无线遥控及红外自动追踪小车.docx
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1、叁外遑豚及无铁篷控小丰刘源欧阳建安秦勇西南石油大学自动化07级02班摘要:详细阐述了微型红外追踪及无线遥控车的设计过程,并给出了主要电路图。该微型红外追踪及无线遥控车可以按设定路线自主行走,并可通过无线遥控实现路线选择及较精确定位,同时,用红外线实现了对特定目标的跟踪,使该微型红外追踪及无线遥控车具有了智能化。关键词:单片机;红外跟踪;无线遥控1引言工业生产、生活的自动化都离不开智能化的机器,譬如:人们对未知空间的探索,对单调工作的替代,在危险环境中的操作等都需借助于智能化的行走、运动机构。微型车作为最常用的行走机构在工业生产与生活中得到了广泛的应用。实验是基于单片机的微型红外追踪及无线遥控车
2、设计过程。2设计过程2.1总体结构两个微型直流伺服电机驱动微型四轮车,其中的一个电机用于控制微型车的前进、后退;另外一个电机用于控制微型车的方向(左转、右转),并选用了常用的AT89C51单片机作为微型控制器件的核心。总体结构如图1所示。其中用图1系统原理图AT89C51的P2口作为无线遥控、红外跟踪器以及限位停车等信号的输入口;外部中断INT0、INTl分别作为无线遥控和图1系统原理图限位停车信号的中断输入口;而红外跟踪通过端口查询的方式实现;PO口输出作为驱动电机的控制信号,并根据外部指令实现对微型车的启、停,前进、后退,左转、右转及组合控制。主驱动电路全部用三极管实现,主驱动电路如图2所
3、示。2.2红外跟踪2.2.1红外跟踪原理要实现跟踪功能,必须进行被跟踪物体的位置检测。我们设计了由红外发射、接收管构成的模拟人眼的红外跟踪器。该跟踪器结构简单、价格低廉,能实现对指定目标的跟踪,图2微型电机的主驱动电路其结构示意图如图3所示。图中为微型车加装了一对红外接收器作为眼睛,并在两个眼睛之间增加挡板。当被跟踪目标上的红外发光管发出的红外光被装在跟踪小车上的红外接收管收到后,可根据这两只接收器的输出信号判断目标的相对方位。即当一只接收管收到信号后可断定目标在该接收管的一侧,令小车转向该向行驶;当两只接收器同时收到信号后可断定目标在前方,令小车直行或停止(可据接近开关判断假设已跟上了目标那
4、么停车);当两只接收器都不导通时断定目标在前方,令小车原地转向。如此即可实现目标图3微型车红外跟踪结构示意图2.2.2红外跟踪器的设计2.2.2.1红外跟踪器的总体设计红外线为不可见光,对环境污染很小,并且红外线波长远小于无线电波的波长,不会影响邻近的无线电设备。另外波长小于1.5ID的近红外光,在透明大气中的传播特性要比可见光好得多,而且由于它靠近可见光的红光边缘,其直线传播、反射、折射和被物质吸收等物理特性与可见光非常相似。因此,它可以使用与可见光类似的聚焦透镜等光学装图5常用接收器原理图置。另外红外线为不可见光线,具有很强的隐蔽性和保密性。一般红外遥控器的原理如图4和图5所示。针对单目标
5、的跟踪,选用只有一个指令信号传送通道的单通道红外频率编码遥控电路,即遥控发射器中的频率编码电路只发一个频率的信号,而接收器中也只有一个与之相对应的频率解码电路(选频电路)。故而省去了图4中的指令键、指令编码和载波振荡电路。而用第一调制电路将驱动输入调制为高频信号(本系统调制为38kHz),而用第二调制电路使红外发光管发出高频红外光。并且系统采用了单片机作为中央处理器,接收电路中可省去驱动与执行电路。2.2.2.2红外发射器的设计红外线发射器中包含指令编码及红外管的驱动两大局部。对于单通道的发射器指令编码局部可用高频振荡器代替,该振荡器发出的高频振荡信号经放大驱动红外发光管,使红外发光管在脉冲驱
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