摘 要AGV小车是一种基于对周围环境进行认知和分析并进行避障规划的轮式小车，随着现代工业的发展，人们对其的需求越来越强。本文以基于单片机的AGV小车控制系统设计作为主要研究课题，采用STC89C52RC单片机作为系统的控制核心芯片，设计了AGV小车硬件部分，在进行AGV小车运动状态分析和AGV小车自动循迹功能的分析之后，确定了红外循迹与红外避障的配置方案，并设计了AGV小车的硬件和软件，基于蓝牙模块和红外遥控，实现了对AGV小车的控制，使得AGV小车搭建的更加一体化，从而误差更小，控制也将更加精准。
目录
一、绪论 1
（一）研究背景及意义 1
（二）国内外研究现状 1
二、 AGV小车总体设计 3
（一）设计要求 3
（二）小车控制策略设计 3
（三）总体设计方案 3
三、AGV小车硬件设计 5
（一）单片机选型 5
（二）红外循迹电路设计 8
（三）红外避障电路设计 9
（四）电源电路设计 9
（五）驱动电路设计 10
（六）通信电路设计 11
（七）按键电路设计 12
四、AGV小车软件设计 14
（一）Keil简介 14
（二）主程序设计 14
（三）循迹避障程序设计 15
（四）中断控制程序设计 16
（五）通信程序设计 17
（六）按键程序设计 18
五、系统调试与测试 20
（一）系统调试 20
（二）系统测试 21
总结 22
参考文献 23
致谢 24
附录 25
一、绪论
（一）研究背景及意义
随着科学技术的发展，整个社会逐渐走向自动化、信息化、智能化。AGV小车在生产和生活中发挥着巨大的作用，在快递行业，无人驾驶的快递小车正在逐步取代快递员，AGV小车也出现在北京大兴机场的智能泊车系统中。相信在不久的将来，AGV小车将进入千家万户。除了在日常生活中逐渐发挥着重要作用，AGV小车也在其他环境下 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 
发挥着重要作用。在生产环境中，AGV小车不仅可以减少生产安全的隐患，还可以降低成本，增加工作时长；当发生火灾、地震或核泄漏事故时，AGV小车可以及时拯救被困人员；在极端天气下，AGV小车还可取代工人外出工作；在太空探索中，AGV小车可以执行月球和火星探险等任务。可以说，只要电源不中断，不发生故障，AGV小车就可以持续不间断工作。AGV小车的发展是当前各国研究的重点领域之一，反映了人们对安全和方便的需求，也是评估各国智能化发展进程的一个非常有效的指标。
随着 AGV小车技术支持系统软件和软件的不断改进， AGV小车的研发工作也在不断地向前发展。AGV小车是由传感器、处理器和计算机控制组成的智能化系统。AGV车辆具有对周围环境的敏感和准确的控制能力。在此背景下，最常用的方法就是利用红外、超声波等方法来探测障碍物。超声波测距是目前普遍采用的一种测量方式，其造价低廉。但是，由于超声传感器存在诸如过大的横梁探测角度和极差的指向性等缺陷，因此，多个传感器的应用会在控制器与干扰传感器之间产生交叉，从而导致难以精确定位。本课题计划设计一款以51单片机为核心的高精度、微型化的红外传感器测距系统，实现AGV小车的循迹避障，具有重要的实际应用价值。
（二）国内外研究现状
目前，欧美发达国家对 AGV小车技术的高度关注，一方面是由于其高昂的劳动力成本，另一方面也是由于人口的老化。自21世纪开始，自动驾驶小车已经成为移动机器人研究的一个主要发展方向。AGV小车在很大程度上取代了人们的清洁、护理、娱乐、值班等服务和安全。因而，其用途广泛，市场前景广阔。目前，许多机器人科研单位和企业都对 AGV小车进行了大量的改进，以改善其性能和多项功能。
随着 ROS （ROS）的问世，各种基于 ROS的车辆自动驾驶技术的研发平台得以迅速地共享，从而促进了相关技术的创新和发展，其中有以 ROS为基础，以较低的价格和良好的性能为基础的移动机器人开发平台。
“中国制造2025”提出了2015年 AGV小车技术的发展方向。2017年，国家科技部公布了《国家重点智能机器人计划》，为机器人产业的发展提供了有力的支持。近几年，由于政府大力扶持，以及相关行业的专家们的努力， AGV的几款典型小车产品相继上市。随着科技的发展、市场的日益扩大， AGV小车的研发越来越受到各高校、科研院所的重视。2016年，小米公司推出的“米家”清洁机器人，在市场上获得了极大的成功。AGV车辆装备有一种廉价的激光和超声波感应器，能够自动画出地图。该方案具有绕过障碍物、完全覆盖路径等优点，具有远程控制、低压自动充电等特点。中国的网络巨人百度在2017年进行了一项现场试验，通过对车辆的检测、自动行驶、自动跟踪、自动寻迹等多种传感器。
二、 AGV小车总体设计
（一）设计要求
AGV小车的主要功能是小车的自动避障，它对距离传感器有一定的要求，其特点是：
(1)功能：单晶微计算机51的输出和输入端都可以连接。
(2)性能： AGV车辆的环境信息收集完全符合要求，数据收集准确、可靠。
(3)售价：按上述需求，距离式感应器的售价不能太高。
（二）小车控制策略设计
AGV小车的功能实现主要依靠红外传感器，车前有三个红外传感器，通过接收信号，控制小车左轮右轮的正反转，从而控制方向，避开障碍物。当两边都有障碍时，左右都收到信号，那么它会先后退，之后进行一个持续的大幅转弯，避免撞墙。实现循迹功能的整体思路是：通过红外传感器将外部的白色地面黑色赛道进行反射，读取数据，将模拟信号转化成数字信号，通过杜邦线传递给单片机，单片机进行处理后做出判断，控制小车转弯或直行。在此期间， AGV前端的距离是D1，红外探测器发射的是 D，而红外探测器的反射是D2。存在如下的联系：


本论文开发的 AGV小车，其速度大约是 v=0.8米/秒，所以 v比 C的速度要慢很多，所以D的距离要比D1大。此外，本论文所设计之 AGV小车之安全距离为350毫米，亦即 AGV小车在其前方约35公分处有障碍物时，便会进行避障作业。这时 d=0.35 m。我们可以得出， t大约是2.33x109 s,D1大约是1.87x109 m，所以D1是可以忽略的。红外测距是探测前方障碍物的关键。当 AGV小车在前面遇到障碍时，必须重新选择行进路径。这时，对 AGV小车的左右两侧障碍进行了重新评价。AGV小车在静态状态下，其对距离传感器的精度和速度要求比 AGV小车低。

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