此超声波检测广泛 应用在工业国防生物医学等方面。

智能电动小车应以准确智能见优，因此采用超声波传感器探测障碍物。

寻找光源模块方案比较 方案采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。

若干定位器在水平面全桥式驱动电路。

系统的硬件电路设计 单片机是单片微型计算机的简称。

它是把中央处理器随机存储器只读存储器接口电路定时 计数器以及输入输出适配器都集成在块芯片上，构成个完整的微型计算机。

随着在技术上体系上不断扩展其控制功能，国际上已经采用 代替单片机的名词。

它的最大优点是体积小，可放在 仪表内部。

但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。

目前，单片机在民用 和工业测控领域得到最广泛计的要求。

方案二采用超声波传感器探测障碍物。

超声波传感器安装于小车前端，在规定的检测距离内，当探测到障碍物时， 超声波传感器给出脉冲信号至单片机，单片机检测到该信号后，调整小车的方向， 造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向。

根据上述要求，提出 以下方案。

方案采用激光传感器探测障碍物。

该传感器能非常准确地测出障碍物的存在，但价格高，处理复杂，不符合该 设调向速度的限制，小车应在距障碍物 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物后，可寻找到最佳的位置和方山西大学工程学院 向。

否则，如果范围太大，则可能产生对障碍物的判断失误范围过小又很容易 点是尺寸小使用方便工作状态受温度影响小。

它 的外围电路简单。

因此本方案易于实现，也比较可靠。

所以本设计采用反射式红外线光电传感器。

避障模块方案比较 考虑到在测障过程中小车车速及反应收不到红外光。

单片机根据是否收到反射回来 的红外光来确定黑线的位置，从而控制小车的行走路线。

采用红外线发射，外面 可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。

红外线光电传感器的特同的反射性质的 特点。

在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地 板时发生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收如果遇到黑线则红外 光被吸收，电动小车上的接收管接明显的变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以 输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

方案三采用反射式红外线光电传感器。

红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不光敏电阻组成光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。

当光线照射到白线上 面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。

因此光敏电阻在 白线和黑线上方时，阻值会发生原理，可以控制电动小车行 走的路迹。

下面几种方案是根据本原理设计的。

方案采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。

由于光敏二极管受可见光的 影响较大，稳定性差，所以放弃该方案。

方案二利用案比较 在本设计中，要求电动小车沿着路面的黑色轨道行驶。

其探测路面黑线的基 本原理光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可以根 据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。

利用这个率低，不利于电动小车智能化的扩展。

同时，对各路信号处 理也比较困难。

比较以上两种方案的优缺点，方案简洁灵活可扩展性好，能达到设计 要求，因此本设计采用方案来实现。

探测轨迹模块方来高成本电路复杂等缺点。

因此，本 避障模块 寻找光源模块 电机驱动模块 探测轨迹模块 声光提示 单片机 显示模块山西大学工程学院 方案灵活性不高，效寻找光源信 号分部进行处理。

但对输入输出都是模拟量的小装置，如果采用数字化方案，则 要先用转换器将模拟量转换为数字量，经过数字电路处理后，再经转 换器将数字量转换为模拟量。

这样必然带所示。

图智能小车运行基本原理图框图 方案二采用各类数字电路来组成电动小车的控制系统。

采用数字电路对外围探测轨迹信号，检测金属信号，避障信号，驶的时间。

此系统比较灵活，采用软件方 法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，具有高 度的智能化人性化，定程度体现了智能，能满足系统的要求。

此方案的基本 原理如图传感器探测 预埋在轨道下的金属铁片，并发出声光信息进行提示采用型脉冲宽度调制 全桥式驱动电路控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶快慢速 行驶及转弯采用实时显示小车行单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的 智能化控制。

在本系统中，反射式红外光电传感器检测黑线，然后将信号传送到单片机系 统进行处理，使小车沿轨道自主行走电感式接近开关电路代替金属传单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的 智能化控制。

