基于無線控制的危險品拖運小車設計THEDESIGNOFTHEDANGEROUSGOODSAGVBASEDONWIRELESSCONTROL摘要本小車主要用于運送一些高危險品，以保證人的生命財產安全，它具有自動化程度高、應用靈活、安全可靠、無線操作、維修方便等諸多優點。研究內容主要是AGV導引技術、運動控制原理和無線通信技術。使用VB語言編輯人機接口界面，通過手動和自動兩種方式對小車進行控制。PC機和小車之間通過串口和無線通信模塊，將控制指令傳遞給小車。通過系統配備的攝像頭可以實時監測小車的位置，控制小車將危險物品運送到指定地點。AGV小車還配有電源電壓管理模塊，可實時監控小車電源狀態，及時更換電池，防止電池電壓由于消耗變低造成單片機復位，保證小車正常運行。車載溫度檢測裝置及人員監控裝置，對現場人員和危險品進行實時監測。關鍵詞AGV；無線通信；ATMEGA16ABSTRACTAGVMAINLYUSESFORTRANSPORTINGSOMEDANGEROUSGOODS,INORDERTOGUARANTSAFETYOFOURLIFEANDPROPERTYITSAUTOMATIONLEVELISHIGHANDUSINGISFLEXIBLEALSOITISRELIABLEANDCANOPERATEWITHWIRELESSWHATISMORE,PROTECTINGANDMAINTAININGISCONVENIENTTHERESEARCHFOCUSESONAGVSTEERINGSKILL,THEORYOFCONTROLLINGMOVEMENTANDCOMMUNICATIONSTECHNOLOGYINWIRELESSEDITINGPORTABOUTMACHINEANDPEOPLEINVBPROGRAMLANGUAGE,THECARISVIAMANUALLYOPERATIONANDAUTOMATICTWOMODESTOCONTROLTHROUGHTHESYSTEMVIDEOGRAPHYCANMONITORITSPLACEONTIME，INORDERTOCONTROLTHEGOALTHATTHECARSPLACEAGVCANMONITORSTHESTATEOFPOWERLINEVOLTAGEONTIMEALSOITCANMONITORSTHEPEOPLEANDDANGEROUSGOODSONTIMEKEYWORDSAGVWIRELESSCOMMUNICATIONATMEGA16目錄1引言111AGV自動尋軌小車簡介112AGV的應用領域113研究價值22系統方案321系統構造3211運動區域圖3212系統設計322方案介紹4211系統的主要控制處理器選擇4212顯示單元方案6213無線模塊方案6214電機驅動模塊方案7215溫度傳感器方案9216人員探測方案10217電源選擇方案10218報警方案113功能與指標1231功能介紹1232主要技術指標124硬件系統設計1341整體框圖1342車體設計13421輪胎的選擇13422車體的機械調校1443實物圖145軟件系統設計1551晶振的配置1552ICCAVR集成開發環境1553軟件流程圖176模塊的設計1861核心控制模塊的設計18611ATMEGA16L單片機簡介18612ATMEGA16L單片機最小系統19613RS232通訊協議20614無線通訊協議207結論與展望2171結論2172發展趨勢21參考文獻22附錄23致謝2801引言11AGV自動尋軌小車簡介隨著現代物流技術的發展,儲存的規模擴大,企業更注重物流效率的提高及人力成本的減少。倉庫是各種物資流通過程中的一個重要環節,目前中國基本處于人工管理或半自動化管理狀態,效率不高,而且人力成本較高，雖然現在有一些企業已經實現了物資倉儲系統的部分信息集成,但有些環節還不能實現無人、無紙作業。從提高倉儲的效率、改造傳統倉儲靈活性以及降低企業人力成本的角度出發,實現倉儲的無線化、自動化、信息化管理成為倉儲的發展方向。作業連續化的自動化搬運裝卸手段，其應用范圍和技術水平在近年得到了迅速發展。AGVAUTOMATEDGUIDEDVEHICLES又名無人搬運車，自動導引車，自動導向車，自動尋軌小車。美國物流協會對AGV的定義是裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車輛。其顯著特點的是無人駕駛，AGV上裝備有自動導向系統，可以保障系統在不需要人工引航的情況下就能夠沿預定的路線自動行駛，將貨物或物料自動從起始點運送到目的地。它具有運輸效率高、節能、工作可靠、使用靈活等許多優點。