亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于RFID技術(shù)的可編程指令卡小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2022-04-27 12:24:26李睿勛陳澤昕康曉杰
        自動(dòng)化與儀表 2022年4期
        關(guān)鍵詞:循跡九宮格小車

        徐 微,李睿勛,陳澤昕,康曉杰

        (西安交通大學(xué)城市學(xué)院 電氣與信息工程系,西安 710018)

        隨著數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越重視基于人工智能的編程教育的發(fā)展[1-2]。對(duì)于低年齡段兒童,編程智能車是編程教育中的重點(diǎn)內(nèi)容[3],利用編程智能車進(jìn)行路徑規(guī)劃是編程智能車課程體系中的重要組成部分,可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和邏輯思維能力[4]。目前市面上的編程教學(xué)智能車主要采用顏色傳感器識(shí)別不同顏色的紙質(zhì)指令貼進(jìn)行路徑規(guī)劃[5-8],顏色傳感器受環(huán)境影響較大,識(shí)別精度較低,并且顏色紙質(zhì)指令貼容易撕毀難以重復(fù)使用,導(dǎo)致維護(hù)成本增加及資源浪費(fèi),因此有必要開發(fā)一種精度高可重復(fù)使用的可編程拼裝智能車。

        針對(duì)傳統(tǒng)編程智能小車弊端,本文開發(fā)了一種采用射頻識(shí)別技術(shù)的指令卡識(shí)別智能車,其利用卡號(hào)進(jìn)行識(shí)別實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃,具有識(shí)別速度快、精度高、可重復(fù)使用、受環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)[9-11]。目前在編程領(lǐng)域市面上沒有采用相關(guān)技術(shù)開發(fā)的智能車。

        1 系統(tǒng)整體框架

        基于射頻識(shí)別技術(shù)的可拼裝編程智能車,除了要實(shí)現(xiàn)對(duì)黑色路徑的跟隨行駛還要對(duì)路徑節(jié)點(diǎn)上的指令卡進(jìn)行識(shí)別以執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作,并且可以自動(dòng)對(duì)行駛路線進(jìn)行修正,防止轉(zhuǎn)彎時(shí)跑偏。因此本系統(tǒng)采用STEM32 單片機(jī)作為主控芯片,利用L298N 驅(qū)動(dòng)模塊,控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)后退及轉(zhuǎn)向功能;利用紅外循跡模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的識(shí)別跟隨;利用射頻識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)行方向控制及路徑規(guī)劃。將紅外傳感器及射頻識(shí)別模塊采集到的參數(shù)反饋給控制器進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)行進(jìn)路線的修正。系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

        圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of control system

        2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能,硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。包含控制器、WiFi 模塊、按鍵模塊、霍爾測(cè)速模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、射頻識(shí)別模塊、紅外循跡模塊等,各模塊采用常見電路結(jié)構(gòu)[12-14],共同協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑識(shí)別及規(guī)劃的需求。

        圖2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理框圖Fig.2 Schematic block diagram of system hardware design

        2.1 射頻識(shí)別模塊

        RFID 射頻識(shí)別技術(shù)可以快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,通過(guò)放置閱讀器進(jìn)行檢測(cè),在標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器后,接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào),憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的信息[15],其原理圖如圖3所示。本設(shè)計(jì)采用MFRC522 射頻識(shí)別模塊,利用射頻卡卡號(hào)作為指令入口,將不同編號(hào)的指令卡放置于九宮格路徑節(jié)點(diǎn),當(dāng)閱讀器讀取到指定卡號(hào)時(shí)小車執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令對(duì)小車行進(jìn)方向進(jìn)行控制,可實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的規(guī)劃。

        圖3 射頻識(shí)別模塊原理圖Fig.3 Schematic diagram of RFID module

        2.2 紅外循跡模塊

        路徑識(shí)別跟隨采用紅外循跡模塊,在小車底部安裝多個(gè)循跡模塊進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)紅外傳感器反饋的信號(hào)判斷小車的行駛狀態(tài),其原理圖如圖4所示。采用帶隔板的紅外發(fā)射管和接收管垂直安裝在小車底部,當(dāng)未檢測(cè)到黑線時(shí)接收管可以接收到發(fā)射管發(fā)射的信號(hào),傳感器輸出高電平,當(dāng)檢測(cè)到黑線時(shí)接收管收到微弱的信號(hào),傳感器輸出低電平,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)黑色路徑的識(shí)別與跟隨[16]。

