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“智能环保公交车系统”获安徽省第五届大学生电子设计竞赛一等奖

发表时间:2011-04-18 阅读人次: 文字大小: [ ]

                                                              “智能环保公交车系统”获安徽省第五届大学生电子设计竞赛一等奖

万博体育机电工程系08级应用电子技术专业李学忠、邱伟民、任继文三位同学,在刘伟、林开司老师的引导下,于20109月参加安徽省第五届大学生电子设计竞赛,制作的“智能环保公交车系统”获得高职高专组一等奖。

该智能环保公交车系统能自动寻黑线行走,到达公交站台前自动播报语音,到达中途站台时自动停车、按时起步,到时终点站时自动停车,语音播报整个行程的时间和路程,并利用NOKIA5110液晶显示到达每个公交站时的站名、停靠站台倒计时时间、行驶路程和时间、当前环境的温湿度值、数码管实时供电系统的电压大小。另外本系统还增加了三种中途站给公交车充电方案:稳压电源充电、锂电池充电、太阳能电池充电。本设计分为单片机控制模块、循迹模块、电机驱动模块、WT588语音模块、NOKIA低功耗液晶显示模块、电源模块等,通过各个模块的组合,采用了最优的设计方案,低功耗的设计,最终完成系统的全部功能。

公交车在环保方面要求节能环保型的清洁能源,为此,采用大容量电容(超级电容)代替传统的电池给公交车供电,公交车在停靠站期间可以补充动力。超级电容与电池相比,具有超低串联等效电阻、超长寿命、充放电时间短、无记忆效应、温度范围宽、环保无污染等优点。另外,为保证供电的可靠性,采用太阳能电池为公交车补充动力。

该设计以STC89C52单片机为核心,通过采集红外光电传感器的信号,来控制公交车电机的转动情况,达到寻迹的目的,同时单片机可以控制WT588语音模块在适当的时候播报相应的语音,并在NOKIA5110液晶显示相关的信息:站台名,行驶的时间、路程、倒计时、温湿度值。

该设计的硬件电路包括:单片机主控单元电路,电机驱动电路,语音模块电路,寻迹模块电路。            

单片机主控单元电路包括单片机电路、复位电路、晶振电路、电源、单片机IO扩展接口、NOKIA5110接口,温湿度传感器AM2301接口。该电路作为本设计的核心,采集传感器的信号后,经过处理、运算,从而正确的、按规定要求来控制外部对象。

    电机的驱动采用SGA-THOMSON Microelectronics所生产的双全桥步进电机专用驱动芯片(Dual Full-Bridge DriverL298N,内部包含4信道逻辑驱动电路,是一种二相和四相步进电机的专用驱动器,可同时驱动2个二相或1个四相步进电机,内含二个H-Bridge的高电压、大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V/2A以下的步进电机。通过光电耦合器将它的输入和使能端连接到单片机的控制端口上,进而起到光电隔离的作用,而且可以通过调整IN1IN4的占空比来控制电机的转速。

W588D是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。高度集成的

单片机技术足于取代复杂的外围控制电路。配套WT-APP上位机操作App可随意更换W588D语音单片机芯片的任何一种控制模式,把信息下载到存储器即可。      

寻迹电路主要包括红外光电传感器和LM339电压比较器两个部分。本设计使用反射式红外光电传感器,检测到黑线时,发射管发出的红外光完全被吸取了,接收管接收不到红外光,因此输入到LM339的正输入端的电压是高电平,此时LM339输出端输出高电平,反之亦然,单片机通过识别此引脚的电平变化来控制电机的工作状态。                                                                  

本设计的App功能主要包括公交车的寻迹,经站台时提前播报语音,到达B站台时及时停车,倒计时30秒,倒计时结束时自动起步,寻迹,找C站或是找D站,停车。

本智能环保公交车系统的设计,采用了非电池的法拉电容供电,这种设计思想对当前大力推行新能源技术,倡导低碳经济具有很好的借鉴作用。

 

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