科技创新项目—单片机智能小车.doc
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安徽农业大学
大学生科技创新基金项目
申请书
项目名称：
基于单片机的机器人小车的开发与设计
申请者：
徐飞
所在单位：
理学院
联系电话：
13696544205
申请日期：
2010-5-20
安徽农业大学教务处
二零壹零年印制
一．简表
项目名称
基于单片机的机器人小车的开发与设计
项目类别
试验基础设计
申请金额
1500
经费类别
①校资助（①校资助②学院教师资助③自筹）
起止年月
2010年5月至2011年5月
申请者
姓名
徐飞
性别
男
出生年月
1989-02
专业
信息与计算科学
年级
二年级
联系电话
13696544205
项目组成员
姓名
年龄
专业·年级
项目中的分工
签名
徐飞
21
信息与计算科学.二年级
参与程序设计与实物制作
朱旭
18
通信工程.三年级
参与程序设计与实物制作
王扩
20
信息与计算科学.二年级
参与程序设计与实物制作
研究内容和意义摘要
本
项
目
是
使
用
单
片
机
进
行
控
制
可
编
程
的
机
器
人
小
车
，
使
用
光
电
传
感
器
检
测
小
车
的
运
动
轨
迹
，
金
属
传
感
器
和
超
声
波
传
感
器
检
测
周
围
的
障
碍
，
构
建
了
以
微
处
理
器
为
核
心
、
多
传
感
器
的
小
车
信
息
检
测
与
融
合
的
智
能
小
车
系
统
，
陪
养
我
们
大
学
生
动
手
能
力
。
主题词
单片机
机器人
寻迹小车
避障小车
二．立论（包括项目的研究意义及国内外现状分析）
1.项目的意义
单片机技术作为自动控制技术的核心之一，被广泛
应用于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。
随着微电子技术的迅速发展，单片机功能越来越强大。
本设计基于单片机技术，实时采集传感器信号，智能分析外部环境、路径信息，自动实现方向控制，采用红外光电传感器进行路径识别，可以识别白色场地中的任意黑色带状引线，使小车沿黑色导引线自动行驶。
在工业生产进入自动化、信息化和智能化时代，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能寻迹小车完成相应的任务。
该项目的研究可以应用于机车头自动寻迹、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提供劳动生产效率，改善劳动环境。
2.国内外现状分析
寻迹小车在国内主要作为电子爱好者作为练手的一次锻炼，在部分大学主要流行轨迹赛，但是缺少趣味性，改进的激励因素偏少。
但在国外流行Minisumo对抗性项目，趣味性大大提高，于参与者而言，改进小车的激励因素较多，可以促使学习者得到更多的收获。
但是轨迹项目是最好的入门项目，所以还是以此开始。
所以对于像我们这样条件相当薄弱的爱好电子的大学生，学习开发属于自己的机器人小车是个很好的锻炼机会！
它所需的知识都很基础，像那硬件反面可以只需稍微了解下就够了，软件方面还是主流的C语言！
三．研究方案（包括主要研究内容、研究方法和技术路线,拟解决的关键问题及预期进展、研究成果等）
1.主要研究内容
利用单片机系统进行寻迹小车系统的设计，包括硬件设计和软件设计。
硬件电路的设计主要包括光电检测装置的设计和驱动控制电路的设计；软件电路的设计主要包括控制算法的设计。
2.拟解决的关键问题
1.要求小车沿着直线或S行线行走；
2.小车偏离直线时能够自动回到直线上；
3.小车遇到障碍物时能够进行避障。
4.完成寻迹小车的焊接和调试。
3.主要研究方法和技术路线
⑴研究方法：
采用硬件底层平台和软件高级应用程序协同设计的基本思路，其研究方法流程如下图所示：
（2）技术路线：
技术上将系统分模块化，层次化进行设计的方法，系统模块及层次化设计如下所示；
一、车体设计
车体设计主要考虑的因素有：
底盘、电机选择、驱动方式。
底盘设计：
为了便于制作，日后在上面安装其它东西方便，同时具有一定的重量，使小车运行稳定，所以采用10mm厚的聚氯乙烯板材制作，此材料便宜，加工特性好，可以直接打孔攻丝，不像有机玻璃那样易碎，只是美观差一些。
电机：
电机的选择是最困难的，既要便宜，又要容易使用，还要有改进提高的可能。
四驱车的130电机应当是最好的选择，此种电机有便宜到几块钱的，也可以花费上百元改制，使之性能大大提高。
如果选择带减速机构的电机，驱动方式是很方便，直接将轮子固定在齿轮箱的输出轴上即可，但不足是：
其一是价格高，通常一只在30元以上。
其二是改变电机性能比较困难。
所以还是选择了130电机。
驱动方式：
因为选择了130电机，驱动方式就相对麻烦。
传动方式具体带到模型做出时再决定：
皮带，或是齿轮传动；
二、控制部分硬件设计
系统框架设计为：
三、控制部分软件设计
4.预期进展
按照预期的进展在2011年5月可以顺利的完成所有的系统设计要求该项目分为五个阶段：
第一阶段：
2010年6月1日--6月30日，搜集资料，着手调研，购买相应书籍，上网查资料，确定基本理论数据。
第二阶段：
2010年7月1日——8月31日，初步确定设计方案，论证实际方案，购置单片机开发设备及元器件。
第三阶段：
2010年9月1日——11月30日，嵌入式硬件系统的制作及对应程序的编写移植，在实践中验证程序的准确性、可靠性、稳定性的算法，并对其进行修改，做出相应的设备。
第四阶段：
2010年12月1日——2011年3月31日，实际运用，并对所制作的小车进行测试和改进优化！
第五阶段：
2010年4月1日——5月1日，整理材料及实验数据，总结项目研究的情况，分析研究过程中的得失，并写出心得体会，撰写结题报告，提交结题报告。
5.研究成果
⑴研究论文一篇
⑵机器人寻迹小车一个
⑶机器人小车说明资料一份
四．经费预算
支出科目
金额（元）
计算根据及理由
书籍资料费
300
购置相关的各种书籍
工具仪表类
100
购置焊接及测试相关工具
单片机开发器材
700
购置对单片机进行编程开发及仿真的设备
原器材及制板费
400
购置系统所需原器材及制PCB板
总计
1500
五．指导教师意见
该项目研究内容充实，研究路线和技术方法可行，研究的预期目标明确。
该项目能够培养大学生的动手和理论结合实际的能力，体现电子信息工程专业特色，研究的装置与实际的社会应用联系紧密。
符合大学生科技创新的基本要求。
同意该项目组的申报。
建议学校给予立项资助！
签字：
年月日
六、学院意见
负责人签字：
（公章）
年月日
七．学校意见
（公章）
年月日
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