基于 Arduino 单片机物联网智能避障小车的设计与实现

基于 Arduino 单片机物联网智能避障小车的设计与实现

基于 Arduino 单片机物联网智能避障小车的设计与实现

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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基于 Arduino 单片机物联网智能避障小车的设计与实现

基于 Arduino 单片机物联网智能避障小车的设计与实现

摘要:本文研究设计了一种基于 Arduino 单片机的物联网智能避障小车,以 Arduino 单片机为主控模块,并由 HC-SR04

组成的避障模块,由 HC-05 组成的无线通信模块,由 TB6612FNG 组成的电机驱动模块,N20 电机和能够 12V 转 5V

的电源模块构成物联网智能避障小车的整个系统。其中利用避障模块检测小车行进路线上的障碍物,然后经过小车

系统的判别处理,调节小车在行驶过程中的运行方向,使小车避开行进路线上的障碍物。利用无线通信模块将采集

到的传感器数据无线上传到手机 APP 端进行显示,还利用该模块将手机 APP 上发送的指令无线传输到主控模块,然

后主控模块通过无线通信模块接收到控制指令,实现控制小车的运动。在小车的电机驱动部分,使用两个电机驱动

四个减速电机的方案,搭建小车运动部分的硬件结构。

关键词:Arduino 单片机; 物联网;自动避障;无线通信

Design and implementation of intelligent obstacle avoidance car

for Internet of things

Abstract: This paper studies and designs an intelligent obstacle avoidance car for Internet of things based on Arduino MCU. The whole system of the intelligent obstacle avoidance car for Internet of things is composed of Arduino MCU as the main

control module, hc-sr04 as the obstacle avoidance module, HC-05 as the wireless communication module, TB6612FNG as

the motor drive module, N20 motor and 12V to 5V power supply module. Among them, the obstacle avoidance module is used to detect the obstacles on the car's route, and then through the discrimination processing of the car system, the running

direction of the car in the driving process is adjusted to make the car avoid the obstacles on the route. The wireless communication module is used to upload the collected sensor data to the mobile app for display. The module is also used to

transmit the instructions sent from the mobile app to the main control module, and then the main control module receives the

control instructions through the wireless communication module to control the movement of the car. In the motor driving part of the car, the hardware structure of the moving part of the car is built by using two motors to drive four deceleration motors. Keywords: Arduino single chip microcomputer; Internet of things; Automatic obstacle avoidance; wireless communication

目录

第一章 绪论...............................................................................................................................0

1.1 课题的背景及研究意义.............................................................................................0

1.2 国内外研究现状.........................................................................................................0

1.3 技术特点.....................................................................................................................1

1.4 课题主要研究的内容.................................................................................................1

第二章 总体方案设计...............................................................................................................2

2.1 设计思路.....................................................................................................................2

2.2 方案选择.....................................................................................................................2

2.2.1 主控模块选择.................................................................................................2

2.2.2 避障模块选择.................................................................................................3

2.2.3 无线通信模块选择.........................................................................................4

2.2.4 电机驱动模块选择.........................................................................................4

2.2.5 电机选择.........................................................................................................5

第三章 系统的硬件设计...........................................................................................................6

3.1 总电路设计图.............................................................................................................6

3.2 主控模块.....................................................................................................................6

3.3 避障模块.....................................................................................................................8

3.4 无线通信模块.............................................................................................................9

3.5 电机驱动模块.............................................................................................................9

3.6 电机及车轮...............................................................................................................10

3.7 电源模块...................................................................................................................11

第四章 系统的软件设计.........................................................................................................13

4.1 单片机开发环境.......................................................................................................13

4.2 系统软件设计思路...................................................................................................13

4.2.1 主程序设计...................................................................................................13

4.2.2 超声波测距子程序设计...............................................................................14

4.2.3 避障子程序设计...........................................................................................15

4.2.4 蓝牙接收处理及数据发送子程序设计.......................................................16

4.2.5 电机控制子程序设计...................................................................................17

第五章 系统的组装与调试.....................................................................................................19

5.1 系统的组装...............................................................................................................19

5.1.1 组装前的准备...............................................................................................19

5.1.2 组装过程.......................................................................................................20

5.1.3 组装完成.......................................................................................................21

5.2 系统的调试...............................................................................................................22

5.2.1 自动避障部分的调试...................................................................................22

5.2.2 蓝牙无线控制部分的调试...........................................................................23

第六章 总结与展望.................................................................................................................25

参考文献...................................................................................................................................26

致谢...........................................................................................................................................27

附录: 程序代码.......................................................................................................................28

参考文献

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