具有人体感应和避障功能的智能小车设计.docx

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具有人体感应和避障功能的智能小车设计

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马相一++初俊博++强胜岭

摘要：通过以热释电红外传感器为敏感元件，以单AT89c51单片机为控制核心，辅以超声波测距器，通过无线发射器控制报警器，目的是要实现一个具有避障和人体感应报警功能智能小车控制系统。

关键词：单片机；超声波；PIR

1功能设计

本设计构想一个能够自动行驶，侦测周边环境是否有人存在的，并提示报警的智能小车。具体功能见图1。

图1功能示意图

2模块设计

2.1第一模块热释电红外人体监测模块

热释电红外传感器是一种利用热释电效应原理制成具有检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。人体都有恒定的体温，一般会向外辐射红外峰值波长约为10μm左右的红外线，利用被动式红外探头探测人体发射红外线，通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。当有人进入感应范围内时传感器输入高电平，离开感应范围自动延迟输出低电平。根据程序，自动控制系统工作。

2.2第二模块超声波测距模块

利用声波在空气中的传播速度已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离[1]。

由此可见，超声波测距的公式如式（1）所示。

L=C·T（1）

式中，L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差（T为发射到接收时间数值的一半）。已知超声波传播速度C=340m/s（20℃室温）。

通过舵机使其能够让超声波模块在小车正前方180°范围内左右旋转，使其测距范围更加广阔。Echo接收被障碍物反射回来的超声波信号，自动检测是否有信号返回。有信号返回时，通过IO输出一高电平[2]，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

2.3第三模块

第三模块也就是控制模块，其核心主要AT89c51单片机和其辅助电路。通过对其编程控制小车规避路障选择方案和无线发射模块F05R，通过F05R发射信号无线接收器J05B接收并启动报警器报警。

3软件设计体系结构

小车在行驶的过程中，一边监测是否有人，一边探测障碍物，并调用相关函数，选择转弯方向。

具体流程见图2。

4结束语

本小车主要是想实现一个室内自动行驶防盗报警功能。当室内无人时，通过定期定时启动小车在室内行驶已达到室内检测防盗功能。本设计初步实现自动索人报警与规避路障的功能，小车的人体感应灵敏度较高，人体只要接近小车三到五米，小车就可以启动报警器报警。

参考文献

[1]李云鑫.基于51单片机智能循迹小车[D].北华航天工业学院电子工程系，2003.

[2]韩毅，杨天.基于HCS12单片机的智能寻迹模型车的设计与实现[J].2008，29（18）：1535-1955.

[3]何立民.單片机应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社，2002.

作者简介：马相一（1995-），男，湖北黄冈人，学历：本科。

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-全文完-