AGV的另一個特點是柔性好，自動化程度高和智能化水平高，AGV的行駛路徑可以根據倉儲貨位要求、生產工藝流程等改變而靈活改變，并且運行路徑改變的費用與傳統的輸送帶和剛性的傳送線相比非常低廉。12AGV的應用領域目前，AGV廣泛應用于社會的各個領域，這些領域主要有1自動化立體倉庫。2辦公室、醫院、規劃展覽館、賓館、圖書館等。3柔性裝配系統。4機械、電子、紡織、卷煙、醫療、食品、造紙、玩具制造等行業領域的物料輸送。5在火車站、軌道交通、飛機場、郵局、超市等場合的物品分撿工作中作為運輸工具。6機械制造中的柔性加工系統FMS。113研究價值基于無線控制的危險品拖運AGV小車自動化程度高，可以保障系統在人工測量定位尋軌引航的情況下，將危險貨物沿預定的軌道從起點運送到目的地，相對于固定的物料輸送線在占地最少的情況下，具有最大交叉能力。小車的運動采取手動制動切換，能夠在遠程操縱控制，操做方便，減輕工作強度；運用時能靈活、及時的搬運危險品，保障人身安全；提高設備的利用率，且能使生產線的設備具有很大的靈活性，便于重新布置和調整。圖11是此小車的設計步驟。功能分析總體設計方案討論與確定硬件分析與設計軟件分析與設計各功能模塊調試程序調試電路板設計與制作整體聯調軟硬件完善論文撰寫圖11設計步驟22系統方案21系統構造211運動區域圖圖21位置圖212系統設計圖22結構圖PC機將手動或自動控制信息通過RS232串口下傳給編碼單片機，然后在通過無線傳送的方式，將編碼信息傳遞給解碼單片機，從而實現對小車的運動控制，這其中的串口通信協議和無線通信協議都是由設計者自己制定。操作人員可以通過攝像頭實時監測小車的位置，來決定是使用手動還是自動對小車進行控制。321小車RS232USBPC機攝像頭單片機單片機電機3422方案介紹本設計使用VB語言設計開發友好的人機界面。通過攝像頭將工作區的實時狀況顯示在人機界面上，方便工作人員準確定位小車，及控制小車的安全運行；當小車在位置1、2和3時，小車此時可以工作在自動方式，本設計將小車的運行軌跡以數字信息的方式存儲在PC機里。通過通信的方式將數據傳遞給控制小車運行的單片機，從而實現了小車自動按照預定軌跡運行到指定地點。這種方式由于沒有采用常規的尋軌方式，從而提高了系統的可靠性與穩定性。當小車在除1、2和3外的任意位置時，小車工作在手動方式。可以通過PC機操作界面的無線遙控使小車到達指定位置。在小車進入工作區域之前操作人員可通過車載的電源檢測模塊的液晶顯示屏，實時監控小車電源狀態，方便及時更換電池，保證操作人員在不進入工作區域的情況下使小車正常運行。211系統的主要控制處理器選擇目前，單片機的應用范圍十分廣泛，主要的應用領域有工業控制、儀器儀表、計算機外部設備與智能接口、商用產品、家用電器等。單片機在這些領域的應用使產品功能、精度和質量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。由于單片機應用范圍和場合的不同，其選型就顯得尤為重要。市面上的單片機品牌很多，要根據不同的需要選擇適合的品牌，因此有必要了解各種單片機及其特點。以下是當今最流行的幾種單片機18051類單片機。國內應用最廣的單片機，最早由INTEL推出。20世紀80年代中期，INTEL公司將8051內核使用權以專利互換或出售形式轉給世界許多著名的IC制造廠商，他們在保持與8051單片機兼容的基礎上，改善了8051許多特性，如提高速度、提高集成度、放寬電源電壓的動態范圍等。集成度、放寬電源電壓的動態范圍等。2PIC單片機。由MICROCHIP設計生產，主要產品是16C系列8位單片機。CPU采用RISC結構，僅33條指令，運行速度快，價格低廉，抗干擾性強。基本上都是OTP（ONETIMEPROGRAMMABLE，次性燒錄）產品，適于用量大、檔次低、價格敏感的產品。3PHILPS單片機。P89LPC938MCU是PHILIPS半導體公司推出的51LPC系列OTP單片機，適合于許多要求高集成度、低成本的場合，可以滿足多方面的性能要求。LPC938采用了高性能的處理器結構，指令執行時間只需2到4個時鐘周期，6倍于標準80C51器5件。LPC938集成了許多系統級的功能，這樣可大大減少元件的數目、電路板面積以及系統的成本，還繼承了PHILIPS半導體的低功耗特性及不可破譯性。4AVR單片機。AVR單片機，由著名的ATMEL公司設計生產，已形成系列產品。其ATTINY、AT90和ATMEGA系列分別對應低、中、高檔產品。AVR單片機片內資源豐富，是一種高集成度的單片機。