號G09B25/02GK103065540SQ20121058943
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者王丁 申請人:黑龍江大學