基于STM32F407芯片的二维码自导引小车控制器的电路设计.docx

摘要：随着科学技术的发展，计算机的集成制造及微小化的进步，工业自动化集成系统越来越受到企业的重视，自动化立体仓储已经得到广泛应用。自导引小车（Automated Guided Vehicle，即AGV）是目前所使用的物料搬运的主要机械设备。它能满足企业对生产所需材料的运送需求，是整个工业制造2025及工业制造自动化的一个极其重要的组成成分。自动导引小车可以自动从一个位置运行到另一个位置并且完成相应的动作比如卸货、装货、夹取货物等的全过程。自导引小车作为一种自动化车辆它的使用的是动力源是电池。在物流和仓储中搬卸货物是极为重要的一个功能环节，并且在物流费用中是一项很大的开支，但是随着中国人口红利的消失，物流技术的发展以及现在人们对高品质的生活的不追求，传统的物流仓储管理系统效率低，管理繁琐，需要大量工人等原因，已经慢慢无法适应当下的时代发展的步伐。所以，搬运器具得到了各个厂家的垂青，有了很大的发展，其中自导引小车的使用场景极为广泛，技术发展非常快。

自动导引小车（Automated Guided Vehicle，即AGV）是是以微型计算机为核心集声、光、电为一体的自动化机器人。本课题研究的是基于STM32F407芯片的二维码自导引小车控制器，就是用STM32芯片作为控制芯片来控制小车，包括接收相机拍摄的二维码数据，通过网络通讯接收上位机传送的消息，向控制马达下达动作信号，以及控制各种外设，然后自行寻找运行轨迹，根据调度系统任务，按照规定路线行驶，做出相应动作。完成硬件电路设计，通过keil开发工具调试运行，完成设计任务。

关键词：自导引小车，STM32,二维码，keil开发平台，AGV控制器

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1本课题研究的背景及意义-1

1.2嵌入式控制系统的概述-1

1.3自导引小车的概述-2

1.3.1自动导引小车的分类-3

1.3.2自动导引小车国外发展状况-4

1.3.3自动导引小车国内发展状况-4

第二章 AGV总体设计-6

2.1 AGV的结构-6

2.1.1 AGV的组成述-6

2.1.2自动导引小车的技术参数-7

2.2 AGV的机构设计-7

2.3 AGV的电控部分-9

2.3.1超声波传感器的选用-9

2.3.2 AGV的执行部分-11

2.4 二维码引导技术-12

第三章 AGV控制系统硬件设计-13

3.1上下位机芯片选择-13

3.1.1上机位芯片选择-13

3.1.2下机位芯片选择-14

3.2驱动电机的选择-15

3.2.1运行阻力的计算-15

3.2.2驱动电机扭矩与转速计算-16

3.2.3电机选择-16

3.3无线通信模块选择-18

3.4二维码导航系统-19

3.4.1视觉定位-19

3.4.2路径规划和调度-19

3.5安全避障模块设计-20

第四章 AGV的PCB控制原理图-22

4.1元件库的制作-22

4.2封装库的制作-22

4.3控制系统的功能电路-23

4.3.1电源电路-24

4.3.2降压转换电路-24

4.3.3 CAN总线-25

4.3.4调试口-25

4.4编译-26

第五章 AGV控制板测试与调试-27

5.1系统整体展示-27

5.2 PCB板设计-27

5.2.1板子外形绘制-27

5.2.2规则修改-28

5.3 PCB板控制电路连接-29

5.4控制板的测试与调试-30

5.4.1电压测试-30

5.4.2接口测试-31

5.4.3控制板程序下载与测试-32

第六章 总结与展望-35

6.1总结-35

6.2展望-35

参考文献-37

致    谢-39