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项目信息
项目名称:基于FPGA的嵌入式智能监控小车  
英文名称:FPGA-based embedded intelligent control car 
项目信息:
应用领域:汽车
设计摘要:
本项目是基于FPGA的嵌入式系统的智能监控小车。智能监控机器人是近年来机器人应用工程中一项前沿性的题目,智能化探测监控小车是智能行走机器人的一种。现阶段的智能小车大多数存在一些问题,比如控制速度慢,不灵活,反应慢,研究成本高等等,本项目的智能监控机器小车就是针对上述情况,在参考了目前大多数智能小车的基础上,以降低成本和提高运行速度等为原则设计的。小车具备温湿度和环境监测、无线通信、躲避障碍物、无线遥控、语音控制、移动终端和PC端控制等功能。通过FPGA(快速并行运算处理,成本适中)嵌入式系统,达到智能控制,快速响应的目标
系统原理和技术特点:

一、系统结构及硬件设计
   
整个系统由发送端(智能小车部分)和接收端(控制台:控制和显示部分)组成,如图1所示。系统由传感器系统、动力及转向系统、摄像头传感器模块、LCD显示模块、温度和湿度测量电路模块和电源模块等组成,整个系统的控制核心以可编程逻辑器件FPGA为核心。


1) 电源模块
   
小车安装了一块7.2V的充电电池,经过稳压电路分别为FPGA开发板(FPGA控制电路)和小车运动提供能量,电池置于车身中部。
2) 传感器系统
   
系统采用了多个红外对射传感器,通过FPGA来检测传感器信号实现小车躲避障碍物的功能。系统还采取摄像头传感器拍摄,收取环境图片,摄像头采取CCD摄像头。

3) 动力及转向系统
   
本小车是双电机驱动。驱动电路采用了H桥式的大功率直流电机驱动芯片BTS7960,满足大功率电动机的要求,外围电路简单,同时,由于该芯片为双路桥式结构,分别控制左右电动机,增加了电路的可靠性,减少了复杂性。电机控制采用PWM脉冲宽度调制方式来控制汽车的前进速度。PWM信号送入电机驱动芯片的控制端来调节速度。
4) 小车自动避障系统
   
小车自动避障系统采用Verilog HDL语言编写驱动电路。
5)小车的人工控制
   
小车的人工控制由无线模块所发送过来的指令作为电机的控制指令,实现了对小车的无线控制。
6) 温度和湿度测量
   
在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器DS18B20  采用HS1101湿度传感器,具有响应速度快,工作温区宽(-40+100
),测量范围大(0%~100RH),可靠性高,稳定性好,功耗低,外围电路简单等优点。
二、软件设计和调试

FPGA部分采用Verilog HDL语言编写;
    PC
端控制部分采用QT界面编程编写。

其他部分采用嵌入式C语言编程。

 

系统框图.jpg
系统框图:系统框图.jpg
软件流程介绍: 软件流程图.doc [30 KB]
计划书:基于FPGA的智能监控小车.doc [105 KB]
当前项目状态: 正常执行
参赛信息:
指导老师姓名: 曲超
指导老师职称: 助教
学校: 华南师范大学
研究方向: 信号与信息处理
参赛情况: 第三届OpenHW开放源码硬件与嵌入式大赛
需求信息:
拟采用的平台:Atlys Spartan®-6 FPGA 开发套件
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
暂无发布的版本信息   了解目前项目的开发进度
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