AVR單片機的程序存儲空間采用FLASH技術，可重復擦寫10000次以上。與其他單片機相比，AVR單片機具有以下優勢特征簡便易學，費用低廉。首先，進入AVR單片機開發的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學習AVR單片機的開發。其次，AVR單片機便于升級。AVR程序寫入是直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產品升級。再次，AVR單片機費用低廉。學習AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式即把PC機上編譯好的程序寫到單片機的程序存儲器中，不需購買仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進行所有AVR單片機的開發應用，這可節省很多開發費用。高速、低耗、保密。首先，AVR單片機是高速嵌入式單片機1AVR單片機具有預取指令功能，即在執行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內執行。2多累加器型，數據處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當于有32條立交橋，可以快速通行。3中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷。其次，AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關閉時為100NA，更適用于電池供電的應用設備。有的器件最低18V即可工作。再次，AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖LOCKBIT技術，保密位單元深藏于芯片內部，無法用電子顯微鏡看到。I/O口功能強,具有A/D轉換等電路。1AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業級產品，具有大電流灌電流1040MA,可直接驅動可控硅SCR或繼電器，節省了外圍驅動器件。62AVR單片機內帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉換，可組成廉價的A/D轉換器。ATMEGA48/8/16等器件具有8路10位A/D。3部分AVR單片機可組成零外設元件單片機系統，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。4AVR單片機可重設啟動復位,以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂飛,提高了產品的抗干擾能力。有功能強大的定時器/計數器及通訊接口。定時/計數器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數器外部中斷和PWM也可用作D/A用于控制輸出，某些型號的AVR單片機有34個PWM，是作電機無級調速的理想器件。AVR單片機有串行異步通訊UART接口,不占用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標準整數頻率下,而波特率可達576K。因此，本系統采用AVR單片機中的ATMEGA16作為主控制器,ATMEGA16是基于增強的AVRRISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執行時間，ATMEGA16的數據吞吐率高達1MIPS/MHZ，從而可以緩減系統在功耗和處理速度之間的矛盾。212顯示單元方案方案一LED數碼管。LED數碼管亮度高,價格低廉，而且使用方便，但其電路復雜，占用資源較多，浪費單片機的資源,只能顯示數字，顯示單一，無法顯示文字，圖片等復雜符號信息。因此本設計中不采用。方案二液晶模組。液晶模組可以顯示文字、數字、圖片等符號信息，顯示方案豐富，顯示的信息量大，形象。價格相對較貴。但是由于工作現場中的小車承載的信息量大而且豐富，因此本設計中采用液晶模組進行顯示。213無線模塊方案無線數據傳輸廣泛地運用在車輛監控、遙控、遙測、小型無線網絡、無線抄表、門禁系統、小區傳呼、工業數據采集系統、無線標簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數據終端、安全防火系統、無線遙控系統、生物信號采集、水文氣象監控、機器人控制、無線232數據通信、無線485/422數據通信、數字音頻、數字圖像傳輸等領域中。