        圖4 紅外循跡模塊原理圖Fig.4 Schematic diagram of infrared tracking module

        3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        編程小車軟件程序部分由小車行駛控制程序、紅外循跡程序、指令卡識(shí)別程序、及WiFi 控制程序等組成,程序關(guān)鍵部分如圖5所示。系統(tǒng)啟動(dòng)后設(shè)備初始化,開始檢測(cè)指令卡,當(dāng)檢測(cè)到啟動(dòng)指令卡后小車前進(jìn),啟動(dòng)后未檢測(cè)到指令卡時(shí)小車保持直行,紅外循跡模塊采集路徑信息反饋到單片機(jī)進(jìn)行處理,以保證小車不會(huì)偏離路徑,當(dāng)再次檢測(cè)到指令卡時(shí)小車執(zhí)行相應(yīng)的方向控制指令,執(zhí)行完畢后重新檢測(cè)路徑直線行駛,直到檢測(cè)到停止指令卡時(shí)小車停止。通過(guò)此控制程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車行駛路徑的識(shí)別與規(guī)劃。針對(duì)這一特點(diǎn)可以面向低齡段兒童開發(fā)編程啟蒙課程,根據(jù)課程任務(wù)要求將不同功能指令卡擺放在九宮格路徑節(jié)點(diǎn)上,完成任務(wù)目標(biāo)。以路徑規(guī)劃訓(xùn)練邏輯思維,通過(guò)指令卡可以很方便地對(duì)小車進(jìn)行自動(dòng)控制,降低學(xué)習(xí)成本,提升學(xué)習(xí)興趣。

        圖5 射頻識(shí)別及紅外循跡程序流程圖Fig.5 RFID and infrared tracking program flow chart

        4 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

        4.1 硬件調(diào)試結(jié)果

        在車架上安裝電源模塊、WiFi 模塊、按鍵模塊,在車身正面安裝控制器,背部安裝射頻識(shí)別模塊及紅外循跡模塊等,并進(jìn)行功能測(cè)試,搭建實(shí)物如圖6所示。

        圖6 小車實(shí)物圖Fig.6 Physical drawing of trolley

        4.2 軟件調(diào)試結(jié)果

        采用紅外傳感器進(jìn)行循跡,通過(guò)傳感器狀態(tài)控制小車運(yùn)行,經(jīng)測(cè)試傳感器狀態(tài)與小車運(yùn)行狀態(tài),與程序運(yùn)行邏輯一致,測(cè)試結(jié)果如表1所示。傳感器狀態(tài)為(0,0)時(shí),小車直行,傳感器狀態(tài)(0,1)時(shí),小車左轉(zhuǎn),傳感器狀態(tài)(1,0)時(shí),小車右轉(zhuǎn),傳感器狀態(tài)(1,1)時(shí),小車停止,實(shí)現(xiàn)了對(duì)九宮格黑色路徑的跟隨。

        表1 傳感器狀態(tài)與小車運(yùn)行狀態(tài)調(diào)試結(jié)果表Tab.1 Commissioning results of sensor status and trolley operation status

        采用RFID 射頻識(shí)別模塊對(duì)路徑節(jié)點(diǎn)指令卡進(jìn)行識(shí)別,在程序中將指令與射頻卡卡號(hào)進(jìn)行綁定,當(dāng)閱讀器檢測(cè)到相應(yīng)卡號(hào)時(shí)執(zhí)行相應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)行方向的控制。經(jīng)測(cè)試在小車運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)到指令卡時(shí)可以立即停止當(dāng)前動(dòng)作并執(zhí)行對(duì)應(yīng)指令,實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)行方向的控制。

