基于物联网的超声波测距系统.doc

摘要：智能化作为当代电子产物的主旋律，是以后的电子工业的成长趋向。智能化设计的电子产物可以按照事先设置的模式在一个环境里自动运行，不必要人为的关注，可应用在科学勘测、环境监测、智能家居等地方。智能小车就是其中的一个体现。智能小车作为一种行走机器人，它可以适应各种环境，可以在那些人类无法承受的不同的温湿度、重力、辐射环境中工作。智能小车技术作为一种涉及到众多领域的技术，它需要众多技术的支撑，比如多传感器技术，通信技术，自动化技术，计算机技术，人工智能技术等。智能小车的设计者可以使用手机端或PC端实现它的前进、绕障、停止的准确控制以及监测数据的存储、显示，可以无需人工的干预。因此，智能小车具有再编程的特点，是智能化时代的一个缩影。

本课题设计的智能小车，是以树莓派（Raspberry Pi）为核心的控制电路，外接了驱动电机模块、电源模块、超声波传感器模块，上位机端（Android 手机）可以通过树莓派自带的WiFi模块实现与智能小车的无线通信。运用超声波传感器实现小车在行驶中的自动躲避障碍物等问题。在手机端使用Android Studio进行手机APP的开发。本课题采取模块化的设计方法，系统结构清晰，系统稳定性强，可应用于无人驾驶等方面。

关键词：树莓派；超声波传感器 ；智能控制；自动避障；安卓手机；无线通信

目录

摘要

Abstract

第一章 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2 智能小车控制系统的概述-2

1.3 智能小车控制系统的研究现况和发展趋势-2

1.4 课题任务和拟解决的问题-3

1.4.1 课题任务-3

1.4.2 课题拟解决的关键问题-3

1.5 本章小结-4

第二章 智能小车系统设计-5

2.1 研究内容-5

2.2 系统总体组成-5

2.3 总体方案设计-6

2.4 本章小结-7

第三章 硬件系统的设计-8

3.1 控制核心的设计-8

3.1.1树莓派的选型及原因-8

3.1.2 树莓派系统的配置-9

3.2 距离采集电路的设计-12

3.2.1 距离采集方式的选择与论证-12

3.2.2 超声波传感器的选型-13

3.2.3  HC-SR04电气参数和主要性能指标-14

3.2.4  HC-SR04超声波传感器的工作原理-14

3.2.4 HC-SR04超声波传感器模块的电路-15

3.3 通信模块的设计-16

3.3.1通信模块的选型-17

3.4电机模块的设计-17

3.5驱动电路的设计-18

3.5.1 驱动方式的选择与论证-18

3.5.2 驱动芯片的选型-18

3.5.3 L298p的工作原理-19

3.6 电源模块的设计-19

3.6.1 电源模块的选型-20

3.7 本章小结-20

第四章 系统软件的设计-21

4.1 总体程序设计-21

4.2 树莓派软件设计-21

4.3 手机APP的程序设计-24

4.4 本章小结-26

第五章 设计的测试-27

5.1树莓派测试-27

5.2超声波测距测试-27

5.3手机APP的测试-27

5.4本章小结-28

第六章 论文总结与展望-29

6.1 论文总结-29

6.2 课题困难和解决方案-29

6.3 展望-30

参 考 文 献-31

致 谢-33

附 录-34