數據發射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩頻，頻率穩定度極高，當環境溫度在2585度之間變化時，頻飄僅為3PPM/度。7特別適合多發一收無線遙控及數據傳輸系統。聲表諧振器的頻率穩定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩定度及一致性較差，即使采用高品質微調電容，溫差變化及振動也很難保證已調好的頻點不會發生偏移。數據模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當電壓變化時發射頻率基本不變,和發射模塊配套的接收模塊無需任何調整就能穩定地接收。當發射電壓為3V時，空曠地傳輸距離約2050米，發射功率較小，當電壓5V時約100200米，當電壓9V時約300500米，當發射電壓為12V時，為最佳工作電壓，具有較好的發射效果，發射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700800米，發射功率約500毫瓦。當電壓大于L2V時功耗增大，有效發射功率不再明顯提高。這套模塊的特點是發射功率比較大，傳輸距離比較遠，比較適合惡劣條件下進行通訊。天線最好選用25厘米長的導線，遠距離傳輸時最好能夠豎立起來，因為無線電信號傳輸時收很多因素的影響，所以一般實用距離只有標稱距離的一半甚至更少，這點需要開發時注意。基于以上優點，所以在此設計中選擇315M無線模塊。214電機驅動模塊方案電機驅動模塊是汽車的動力部分，主要負責汽車的起停，在本系統設計時考慮了以下兩種方案。方案一采用步進電機實現。方案一的原理是由單片機發出不同頻率的信號來實現對步進電機的控制。單片機速度快，輸出頻率準確且可調節范圍大，可將步進電動機的速度劃分為幾個檔位，使控制方式和控制電路都更加簡化。方案二采用小型直流電機實現。直流電機具有優良的調速和起動性能。它具有調速范圍廣、平滑性和經濟性好、起動轉矩大等優點。方案二的原理就是由電機驅動芯片L298N結合單片機PWM技術實現對小型直流電動機的速度和方向控制，電路圖如圖23所示。以電機MOTOR1為例，控制邏輯說明原理如下當使能端ENA為高電平時，如果輸入端PWM0為高電平，輸入引腳IN1為低電平而引腳IN2為高電平，則電機A正轉；如果輸入端PWM0為低電平，輸入引腳1為低電平而輸入引腳2為高電平，則電機A反轉。L298N是一款高集成度、雙橋結構的直流電機驅動器，具有驅動50V電壓和2A電流的能力，而且使用簡單、實用性強。因此，方案二較為適用。L298N的控制邏輯詳見表21，其引腳排列如圖24所示。8ENA6B1I527304OUTSV9GDLFCPWMR圖23電機驅動模塊電路圖表21L298N的控制邏輯輸入信號使能端A使能端B輸入引腳（IN1/IN3）輸入引腳（IN2/IN4）電機運動方式1110前進1101后退1010左轉0110右轉0110原地轉動圖24L298N的引腳排列9215溫度傳感器方案由DALLAS半導體公司生產的DS18B20型單線智能溫度傳感器,屬于新一代適配微處理器的智能度傳感器。獨特的一線接口，只需要一條口線通信，多點能力，簡化了分布式溫度傳感應用，無需外部元件，可用數據總線供電，電壓范圍為30V至55V無需備用電源測量溫度范圍為55至125。華氏相當于是67到257華氏度10至85范圍內精度為05。溫度傳感器可編程的分辨率為912位,溫度轉換為12位數字格式最大值為750毫秒，用戶可定義的非易失性溫度報警設置，應用范圍包括恒溫控制，工業系統，消費電子產品溫度計，或任何熱敏感系統描述該DS18B20的數字溫度計提供9至12位（可編程設備溫度讀數。信息被發送到/從DS18B20通過1線接口，所以中央微處理器與DS18B20只有一個一條口線連接。為讀寫以及溫度轉換可以從數據線本身獲得能量，不需要外接電源。因為每一個DS18B20的包含一個獨特的序號，多個DS18B20S可以同時存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調環境控制，感測建筑物內溫設備或機器，并進行過程監測和控制。