2008年G题 智能救援小车 - 图文(4)

光电开关避障电路原理图

避障光电开关实物图

3.6光电开关的安装

在避障传感器的设计中，我们在车体底盘的前端装有四个传感器，用来起到避障的作用。四个传感器的安装位置与安装方法相一致。具体的安装位置如上图：

3.7循迹电路的原理与设计

采用RPR220型光电对管完成系统循迹任务，循迹电路是用以实现小车沿着场地的黑色弧形引导轨迹BC进行前进和位置校正的，且小车不能偏离该轨迹。本课题设计中采用自制的RPR220型光电对管完成系统循迹任务，传感器的数据线输出信号为开关量，可直接与单片机的I/O引脚相连接，硬件电路实现比较简

单，其灵敏度可以通过调节多圈电位调。

在循迹检测传感器设计中，我们在车体底盘的前端装有两个传感器，用来检测黑色弧形轨迹，起到循迹前进的作用。具体的安装位置实物图如下图所示：

硬件电路

实物图

3.8金属检测电路的原理与设计

金属传感器性能的好坏对于该系统的功能是否能实现，起着十分重要的作用。我们选用的是LJ12A3-4-Z/BX型号的电感式接近开关进行金属检测工作，其电路原理如下图所示，由于其数据输出端通过5.1K上拉电阻，输出的是TTL电平，输出信号为开关量，可直接与单片机的I/O引脚相连接，硬件电路简单，

容易操作。其原理图如下所示：

电感式接近开关原理图

3.9铁片转移电路原理与设计，

铁片转移电路主要运用了线圈通电产生磁场的原理，借助其所产生的磁场，把金属传感器检测到的铁片按题目的要求转移到指定位置的操作要求，本设计电路中采用的是将线圈的输入端直接与单片机的I/O相连接，通过改变单片机引脚

的高低电平即可以实现线圈有磁性的变化。

3.10语音提示电路的原理与设计

本设计中的智能救援小车的语音提示系统由IDS1420录放音模块和功率放大电路组。语音提示电路主要用来提示救援小车的工作状态。IDS1420语音电

路和功率放大电路的原理图如下所示：

IDS1420语音电路原理图 3.11系统其它功能的扩展

1.采用DS18B20测量环境温度。测温电路主要功能是用来测量环境温度并通过液晶显示，本系统测温电路采用美国dallas公司的ds18b20数字温度传感器实现温度的测量这种传感器体积小，使用电压宽，测量温度范围为-55摄氏度到125摄氏度，一总线的数字方式传送，大大提高了系统的考干

扰能力。系统原理图如下图所示

2.通过无线遥控电路实现小车的无线控制和操作。

无线遥控电路主要实现小车的无线操作，系统由发射和接收两大部分组成，

由单片机进行控制操作。

3.通过编码盘测量小车速度和路程功能。

光电码盘为32份黑白相间的圆盘，将其紧贴在车轮的内侧。在铝合金车架上打一个圆孔，RPR220型光电对管通过圆孔对光电码盘进行检测就可以得到车

轮转过的圈数。从而计算出小车前进的路程。

车轮的直径为6cm，车轮的周长为

L＝2*π*R＝2*3.14*0.03=8.85cm

光电码盘被平均分成了36份，每一份的弧长为

L=L/36=18.85cm/36=0.52cm

假设单片机检测到黑白信号的变化为n，则

小车走过的路程为S＝n*0.52cm

4.通过倾角传感器测量角度功能。

倾角传感器通常用于测量角度和斜坡的高度，在救援小车系统的设计中，我们用WQH36-45倾角传感器测量斜坡的高度，它是采用高性能磁敏感元件，利用重力结构, 可无电接触点的测量倾斜角度。具有体积小、灵敏度高、寿命长、抗振动、耐环境污染（耐水，油和各种恶劣环境）.特别适合 用于运动频繁场合的水平姿态角度的测控和平面定位等工作场合。其原理图如下所示：

5.采用ADC0832组成的电压测量电路，并通过液晶显示救援小车系统电池组

的电压。以5.5考电压，低于5.5报警提示充电。

四、软件设计的实现与说明

4.1主程序流程图

我们所设计的软件的主程序流程图如下图所示：

4.2路面循迹子程序流程图

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