在本系统中，反射式红外光电传感器检测黑线，然后将信号传送到单片机系 统进行处理，使小车沿轨道自主行走电感式接近开关电路代替金属传感器探测 预埋在轨道下的金属铁片，并发出声光信息进行提示采用型脉冲宽度调制 全桥式驱动电路控制电机的转向，实现电动小车的正反向行驶快慢速 行驶及转弯采用实时显示小车行驶的时间。

此系统比较灵活，采用软件方 法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，具有高 度的智能化人性化，定程度体现了智能，能满足系统的要求。

此方案的基本 原理如图所示。

图智能小车运行基本原理图框图 方案二采用各类数字电路来组成电动小车的控制系统。

采用数字电路对外围探测轨迹信号，检测金属信号，避障信号，寻找光源信 号分部进行处理。

但对输入输出都是模拟量的小装置，如果采用数字化方案，则 要先用转换器将模拟量转换为数字量，经过数字电路处理后，再经转 换器将数字量转换为模拟量。

这样必然带来高成本电路复杂等缺点。

因此，本 避障模块 寻找光源模块 电机驱动模块 探测轨迹模块 声光提示 单片机 显示模块山西大学工程学院 方案灵活性不高，效率低，不利于电动小车智能化的扩展。

同时，对各路信号处 理也比较困难。

比较以上两种方案的优缺点，方案简洁灵活可扩展性好，能达到设计 要求，因此本设计采用方案来实现。

探测轨迹模块方案比较 在本设计中，要求电动小车沿着路面的黑色轨道行驶。

其探测路面黑线的基 本原理光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可以根 据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。

利用这个原理，可以控制电动小车行 走的路迹。

下面几种方案是根据本原理设计的。

方案采用发光二极管发光，用光敏二极管接收。

由于光敏二极管受可见光的 影响较大，稳定性差，所以放弃该方案。

方案二利用光敏电阻组成光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。

当光线照射到白线上 面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。

因此光敏电阻在 白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以 输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

方案三采用反射式红外线光电传感器。

红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的 特点。

在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地 板时发生漫反射，反射光被装在电动小车上的接收管接收如果遇到黑线则红外 光被吸收，电动小车上的接收管接收不到红外光。

单片机根据是否收到反射回来 的红外光来确定黑线的位置，从而控制小车的行走路线。

采用红外线发射，外面 可见光对接收信号的影响较小，再用射极输出器对信号进行隔离。

红外线光电传感器的特点是尺寸小使用方便工作状态受温度影响小。

它 的外围电路简单。

因此本方案易于实现，也比较可靠。

所以本设计采用反射式红外线光电传感器。

避障模块方案比较 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物后，可寻找到最佳的位置和方山西大学工程学院 向。

否则，如果范围太大，则可能产生对障碍物的判断失误范围过小又很容易 造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向。

根据上述要求，提出 以下方案。

方案采用激光传感器探测障碍物。

该传感器能非常准确地测出障碍物的存在，但价格高，处理复杂，不符合该 设计的要求。

方案二采用超声波传感器探测障碍物。

超声波传感器安装于小车前端，在规定的检测距离内，当探测到障碍物时， 超声波传感器给出脉冲信号至单片机，单片机检测到该信号后，调整小车的方向， 以控制小车准确地绕过障碍物，而且避免因小车自然转弯而导致的盲目方向控 制。

这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性。

同时，超声波传感器具有频率高波长短绕射现象小，特别是方向性好 能够成为射线而定向传播等特点。

超声波对液体固体的穿透本领很大，尤其是 在光线不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。

超声波碰到杂质或分界面会产 生显著反射，形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

因此超声波检测广泛 应用在工业国防生物医学等方面。

智能电动小车应以准确智能见优，因此采用超声波传感器探测障碍物。

寻找光源模块方案比较 方案采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。

若干定位器在水平面全桥式驱动电路。

系统的硬件电路设计 单片机是单片微型计算机的简称。

它是把中央处理器随机存储器只读存储器接口电路定时 计数器以及输入输出适配器都集成在块芯片上，构成个完整的微型计算机。

随着在技术上体系上不断扩展