DS18B20的性能特點1獨特的單線接口，既可通過串行口線，也可通過其它I/O口線與微機接口，無需變換其它電路直接輸出被測溫度值；2多點MULTIDROP能力使分布式溫度檢測應用得以簡化；3不需要外部元件；4既可用數據線供電，也可采用外部電源供電；5不需備份電源；6測量范圍為55125，固有測溫分辨率為05；7通過編程可實現912位的數字讀數方式；8用戶可定義非易失性的溫度告警設置；9警告搜索命令能識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件（溫度警告情況）；10應用范圍包括恒溫控制、工業系統、消費類產品、溫度計或任何熱敏系統。圖25為DS18B20溫度傳感器的引腳以及外部結構。10DS18B20123GNDI/OUDD圖25DS18B20溫度傳感器的引腳以及外部結構基于以上優點，在此設計中選擇DS18B20溫度傳感器。216人員探測方案熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為21MM的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由于自身溫度升高而產生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經裝在探頭內的場效應管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學系統的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出1020米范圍內人的行動。優點本身不發任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。缺點容易受各種熱源、光源干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；環境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。217電源選擇方案電源選擇為2塊12V組合電池，1塊電池給遙控器供電，另外1塊電池對小車供電，選擇此種電池是因為價格低廉，體積小，方便放于小車內部，并且可以11多次充電，可以重復利用，對保護環境做出了一定的貢獻。218報警方案當DS18B20溫度傳感器所測的溫度超過29時，蜂鳴器即會發出警報。123功能與指標31功能介紹本小車主要用于運送一些高危險品，以保證人的生命財產安全，它具有自動化程度高、應用靈活、安全可靠、無線操作、維修方便等諸多優點。研究內容主要是AGV導引技術、運動控制原理和無線通信技術。使用VB語言編輯人機接口界面，通過手動和自動兩種方式對小車進行控制。PC機和小車之間通過串口和無線通信模塊，將控制指令傳遞給小車。通過系統配備的攝像頭可以實時監測小車的位置，控制小車將危險物品運送到指定地點。AGV小車還配有電源電壓管理模塊，可實時監控小車電源狀態，及時更換電池，防止電池電壓由于消耗變低造成單片機復位，保證小車正常運行。車載溫度檢測裝置及人員監控裝置，對現場人員和危險品進行實時監測。小車可以根據各光電傳感器檢測到的信號自動尋跡，在事先設計好的工作線路上安全行駛。當小車周圍的溫度超過設置的閥值溫度時，即會發出報警聲。液晶模組上能夠顯示電源電壓、溫度、周圍是否有人等細節，以便各個工位進行處理。32主要技術指標抗干擾能力強，效率高，柔性高。要求AGV能夠按照編好的程序自動執行任務，運行要達到一定的精度，不能脫離預定的路線而造成設備損壞；在出現危險情況時能夠及時報警；運行路線施工量要小，路徑的修改方便，易維護，具有一定的柔性。134硬件系統設計41整體框圖單片機（MEGA16）電機驅動RS232PC機電池檢測無線模塊單片機（MEGA16）無線模塊A/D溫度、熱釋電報警USB攝像頭圖41整體框圖42車體設計421輪胎的選擇輪胎是小車行駛機構中的最重要的組成元件之一，直接關系到車輛的安全性和運行經濟性。如果不能正確地選擇和使用輪胎，不但會降低小車的各項性能指標，而且還會影響小車的行駛安全性，甚至會造成不必要的人員傷亡和財產損失。輪胎選擇的基本原則首先，根據軸荷計算輪胎的負荷能力和速度等級來確定輪胎的規格，這涉及到車輛的性能指標和行駛安全性。其次，根據車輛的結構特點、行駛道路條件、氣候等確定輪胎的結構（子午胎或普通胎）及輪胎花紋等來滿足車輛的通過性、行駛平順性、轉向特性等和輪胎的互換性及維護的方便性等要求，并估算經濟性。最后，再考慮輪胎的其他輔助要求，如輪胎貨源的穩定性及車輛管理方面的問題等。輪胎的力學性能輪胎的力學性能也是輪胎的重要性能指標，主要指輪胎的通過性能、緩沖性能和剛度。