基于Arduino UNO R3平台开发的智能小车设计
摘要：在多年前，对我们环境的采集往往是人工操作，但随着时代的发展，这种机械式的工作必将被传感器所替代，传感器具有全天检测、数据准确、价格低廉等优势，这些是人工操作所能丕及的。不仅如此，在一些危险场合，搭载多用途多型号的传感器智能小车能够极大的减少人员伤亡。通过与其他单片机相比较，这次毕业设计采用Arduino UNO R3平台作为智能小车的开发平台，通过这种方式来控制小车的行进以及传感器参数的采集等工作；在通信方面，本文用的是蓝牙模块进行无线传输，蓝牙模块具有特别通讯视角和方向、组网简易等诸多优点；在行进方面，本文采用红外循迹传感器；在避障方面，采用超声波模块；在环境监控方面，用了雾气检测的模块，以及天然气识别模块。
关键词：传感器；智能小车；Arduino
Multi-sensor smart car based on wireless communication
Abstract: Many years ago, the collection of our environment was often manual operation, but with the development of the times, this mechanical work will be replaced by sensors. The sensors have the advantages of all-day detection, accurate data, and low price. These are Manual operations can not be affected. Not only that, in some dangerous situations, equipped with multi-purpose and multi-model sensor smart cars can greatly reduce casualties.By comparison, the Arduino UNO R3 platform is used as the core of the smart car to control the movement of the car and the acquisition of sensor parameters. In terms of communication, the Bluetooth module is used for wireless transmission. The Bluetooth module has no special communication perspective and direction. Easy to use, networking, and other advantages; In the field of travel, this article uses an infrared tracking sensor; In the barrier, the use of ultrasonic modules; In the environmental monitoring, the use of smoke sensors and natural gas sensors.
Keywords: Sensor ;Smart Car; Arduino
目录
第一章 绪论 1
1.1 智能小车的意义及作用 1
1.2 智能小车的现况 2
第二章 总体设计 3
2.1 硬件设计 3
2.2设计原理及方法 9
2.3 软件设计 10
2.4 设计前期准备 12
第三章 开发平台简介 14
3.1 Arduino平台 14
3.1.1 Arduino简介 14
3.1.2 Arduino平台的开发环境 15
3.2 Android平台 15
第四章 硬件模块 17
4.1 寻迹模块 17
4.2 测距模块 18
4.3 环境监测模块 19
4.4 无线通信模块 21
4.5驱动模块 24
第五章 软件模块 26
5.1 主程序 26
5.2 子程序 26
第六章 调试 27
第七章 总结与展望 28
致谢 30
参考文献 31
第一章绪论
从智能机器人发展至今，已经有了数十年的历史，智能机器人也早就已经出现在普通地百姓家里。每天为我们打扫卫生的扫地机器人是目前最常见的家庭应用，在工业应用中，智能机械手臂早已成熟运用。2016年3月，作为人工智能技术最前沿代表的阿尔法狗（Alpha Go）战胜人类选手，这次的比赛充分的体现了人工智能技术的在现在的世界发展的快速，而智能小车作为智能机器人中举足轻重的一部分。它不仅有质量轻、体积小的优点,还具使用方便，操作简单的特点。对于智能小车来说，一般具有如下几个功能：循迹、壁障、通讯以及多种环境传感器。
1.1 智能小车的意义及作用
智能小车在工业制造及控制、生活服务方面具有极其广泛的运用，国内外的许多研究机构及高校都关注智能小车。现在人们对智能小车的研究的正在不断深入，而相关的技术也在不断发展，许多大型比赛都以智能小车为出发点，比如精确控制、多路传感器信息采集等。智能小车通过自身安装的传感器，对周围环境进行检测，并且对接收到的数据进行处理，采取下一步的行动，表现出极强的自适应能力。智能小车还能通过用户给出的具体指令进行工作，又表现出极强的人为可操控性。随着经济与社会的快速发展，智能小车在人类生产生活中逐渐普及并使用。人类对智能小车解决问题的数量和复杂性提出了更高的要求，这使得更多的研究者进入这一领域。最近几年，新型传感器的研究与投入使用给智能小车带来了更大的发展空间，比如PM2.5传感器。不仅如此，优秀的壁障算法，先进的PID算法等也逐渐写入智能小车的程序，这些可靠的算法提高了小车的稳定性与实时性。功能多样化、自动化、智能化以及对环境极强的自适应性，这些都是传统的智能小车的发展方向。
智能小车在许多的行业中得到了重用，而且扮演及其重要的角色。智能小车不仅仅只是在民用方面有用，而且在军用方面也开始大放异彩，在军事领域，智能小车可以根据我们提前所建立的路线提前自动驾驶，完成对敌军的探测以及扫雷等作战任务。在现在的行业中，智能小车大范围的使用于智能运输系统，各种困难的作业以及自动运送系统等领域。智能小车在智能运输系统中，具有以下作用：减少司机的工作量，减少汽油消耗，减少交通事故的发生，缓解交通拥堵，提高道路通行能力，并使驾驶更安全。AGV小车作为智能小车家族中在物流系统中的不可忽视的一员，智能小车在现在的自动化立体仓储、码头这些相关的物流交通部门具有不可替代的作用。智能小车不仅极大得减少了工人的工作，而且还加快了货物运输速度，使工作效率也有了了很大的提升。智能小车的表现在特种作业方面也极其突出，智能小车可以完成诸如对核工业、化工污染区这些危险地带的检查任务，准确且高效的采集污染样本，提高对污染区采集数据的精确性和全面性。而且，与此同时，智能小车替代了人类进入深层污染区域这些比较危险的地方，有效地避免了不必要的人员伤亡。
由此也可以看出，采用多种传感器进行信息采集处理和信息融合势必将成为未来的智能小车的发展趋势。在发展方向上，使用多传感器开发的小车避障系统，一般适用于各种操作环境，它不仅能提高智能车本身的避障性能，而且为实现智能自动驾驶提供了重要的参考。因此，避障技术的研究对智能汽车的发展具有重要的理论和实际应用价值。
参考文献
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