基于自动寻迹的电动小车测控系统设计
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简介：
本项目旨在设计并实现一种具备自动寻迹功能的电动小车测控系统。该系统利用传感器检测路面标记信息，通过微控制器进行数据处理与控制算法运算，使电动小车能够自主沿路径行驶，同时具有良好的稳定性和响应速度。
### 1. 研究背景及意义
近年来，智能小车作为现代科技的重要发明，在车辆工程领域引起了广泛关注，并成为汽车工业增长的新动力。这类车型能够按照预设模式自动运作，无需人工干预，适用于科学勘探、无人驾驶机动车、无人工厂和仓库等多种场合。此外，它们还具备实时显示时间、速度及里程的能力，并配备有自动寻迹、避障等功能。
本次设计的电动小车控制系统基于单片机技术，通过传感器提供的信号驱动两个直流电机正反向运动，在白色地面上沿着黑色线路行驶。该系统在生产和生活中具有广泛的应用前景，例如在大型生产车间中作为物流系统的组成部分，能够按照预设路线传输货物并自动避障。
### 2. 国内外研究现状及趋势
目前智能车辆的研究主要集中在提高安全性、舒适性和人机交互界面的优化上。未来的发展方向包括智能化、IT化和新能源技术的应用。例如，在2017年深圳正式推出的无人驾驶公交车，就是中国企业自主研发的产品，并具备自动驾驶下的行人检测等多项功能。
本次设计的小车系统采用了红外线寻迹模块，实现了自动循迹及避障的基本功能。随着智能汽车行业的快速发展和技术进步，该系统的潜在应用范围也将不断扩大。
### 3. 设计思想与技术路线
本项目采用红外传感器对黑色路径进行定位，并将信号传递给单片机控制直流电机驱动小车行驶；当遇到障碍物时通过超声波模块检测前方物体并反馈信息至主控芯片，从而实现避障功能。整个系统采用模块化设计思路，包括寻迹、避障、电源及电机驱动等部分。
### 4. 主要设计方案
该智能小车由五个主要组件构成：避障单元、循迹装置、动力输出设备（直流电动机）、单片机控制器和电池供电源。其中，红外线传感器用于识别黑白线路；超声波模块负责检测障碍物距离；L298N芯片用于驱动电机。
### 5. 预期目标
1. 小车能够自动沿黑色路线行驶完成一圈，并在转弯、制动时保持路径准确。
2. 行驶过程中始终对准黑线中心位置。
3. 当前方障碍物距离小于0.5米时，小车能及时避让。
### 6. 工作计划与进度安排
- 第1周：收集资料并准备开题报告
- 第2至4周：确定总体方案及撰写开题报告
- 第5至7周：学习电动小车结构原理，并初步选定元器件清单
- 第8至9周：完成电路设计、仿真与硬件组装
- 第10至13周：编写程序代码并调试，配合硬件完善功能实现目标要求
- 最后几周进行性能测试及论文撰写
### 7. 可行性分析
#### 技术可行性：
采用STC89C52单片机作为主控制器；红外传感器用于循迹检测；L298N芯片驱动直流电机，这些技术手段均能满足设计要求。
#### 经济可行性：
所选材料成本低廉且易于获取，整体方案经济实惠。
#### 工作条件可行性：
实验室设备齐全支持硬件组装与软件编程工作。指导老师具备相关项目经验和专业知识能够提供有效帮助和支持。
### 参考文献
[1] 曹建平,雷丹,郭磊.基于LDC1000电感数字传感器的自动循迹智能小车控制系统设计[J].自动化技术与应用,2017(12).
[2] 刘晓萌.基于摄像头的智能循迹小车控制算法设计[J].科技创新与应用,2017(27).
[3] 王瑞琦.基于STC89C51单片机的多功能智能小车设计[J].国外电子测量技术,2017(07).
[4] 黄健,董三锋,王利平.基于LDC1000自动循迹智能小车设计[J].微特电机,2017(06).
[5] 王慧,华成.一种比例调节转速差的Arduino小车设计[J].数字技术与应用,2017(05).
[6] 刘环,贾鹤鸣,朱传旭等.智能循迹小车创新实训系统设计[J].科教文汇(上旬刊), 2017(05).
[7] 周淑娟.基于单片机智能寻迹小车的设计方案[J].工业技术与职业教育2011,第9卷第2期.
[8] 韩毅，杨天.基于HCS12单片机的智能寻迹模型
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