車輛在轉彎時如果輪胎的剛度不夠（即常說的“胎軟”），輪胎的14附著性能馬上變壞，車輛會出現轉向不足，偏離正常的行駛軌道，這種情況在高速行駛時最危險。一般來說，寬胎剛度較大，標準胎剛度較小。輪胎必須具有良好的緩沖性能，與懸架一起吸收和緩沖車輛的振動。總之，輪胎的選擇和使用要根據車輛的載荷、速度、道路條件、氣候環境來綜合考慮，才能保證小車行駛的安全性和經濟性。422車體的機械調校底盤高度一般來說，底盤的高度越低，車的轉向性能越好，行駛穩定性越佳。43實物圖圖42實物圖155軟件系統設計51晶振的配置ATMEGA16單片機可以設置內部晶振時鐘，為簡化電路，本設計選用內部時鐘，采用8MHZ的晶振，需要用PROGISP軟件對單片機的熔絲位進行燒寫。被校準的內部RC振蕩器提供固定的1/2/4/8MHZ的時鐘，這些工作頻率是在5V，25下校準的。內部RC振蕩器的工作模式如表51所示，按表51對CKSEL熔絲位進行編程可以選擇內部RC時鐘，此時將不需要外部元件，在使用這些時鐘時，應當是未編程的，即CKOPT1。當MCU完成復位后，硬件將自動地封裝校準值到OSCCAL寄存器中，從而完成對內部RC振蕩器的頻率校準。表51內部RC振蕩器的工作模式表熔絲位（CKSEL31）工作頻率范圍（MHZ）00011000102000114001008052ICCAVR集成開發環境IMAGECRAFT公司開發的ICCAVR是使用符合ANSI標準的C語言來開發AVR系列單片機的一種開發工具。ICCAVR是一個綜合了編輯器、工程管理器和C編譯器的基礎開發環境（INTEGRATEDDEVELOPMENTENVIRONMENT,IDE）。其可在WINDOWS9X/NT/XP下工作。ICCAVR采用工程項目管理方式，將源文件全部組織到工程中。文件的編輯（EDIT）和工程的構筑（BUILD）也在這個環境中完成。編譯錯誤顯示在狀態窗口中，并且當用鼠標單擊編譯錯誤時，光標會自動跳轉到編輯窗口中引起錯誤的那一行。工程管理器還能直接產生可以直接使用的INTELHEX格式文件。INTELHEX格式文件可被大多數的編程器所支持，用于下載程序到芯片中去。在編輯器安裝完成后，得到的是一個只可以使用45天的未注冊版本的集成開發環境。因此，應當對其進行注冊，首先啟動編譯器的集成開發環境（IDE），單擊菜單欄HELP/REGISTERSOFTWARE；然后，單擊CONTINUE按鈕進入注冊機界面，在注冊欄填入軟件的序列號對應得注冊碼，單擊LICENSE后完成編譯軟件的注冊。ICCAVR編輯器的使用首先，創建工程文件，從IDE的菜單“PROJECT”16中選擇“NEW”命令，在對話框中指定工程存放的文件夾以及工程名稱。在工程管理窗口中會出現三個子目錄，FILES、HEADERS、DOCUMENTS。然后，從打開已編輯好的源文件或直接在新建的編輯區內鍵入程序。在編輯窗口中單擊鼠標右鍵，在菜單中選擇“ADDTOPROJECT”命令，將源文件添加到工程中。最后，編譯源文件。從IDE的中選擇“OPTIONS”命令，在TARGET標簽下的DEVICECONFIGURATION單片機，選擇完成后點擊“OK”，并可在編輯區進行程序的編寫與修改。圖51為ICCAVR編輯器IDE界面。圖51ICCAVR編輯器IDE界面在程序編譯通過后，再單擊“PROJECT”菜單下的“BUILDALL”命令，編譯工程中的全部文件（FILE文件夾中的文件）。如果配置“INSYSTEMPROGRAMMING”對話框的AUTOPROGRAMAFTERCOMPILE項，通過自制的ISP下載線將編譯后的程序即可下載到目標板，完成自動下載過程。INSYSTEMPROGRAMMING對話框如圖52所示。17圖52INSYSTEMPROGRAMMING對話框53軟件流程圖系統硬件主要是由無線的接收、發送以及控制器組成，其中控制器是收發的核心，其程序的好壞直接影響著系統的可靠性與穩定性，系統軟件的程序流程圖如圖53所示。開始I/O口初始化串口、定時器初始化是否啟動小車是否有危險讀取汽車前方信息執行相應動作、信息轉發報警，處理數據執行相應動作返回NYYN圖53系統整體設計流程圖186模塊的設計61核心控制模塊的設計611ATMEGA16L單片機簡介單片機又稱微處理器是在一片硅片上集成了中央處理器（CPU）、數據存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM或者FLASH）、定時器/計數器以及多種I/O接口的單芯片型微型計算機。本設計所采用的單片機是ATMEGA16L單片機開發板。