        4.3 系統(tǒng)整體調(diào)試結(jié)果

        系統(tǒng)路徑規(guī)劃原理如圖7所示,小車在九宮格區(qū)域行駛,在路徑節(jié)點(diǎn)上擺放指令卡,當(dāng)檢測(cè)到不同指令卡時(shí)執(zhí)行不同動(dòng)作,紅外循跡模塊保證小車按路徑行駛,可以在路徑上放置不同的任務(wù)目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行路徑規(guī)劃,以達(dá)成任務(wù)目標(biāo)的形式開發(fā)課程,將小車用于教學(xué)。搭建九宮格對(duì)編程智能車進(jìn)行路徑規(guī)劃如圖8所示。這里采用8 張指令卡,指令卡包含相應(yīng)的動(dòng)作指令(啟動(dòng),停止,右轉(zhuǎn),直行,左轉(zhuǎn)),小車起點(diǎn)和終點(diǎn)在九宮格上可以任意設(shè)定。小車啟動(dòng)電源,識(shí)別到啟動(dòng)指令卡,開始沿著九宮格路徑直行,識(shí)別到右轉(zhuǎn)指令卡后,右轉(zhuǎn),在九宮格上方路徑一個(gè)交叉口,識(shí)別到右轉(zhuǎn)指令,小車右轉(zhuǎn)后直行,在十字交叉口,識(shí)別到直行指令,繼續(xù)直行行進(jìn),沿著此路徑,在第二個(gè)十字交叉口,識(shí)別到左轉(zhuǎn)指令,小車左轉(zhuǎn)直行,第三個(gè)十字交叉口,識(shí)別到直行指令卡,小車?yán)^續(xù)直行,在九宮格右側(cè)路徑交叉口,識(shí)別到右轉(zhuǎn)指令,右轉(zhuǎn)直行后,識(shí)別到停止指令卡,小車停止運(yùn)行。

        圖7 編程小車路徑規(guī)劃原理圖Fig.7 Schematic diagram of programming with instruction card to realize path planning

        圖8 小車九宮格軌跡循跡測(cè)試Fig.8 Tracking test of the car’s Jiugongge trajectory

        通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試,本文所設(shè)計(jì)的軟硬件系統(tǒng)可以較好地實(shí)現(xiàn)小車的循跡及路徑規(guī)劃,經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,識(shí)別精度高達(dá)99%,響應(yīng)速度速快。

        5 結(jié)語(yǔ)

        基于射頻識(shí)別技術(shù)的編程教學(xué)小車可以準(zhǔn)確地按照九宮格黑色路徑行進(jìn),并對(duì)路徑上的方向指令卡快速地進(jìn)行識(shí)別以執(zhí)行相應(yīng)的方向控制,指令卡可重復(fù)使用,識(shí)別精度高達(dá)99%。解決了傳統(tǒng)編程小車指令貼紙利用率低等問(wèn)題,利用本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的編程小車開發(fā)邏輯思維訓(xùn)練課程,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課程任務(wù)將指令卡放置到九宮格節(jié)點(diǎn)上完成目標(biāo),可以對(duì)學(xué)生邏輯思維能力進(jìn)行鍛煉。

        猜你喜歡
        循跡九宮格小車
        有趣的九宮格
        基于DFT算法的電力巡檢無(wú)人機(jī)循跡檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        快樂語(yǔ)文(2020年36期)2021-01-14 01:10:32
        成語(yǔ)九宮格
        自制小車來(lái)比賽
        解密九宮格
        劉老師想開小車
        文苑(2018年22期)2018-11-19 02:54:18
        基于單片機(jī)的智能循跡小車的設(shè)計(jì)
        兩輪自平衡小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        電子制作(2018年8期)2018-06-26 06:43:02
        智能差分循跡小車設(shè)計(jì)
        電子制作(2017年1期)2017-05-17 03:54:20
        天堂av一区二区在线观看| 久久99精品久久水蜜桃| 国产视频在线播放亚洲| 中文字幕免费人成在线网站| 手机福利视频| 白嫩少妇激情无码| 亚洲中文字幕无码不卡电影| 蜜臀av一区二区三区| 亚州国产av一区二区三区伊在| 欧妇女乱妇女乱视频| 亚洲不卡电影| 永久免费看黄网站性色| 天天摸天天做天天爽水多| 亚洲欧洲无码av不卡在线 | 可以免费观看的毛片| 国产精品三级av一区二区| 国产美女av一区二区三区| 国产一级一区二区三区在线播放| 欧美日韩一区二区三区在线观看视频 | 国产精品亚洲在钱视频| 爽爽影院免费观看| 久久夜色精品国产| 亚洲精品成人av观看| 国产日本精品一区二区免费| 日本在线 | 中文| 天堂网www在线资源| 婷婷成人亚洲综合国产| 人妻秘书被社长浓厚接吻| 中文在线中文a| 亚洲中久无码永久在线观看同| 国产在线AⅤ精品性色| 精品国产黄一区二区三区| 丁字裤少妇露黑毛| 亚洲AV伊人久久综合密臀性色| 国产三级精品三级在专区中文| 野花香社区在线视频观看播放 | 国产91成人精品亚洲精品| 国产在线看不卡一区二区| 97丨九色丨国产人妻熟女| 免费人成无码大片在线观看| 成激情人妻视频|