1.1研究目的及意义

近几年来，随着科学技术日新月异的发展，计算机、通信科技的快速发展，特别是互联网的快速普及，互联网在人类活动中也越来越紧密联系，计算机、通讯、消费电子三合一的快速发展，数字化时代已经到来。嵌入式接入设备是数字化时代的一大主流标志，形态各异的计算机、通讯、消费电子三合产品也将是网络接入设备的大主流。由于嵌入式设备具有低成本高性能的特点，而现今对嵌入式系统的开发研究和嵌入式技术也都进入到了一个成熟的阶段，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortexreg;-M0，M0 ，M3, M4和M7内核。

随着科学技术的迅猛发展，机器人逐渐走如人类视野。机器人的诞生和发展逐渐改变了人类对传统生产的一些认识，同时也改变了人类的某些生活习惯，给我们带来了智能化技术的直观感受。直到现在，世界各地关于机器人的定义还没有一个统一的规定，每个国家都有着自己的解释。我国定义机器人是一种自动化机器，与其他自动化机器相比，它具有一定的与人或智能生物相识的功能。轮式机器人(WMR)在各种移动机器人类型中是一款最常见的、最重要的机器人，相比其他类型的移动机器人，它具有承载力大，移动平稳，能源利用率高等特点。作为轮式机器人研究领域的一个重要分支，智能小车由于其广阔的应用空间一直是研究热点之一。

智能小车是机械、自动控制技术、计算机技术、人工智能、微电子学、模式识别、通讯技术、传感器技术、仿生学等多学科和技术综合的结果。它之所以成为人们的研究热点，是因为它在航天探索、海洋探索、工农业生产、军事应用以及家庭应用等方面都有着广阔的应用前景。由于目前对于智能小车的研究还处于发展阶段，随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅猛发展，智能控制必将迎来它发展的新浪潮。计算机控制与电子技术的融合为智能小车的高度智能化开辟了广阔的的前景。

1.2国内外研究现状

中国的嵌入式系统开发走过了二十多年的历程，有超过数十万名从事开发应用的工程师，嵌入式软件方面逐渐形成了系统软件、应用软件的架构。国内外有大量嵌入式应用软件已广泛用于各类嵌入式系统中，大有国内紧跟国外趋势的形势。

目前，世界上许多国家都在积极进行智能小车的研究和设计开发已应用于多个领域。美国在20世纪60年代往月球发送了两次无人勘探器。20世纪90年代由美国开发研制的 “漫步者”号勘探小车登陆火星。21世纪初，来自美国的“机遇号“和”勇气号”勘探小车再次访问火星。前苏联则在1959~1976年间，总共发射了两个月球探测车。另外，日本在服务型机器人方面也取得不错的研究成果。我国在智能小车领域的研究晚于发达国家, 但是经过发展, 我国的智能小车技术也取得了较为显著地成果2013年， 我国发射了首颗玉免”号月球探测小车。截止目前，人类累计发射6次月球探测小车。在以后人类对外太空的探索中，智能小车的应用将更为广泛。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：通过对串口通信小车的学习，实现以STM32嵌入式芯片为智能小车集成控制系统的核心芯片，使上位PC机可以无线控制小车的行进状态，运用PWM波控制直流电机进行速度调节，运用超声波传感实现小车的智能避障功能。完成软件程序的编写并完成实物设计。

本课题的目标：设计并完成智能小车，可以通过上位PC机或小车上的LCD屏幕控制小车实现改变运动方向、加减速、转弯等基本动作，并使得小车通过超声波传感实现避障。

本课题的基本技术方案： 以STM32嵌入式芯片为智能小车集成控制系统的核心芯片，控制系统还包括蓝牙、LCD屏幕、超声波探测、电机驱动等模块。上位PC机可以通过蓝牙模块无线控制智能小车，驱动模块通过PWM波控制直流电机进行速度的调节。LCD模块与STM32通过IO口连接，通过设置坐标，写入指令或读取指令即可实现在LCD屏幕上的写点和读点，并由此实现触屏控制。避障模块使用超声波传感器实现智能小车的自主避障，通过计算声波信号从发射到返回的时间得出前方障碍物的距离，并根据避障算法, 提前转向, 避开障碍物。

图1 控制系统图