該單片機芯片由ATMEL公司于1997年推出的一款高端AVR單片機（ATMEGA系列）。它有內部接口豐富、功能齊全、性價比高、功耗低、生產技術高密度、擁有非易失性存儲等優點。1、功能特性概述AVRRISC結構；數據和非易失性程序存儲器；工作電壓和時鐘275V08MHZ2、引腳功能說明圖61為ATMEGA16單片機引腳配置圖。19PB0XCK/T01PB1T12PB2AIN0/INT23PB3AIN1/OC14PB4SS5PB5MOSI6PB6MOSO7PB7SCK8RESET9PD0RXD14PD1TXD15PD2INT016PD3INT117PD4OC1B18PD5OC1A19PD6ICP20PD7OC221XTAL212XTAL113PA7ADC733PA6ADC634PA5ADC535PA4ADC436PA3ADC337PA2ADC238PA1ADC139PA0ADC040PC0SCL22PC1SDA23PC2TCK24PC3TMS25PC4TDO26PC5TDI27PC6TOSC128PC7TOSC229AVCC30GND31AREF32VCC10GND11MAG16U3圖61單片機引腳配置圖1VCC為數字電路的電源，GND為地。2端口A（PA7PA0）作為A/D轉換器的模擬輸入端，是8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統時鐘還未起振，端口A處于高阻狀態。3端口B（PB7PB0）為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統始終還未起振，端口B處于高阻狀態。端口B也可以用做其他不同的特殊功能。4端口C（PC7PC0）為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統始終還未起振，端口C處于高阻狀態。如果JTAG接口使能，即使復位出現引腳PC5（TD1）、PC3（TMS）與PC2（TCK）的上拉電阻被激活。端口C也可以用做其他不同的特殊功能。205端口D（PD7PD0）為8位雙向I/O口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統始終還未起振，端口D處于高阻狀態。端口D也可以用做其他不同的特殊功能。6RESET為復位輸入引腳，持續時間超過最小門限時間的低電平將引起復位。7XTAL1為晶振反相放大器的輸入端和內部時鐘操作電路的輸入端。8XTAL2為晶振反相放大器的輸出端。9AVCC是端口A與A/D轉換器的電源。不使用ADC時，該引腳應該直接與VCC連接。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC連接。10AREF是A/D的模擬基準輸入引腳。612ATMEGA16L單片機最小系統ATMEGA16L單片機內含有FLASH程序存儲器和SRAM數據存儲器，故在一般情況下不需要擴展存儲器。在該單片機的XTAL1和XTAL2之間加上08MHZ的晶振，并通過20PF左右的電容接地為單片機提供工作時鐘，在9引腳加上低電平復位的復位電路并為單片機加上4060V電源后，ATMEGA16L單片機即可正常工作。以上三部分共同組成了ATMEGA16L單片機的最小系統。613RS232通訊協議1波特率9600BIT/S,8BIT,1位停止位,無校驗位2格式EBH地址，命令，數據長度，數據N，冗余EBH為幀起始位，以二進制表示為11101011地址設備的通訊代號，出廠時已設定好，用戶不能修改，同一型號的所有設備共用一個相同的地址。命令用十六進制數據代表的操作。數據長度發送或接收的信息字節數，它只包括數據1到數據N的個數。冗余用來判斷發送或接收是否正確的信息，在發送時由發送端計算，在回送信息中由設備自動計算。計算方法為冗余地址命令數據長度數1數N如果冗余EBH，則發送反碼，即冗余14H；若冗余有進位，則將進位取消只取低八位即可。例冗余2AH01H01HF3H11FH則將進位取消即為冗余1FH。21614無線通訊協議1協議說明通訊中，主機與從機之間采用嚴格的“一問一答”式的通訊機制A從機接收到主機發過來的數據后都要回復一個應答數據包，來告知主機接收到的數據是否正確。B主機接收到從機發過來的數據后都要回復一個應答數據包，來告知從機接收到的數據是否正確。2錯誤處理A通過2個機制保證協議楨的完整性I字頭0XAA,0X55。表示協議楨的開始。有這個字頭，可以將多個楨連續發送，主機或上位機和從機或下位機根據字頭來確定一楨的開始。