论文总字数：18916字

摘 要

随着科技发展，智能化时代已经来临，工业生产生活中自动化程度越来越高，多数仓库或者超市货架依然需人工操作机器来进行搬运货物和整理货物，效率低下，浪费了大量的人力和时间成本。为了寻找解决这些问题的办法，本课题设计了一种可以按照预定要求，自动搬运货物的智能车，代替人力劳动，实现不间断工作，提高工作效率和经济效益。使人们的生产生活变得方便高效起来。

本次设计主要设计了一种基于电磁寻线的货物搬运智能车，在Keil5开发环境中进行软件开发。用户只需要在地面上按照货物搬运需求铺设20kHz、100mA的电线信号源；货物搬运智能车设置的电磁传感器采集所处位置的具体信号，再通过内部运算，输入到STM32F103C8T6单片机，即可用于智能小车的运动控制决策，实现自动循迹。

关键词：STM32F103C8T6单片机 电磁传感 智能车

Design and implementation of intelligent vehicle for cargo handling based on electromagnetic line finding

Abstract

With the advent of the era of intelligence, more and more high degree of automation, the majority of the warehouse or supermarket shelves are still need to manually operated machines for handling goods and goods, low efficiency, waste a great deal of manpower and time cost. In order to solve these problems, this topic has designed a kind of can according to the predetermined requirement, intelligent automatic freight car, instead of human Labour.

This design main design a cargo handling intelligence based on electromagnetic patrol car, in keil5 development environment for software users need only on the ground on the demand of the goods transportation laid 20 KHZ 100 ma wire source. Smart car position signal from the front surface electromagnetic sensors, through the internal mold \ several transformations, input to control the core board, namely STM32F103C8T6 microcontroller, can be used for the movement of intelligent cars control decisions, automatic tracking

Key words: STM32F103C8T6 ； Electromagnetic sensing ； Intelligent Vehicle

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章.绪论 1

1.1背景 1

1.2设计目标 1

1.3 论文结构 2

第二章 货物搬运智能车适用场景 3

2.1 仓储货物搬运智能小车 3

2.2 快递分拣运输 4

2.3 海底捞送菜智能小车 4

第三章.硬件电路设计 6

3.1 系统工作原理 6

3.2 单片机模块 7

3.3 舵机模块介绍 8

3.4电机驱动模块介绍 9

3.5测速模块 10

3.6传感器模块 10

3.6.1电感传感器的原理 11

3.6.2电磁传感器信号处理过程 11

3.6.3轨道的设置及传输原理 13

3.6.4电感的排布设置 13

第四章．程序设计 14

4.1 程序的总体设计 14

4.2 底层初始化 14

4.3 传感器采集处理算法 15

4.4 电磁循迹算法 16

4.4.1定位 16

4.4.2基于位置式PID的方向控制 18

4.4.3基于增量式PID的速度控制 19

4.5 控制算法参数整定 19

4.5.1方向控制的PID参数整定 20

4.5.2速度控制的PID参数整定 21

第五章.软件硬实现与调试 23

5.1开发环境 23

5.2程序烧写 23

5.3硬件安装和调试 23

5.4整车机械方面的调整 24

第六章．总结与展望 25

参考文献 26

致谢 28

附录 29

附录一 电路原理图 29

附录二 底板PCB图 29

附录三 程序代码 30

第一章 绪论

1.1背景

随着科技发展的越来越快，人工搬运已经不能满足日常生产生活需求；实际中的人工搬运投入人力多、成本高、效率低，很容易因为工人一时的判断失误造成严重的后果和无法挽回的损失。特别是现代产业生产制造精密仪器，更是容不得主观判断上的一点差错；

而用智能小车搬运货物，则能提高生产速度，保证生产安全性^[1]。智能搬运车在运转过程中不停顿，因此产品质量不容易受人为因素影响，质量更稳定。

本文设计的智能货物搬运小车，用户只需要在地面上按照货物搬运需求铺设20kHz、100mA的电线信号源，货物搬运智能车设置的电磁传感器采集所处位置的具体信号，再通过内部运算，输入到STM32F103C8T6单片机，即可用于智能小车的运动控制决策，实现自动循迹，即可用于智能小车的运动控制决策，实现自动循迹。本篇论文主要从智能小车实现的硬件和软件两方面来做具体阐述，在初步实现后再搭试实际电路来最终实现智能车的运行和搬运功能。

1.2设计目标

在这一次的货物搬运智能车的设计中，遇到了苦难也发现了不足，比如对keil开发环境不熟悉，对智能车电磁传感原理不清楚，对归一化等相关算法不明白，但还是通过研读资料、学习相关知识、与老师沟通将这些问题一一解决，以下是针对本次设计设立的相关目标：

1、学习一些设计过程中涉及到的知识，比如电磁传感原理、位置确定算法、归一化算法、轨道偏离矫正算法，尝试自己在keil开发环境中编写一些程序实现功能。

2、充分了解当下智能搬运小车的发展前景和意义，理解基于电磁寻线的货物搬运智能车所需要实现的功能。

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