物流搬運校車系統整體設計案例綜述目錄物流搬運校車系統整體設計案例綜述 11.1系統整體設計方案 11.2物流小車傳感器模塊選型 21.3主控芯片選型 21.4小車結構設計 51.5系統編程軟件選型 5模塊控制物流搬運小車移動，如圖1.1所示。本次系統共用到了PYAI-K210開發通過串口發送給stm32最小系統板。電源模塊負責去為PYAI-K210開發板和的結果。功率驅動模塊負責接收stm32最小系統板所發出的PWM信號，通過驅塊stm32最小塊塊圖1.1基于AprilTAG物流搬運小車的系統框圖物流小車傳感器模塊主要的任務是檢測與識別AprilTAG,在本系統中對于傳感器模塊的選型有兩種選擇：星瞳科技的Openmv和01studio的I/O引腳輸出電壓都是3.3V,而且能夠耐受5V的電壓。其攝像頭模塊可以拆卸下來，并且能夠允許很多不同的感光元件來進行連接。它除了可以進行AprilTAG檢測識別之外，還可以進行人臉檢測，顏色追蹤，二維碼條形碼的識PYAI-K210則是由01studio所研發，基于嘉南科技設計的芯片K210,它內部采用了RISC-V處理器的架構，及機器視覺、機器聽覺于一體，可以廣泛地應用于許多場景中，擁有自主的IP內核，其可編程能力強，PYAI-K210擁有雙核64位的處理器，內部配置了許多硬件加速的單元如KPU、FPU等，并且其KPU可以運行現有的各種AI算法模型和自己訓練的各種算法模型，而且支持各種機PYAI-K210的主要原因是其算力強，甚至高于了樹莓派和JetsonNano,而且其價格更加實惠，性價比更高。雖然兩者都沒有GPU的單元，但是PYAI-K210有一塊KPU來為神經網絡單元加速，在低功耗的情況下其內部的KPU也能夠完成說是跑車了，其集高性能和高性價比于一體，所以本次系統的傳感器模塊選擇該最小系統板負責接收串口發來的數據，進行處理，然后生成PWM信號。對于作為應用非常廣泛的一個8位單片機AT89C51,它擁有近乎非常完善的總線芯片中因價格和性能脫穎而出。該單片機和51單片機的信息指令系統能夠相互據存儲器。AT89C51芯片其自身的優越性更加展現在對于一般E寫入時間與字節擦除時間都是10毫秒，就實時系統而言，這是不可能在短時間內完成的任務而本芯片的EEPROM卻可以很短的時間強，能夠容易地進行過靜放電、群脈沖等測試。但是它的AD、EEP雖說其I/O引腳使用起來相對簡單方便，但是它最大的軟肋高電平時無輸出能力作為高性能、高速度、低功耗的8位單片機ATmega16,它省去了關于累加器A的結構，而通過其R16-31寄存器來代替了累加器A的功能。在ATmega16中，并沒有上者所說的51單片機運行速度過慢的雙數據指針，ATmega16是通過16位寄存器來實現了數據指針的一系列相關功能，并且內部配置了三個16位寄量或者先減量操作，而在上者51單片機中，所有的邏輯運算都需要放在累加器A中來進行處理運算，而ATmega16卻可以在隨意兩個寄存器之間任意進行，完全節省掉了在累加器A中的反復折騰，憑借這些就可以在上者AT89C51單片機以在執行本指令的功能的同時去完成即將到來的指令的讀取動作。但是在ATmega16單片機的32個通用寄存器中，擁有了16個不能夠直接進行立即數操操作的51單片那樣，所以其通用性比較差。其優點使得ATmega16在市場上一直在進行增長，但占有率還是不如51單片機。RAM和32字節的存儲器，兼具著嵌入式Flash和64K的SRAM,能夠及其方便的強大，比如自帶PWM模式、輸入捕獲、編碼器模式等等的功能，通過內部定時器甚至可以配置多到16個外部中斷，另外它還支持IC、DMA、以太網等外設，而對于51系列單片機來講對于這些外設功能的實現只能通過CPU指令控制引腳的高低電平變化來進行模擬，多任務模式非常的占用CPU內部資源，并不就是它暫時還沒有內部集成EEPROM,但可以使用其嵌入式Flash的IAP功能去1.4小車結構設計小車的車體結構設計是選擇了一種差速驅動的結構模式，利用兩個相互獨立的電機來對小車的啟動停止和方向進行控制。在小車的前方位置設置了一個萬向輪來使小車保持平衡并能夠自由的轉向，從這樣的結構來看，本次物流搬運小車結構設計簡單，控制起來相對方便，只需要控制兩個輪子的轉動速度就可以控制小車進行左右轉向。車體結構如下圖1.3。輪1.5系統編程軟件選型小車的傳感器模塊負責調用攝像頭進行AprilTAG的掃描識別，PYAI-K210開發板的通信接口模塊負責將識別的結果通過串口傳送給stm32最小系統板，其中這兩個模塊的編程我選擇了MaixPy,它能夠將Micropython下載到K210開發板上，MaixPy不但能夠支持單片機的常規操作，而且軟件集成了硬件加速的AI機器視覺算法以及麥克風陣列等一系列相關的算法。小車剩余模塊的編寫全是用了Keil4軟件進行編寫，作為在單