一、參賽題目名稱
基於光電導航的智慧型移動測量小車
二、研究內容
光電檢測技術，光電感測器原理與應用，光電循跡原理與應用，光電轉換原理與應用，模擬電子技術，數字電子技術，微控制器原理與應用，電機控制學，protel 99 se使用，常用光電感測器及電子元器件效能和使用，ad轉換和da轉換等。
三、研究方案
（1）解決小車循跡的若干問題；
（2）解決小車驅動的若干問題；
（3）解決隧道長度測量的若干問題；
（4）解決樹木、隧道識別的若干問題；
（5）；解決計數的若干問題；
（6）。解決顯示的若干問題；
（7）解決各模組整合的若干問題
4、技術路線及可行性分析
1、循跡：採用以st188光電對管為基礎的4路紅外循跡模組，st188是一種一體化發射型光電探測器，其發射器是一種砷化鎵紅外發光二極體，而接受器是乙個高靈敏度矽平面光電三極體。其檢測距離可達8mm。
①工作原理及電路圖:
當檢測的物體為深綠色時，紅外發射器發出的光大部分被深綠色物體所吸收，反射會的光線已很微弱，光敏三極體無法導通，所以lm324的2引腳為高電平並且與3引腳的輸出電壓同時送到lm324內進行比較。由於u2>u3使得lm324的輸出引腳為低電平。當檢測到白色物體時反射回的光線足夠多，光敏三極體導通此時2引腳為低電平並且與3引腳的高電平同時送入lm324內進行比較，由於此時u2②循跡的實現：
我們採用的循跡模組為4路循跡模組，當車在軌跡上無偏移行駛時白色的循跡線位於4對光電對管的**，四路紅外置收器都未接收到光訊號此時4路lm324的輸出訊號都為低電平（如下圖a）。當小車左偏時4路循跡模組右側的光電對管接收到光訊號使其對應的lm324輸出引腳輸出高電平（如下圖b），同理右偏時相應的lm324輸出引腳也輸出高電平（如下圖c），並將收集到的訊號輸送入微控制器進行處理後控制小車左、右轉向調整車身。
（abc）
2、驅動：採用l298n電機驅動晶元，其可以同時驅動兩個直流電機或乙個步進電機，通過微控制器輸出的pwm脈衝來控制電機的轉速。
3、隧道長度測量：在測隧道長度測量中我們把隧道的長度轉換成小車行駛的路程，再根據速度、位移公式s=v*t將路程測量轉換為小車速度的測量。測速——我們採用光電編碼器，通過光電編碼器可以實時測出車輪的角速度α並將測得的角速度乘以車輪半徑就得位移。
隧道探測器探測到小車已經進入隧道時將訊號送入到微控制器，經微控制器處理後控制編碼器開始測速，並將測得的速度資料採集回來進行處理計算後得出路程，當隧道探測器再次無訊號時結束測速。
4、樹木、隧道的識別：
①樹木識別：考慮到樹木離跑道較遠且細不易檢測所以選用靈敏度高、抗干擾能力強、測量距離長的雷射發射、接收器作為檢測樹木的感測器。，經訊號處理電路處理後送入微控制器內經微控制器處理後記錄下樹木的棵樹。
②隧道識別：由於隧道內壁已塗成黑色所以其對光線的反射能力很弱，所以對於隧道的識別我們不採用光電感測器，而是用超聲波感測器，這樣便有效的避免了隧道內壁對光的吸收。
5、計數模組：採用微控制器自身的定時、計數器進行計數，每當感測器檢測到一次目標訊號後計數器便自加一次，直至跑完全程，程式結束。
6、顯示模組：
由於考慮到需要顯示的資料內容過多，所以我們擬打算採用lcd12864 液晶顯示屏。
7、各模組的整合：為了使小車能夠準確的跑完全程並且能夠對收集到的資訊、資料進行準確的處理運算，我們採用stc12c2052ad系列微控制器作為整個小車的處理系統，將小車的各個模組聯絡協調一致。由於小車模組較多，微控制器引腳不夠，我們將採用鎖存器對擴充套件微控制器的引腳。
工作流程圖如下：
5、擬解決的關鍵問題
1、循跡模組的資料採集、處理及
2、循跡模組的控制程式
3、樹木檢測與隧道檢測、隧道長度的記錄之間的協調，、相互干擾的解決。
4、電機驅動的硬體設施及程式系統編譯。
5、顯示系統的程式編譯。
6、各個模組間的整合，協調。
6、特色與創新點
1、增添了測速模組，
2、採用不同原理的感測器成功解決隧道和樹木間的相互干擾。
3、紅外對管採用st188其具有較強的抗干擾能力。
4、小車採用電機閉環控制，可以對小車行跡路線進行實時校正。
5、 運用鎖存器來擴充套件引腳，節約了資源。
7、時間進度安排
4——5月：理論知識的學習；
5——7月：小車各主要模組的設計與除錯；
八、經費預算
九、參賽隊伍簡介
十、其他說明
第二屆全國光電設計大賽理論方案報告
第二屆全國光電設計大賽組委會制 報告填寫說明 1.編號由組委會填寫，用於匿名評審 2.參賽題目名稱請填寫 基於太陽能的光電導航搬運車 或 光電智慧型導盲器 請勿使用簡稱或非標準名稱 3.字數控制在5 0 0 0字以內，盡量簡潔明瞭 4.理論方案正文為四號宋體，標題為三號黑體 5.提交理論方案的檔案 ...
第四屆簡歷設計大賽簡歷
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第四屆全國外貿技能大賽總結
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