主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
基于Cortex-M3和μCOS II的智能车
小类:
信息技术
简介:
本作品具有独立的供电系统,控制系统,数据采集系统,信息显示系统,在预定的环境下能独立自动完成路径识别功能,并能在行驶过程中完成多种数据的采集,然后经主控系统处理后显示出来。在某些工业控制领域,特殊环境作业领域,能替代人完成一些危险的工作,在仓储物流运输领域,则能极大提工作的效率,为使用者节省相关的人力,财力等资源。
详细介绍:
本智能车在完成路径识别的基础上,利用传感器对当前环境的温度,湿度,有害气体浓度,人体热释红外等信息进行采集,经主控系统处理后,做出相应的动作,并反馈相应的信息,通过无线数据传输到上位机显示,以便达到实时监控的目的,也可用上位机控制小车进行一些必要的动作以适应复杂环境的需求

作品图片

  • 基于Cortex-M3和μCOS II的智能车
  • 基于Cortex-M3和μCOS II的智能车

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

本作品设计以智能应用为中心,本着“科学技术转化为生产力”的原则,突出其实用性和可靠性,在其智能寻迹的基础上着重设计了对自身行驶状况的检测模块,以便提高其智能化水平和可靠性与安全性,可以用在特殊环境作业控制领域以替代人力高效率的完成一些工作。 基本思路:以传统的车体为载体,加上各种传感器模块,使其智能,并且在软件上采用操作系统模块化编程,以便于在不同应用场合下功能的裁减与添加。 关键创新点: 本系统在硬件上则采用最新的ARM Cortex-M3内核的微控制器作为主控芯片,其主频高达100M,并集成有12位A/D转换器,这样在数据采集的精度和处理的速度上能达到一个很高的要求。 在软件上移植并采用了嵌入式实时操作系统μCOS II ,采用操作系统方式能提高硬件之间的协同性和整个系统的稳定性。且任务化编程,使软件系统设计具有模块性,便于功能扩展和实验阶段的调试。 技术实现的关键:在硬件上主要是各模块电路的设计与测试,在软件上首先是完成μCOS II操作系统在ARM Cortex-M3体系结构上的移植,然后是电机控制PWM程序的编写,同时还有对自身信息(转速,转向)的检测与处理,最后完成对外界数据的采集与信息的显示。 主要技术指标:1.在小车在行驶过程中能对预定轨迹进行准确的跟踪和对障碍物的智能躲避,另外在系统出现不可预知故障时能主动检测并停止以避免严重后果,2.在正常行驶的情况下对外界数据的采集,处理,显示。

科学性、先进性

当前智能车的主控系统主要由传统8位机完成,但传统的8位单片机由于系统资源极其有限,处理速度较低,而且软件控制由应用程序直接构成前后台系统,模块化功能极其不好,不便于维护,在这种情况下仍不能发挥微控制器的特点,仅能完成某些简单的最基本的功能,可靠性还没有保证。 而本作品则尽量精简系统结构,强调各系统之间的有机结合,相互依存,在硬件上主要表现在采用的ARM主控芯片具有较多的片上外设,如PWM,ADC等高级外设,在软件上则采用著名的嵌入式实时操作系统μCOS II,这样在程序编写时就可以采用操作系统特有的多任务机制,并行处理各个任务,从而最大限度的发挥主控芯片的强大功能,展现其优势,而且,采用任务编写方式很好的实现了程序的模块化,在必要时,采用任务间通信的办法实现各模块间数据的共享与信息的传递,这样不但精简了程序框架,更重要的是提高了软件系统的可靠性。

获奖情况及鉴定结果

作品为安阳工学院2010-2011学年度科技创新项目

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

暂不转让

作品可展示的形式

现场演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本作品具有独立的供电系统,控制系统,数据采集系统,信息显示系统,在预定的环境下能独立自动完成路径识别功能,并能在行驶过程中完成多种数据的采集功能,然后经微控制器处理后显示出来。在某些工业控制领域,特殊环境作业领域,能替代人完成一些危险的工作,在仓储物流运输领域,则能极大提工作的效率,为使用者节省相关的人力,财力等资源。

同类课题研究水平概述

当前智能车技术的发展可谓日新月异,整个系统涵盖了控制,模式识别,传感技术,电子,电气,计算机,机械动力等多个学科的知识,但其主控系统的核心都是微控制器,然后再辅以各种传感器等外围电子器件,最后在软件系统的协调下工作的,所以当前智能车系统研究的核心大都在其核心微控制器及相应的软件编程上。 但传统的设计思路是用8位单片机加应用程序的方式,整个系功功能简单,稳定性和可靠性不强,实用性不高。 本设计一改传统设计思路,采用微处理器加操作系统的方式,在硬件设计上,
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