II檢查校驗和是否正確。B如果從機應答超時500MS），主機或上位機重發，如再次超時，則放棄此指令。C如果從機返回數據錯誤校驗和錯誤、指令錯誤等，主機應重發3次。如仍然錯誤，則放棄此指令。D波特率19200BPS，8數據位，1停止位，CRC校驗位。E對于有符號數據，最高位為符，0為正，1為負，例如0X1016，0X9016。7結論與展望71結論基于無線控制的危險品拖運AGV小車自動化程度高，可以保障系統在人工測量定位尋軌引航的情況下，將危險貨物沿預定的軌道從起點運送到目的地，相對于固定的物料輸送線在占地最少的情況下，具有最大交叉能力。AGV的另一個特點是柔性好，自動化程度高和智能化水平高，AGV的行駛路徑可以根據倉儲貨位要求、生產工藝流程等改變而靈活改變，并且運行路徑改變的費用與傳統的輸送帶和剛性的傳送線相比非常低廉。歷時三個月的設計過程中，我邊查資料，邊在實驗室焊接小車的線路板。在焊接過程中，我感覺到即使是一個簡單的電路，要想很輕松的焊好，也不是很容易的事情。有時是“虛焊”的原因，有時可能是阻值選錯。這使我深深感22受到理論與實際間的差距。通過這樣的設計，提高了我的動手能力。72發展趨勢本作品在實際的用途上還有很大的發展空間，而且應用范圍還很大。總體可以概括為以下幾個方面。（1）在電機調速方面，可以再加上一個速度傳感器結合PID算法實現閉環的模糊控制，這樣小車的行駛將更加穩定。（2）在小車上可以加上軌跡記憶存儲的功能，這一功能在工業現場尤為必要。（3）在尋軌、測距、顯示、報警的基礎上可以加上語音識別功能，從而豐富人機交互方式，可以進一步實現操作的智能性。參考文獻1童詩白,華成英模擬電子技術基礎M高等教育出版社,20042康華光電子技術基礎數字部分M高等教育出版社,20063劉海成AVR單片機原理及測控工程應用基于ATMEGA48/ATMEGA16M北京航空航天大學出版社,20084張軍,宋濤AVR單片機C語言程序設計實例精粹M電子工業出版社,20095馬潮AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐M北京航空航天大學出版社,20076周興華手把手教你學AVR單片機C程序設計M北京航空航天大學出版社,20097魏崇毓無線通信基礎及應用M西安電子科技大學出版社,2009238劉同法單片機外圍接口電路與工程實踐M北京航空航天大學出版社,20099索雪松,紀建偉傳感器與信號處理電路M水利水電出版社,200810國林等數據通信基礎M清華大學出版社,200611呂廣明工程機械智能化技術M中國電力出版社,200712李玉民物流技術與裝備M上海財經大學出版社有限公司,200813孔令中現代物流設備設計與選用M化學工業出版社,200614張鐸,鮑新中倉儲規劃與技術M清華大學出版社,200215徐正林,劉昌祺自動化立體倉庫實用設計手冊M中國物資出版社,200916陳立元,范逸之,廖錦棋VISUALBASIC2005與自動化系統監控（串并行控制）J清華大學出版社,2008121517寧煥生,王炳輝RFID重大工程與國家物聯網M機械工業出版社,2009附錄1電路原理圖24PB0XCK/T12AIN3O4S5M678RE9DLGFVUMEGAW下YP2程序INCLUDEINCLUDEDEFINELCD_EN_PORTPORTA/以下2個要設為同一個口DEFINELCD_EN_DDRDDRADEFINELCD_RS_PORTPORTA/以下2個要設為同一個口DEFINELCD_RS_DDRDDRADEFINELCD_DATA_PORTPORTA/以下3個要設為同一個口DEFINELCD_DATA_DDRDDRA/一定要用高4位DEFINELCD_DATA_PINPINADEFINELCD_RS1PA2/0X04PORTA2OUTDEFINELCD_EN1PA3/0X08PORTA3OUTDEFINELCD_DATA1PA4|1PA5|1PA6|1PA7/0XF0PORTA4/5/6/7OUTEXTERNVOIDLCD_INITVOID25EXTERNVOIDLCD_EN_WRITEVOIDEXTERNVOIDLCD_WRITE_COMMANDUNSIGNEDCHARCOMMANDEXTERNVOIDLCD_WRITE_DATAUNSIGNEDCHARDATAEXTERNVOIDLCD_SET_XYUNSIGNEDCHARX,UNSIGNEDCHARYEXTERNVOIDLCD_WRITE_STRINGUNSIGNEDCHARX,UNSIGNEDCHA