信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS
2020 (Sum.No205)
2020年第1期
（总第205期）
追光式太阳能小车智能控制系统
姜涛，张倩，禹博，付子宁盧路通演金，王一荻
（沈阳工程学院，辽宁沈阳110136）
摘要：新能源是未来发展的方向，把光伏发电和智能小车相结合，可以提离太阳能发电效率和增加能源供给。本文设计了一种基于太阳能供电的智能小车模型，系统可以实现自动向光运动、自动避障、光伏发电等功能。整个系统由单片机贡责小车的运动控制，采用驱动芯片控制步进电机工作，应用光敏电阻、红外等传感器采集光照和路障等环境信息，通过单片机的控制决策，实现信号处理、运动控制和光伏发电等功能，本设计是新能源小车的典型模型，有很大的现实意义。
关键词：太阳能；小车；单片机；智能控制
中图分类号:TP368文献标识码:A文章编号：1673・1131（2020）01-0095-02
0引盲
随着汽车自动化水平的提高和人工智能技术的产生，新
一代智能汽车的发展已成趋势叭目前，比较先进的智能汽车
已经可以将各种路况信息输入到控制系统的微型计算机中，
通过计算机的指令来控制汽车完成自动驾驶等动作。同时,通用自动驾驶汽车
目前全球石油资源紧缺、能源消耗不断增高、全球气温变暖引
发的海平面不断升高引起的各种环境问题，新能源的开发与应用已全面展开叫因此决定了未来的电子产业必定朝着智能化、新能源的方向发展。
太阳能是目前最为清洁的能源，对人类来说是一种新能源叭此次我们设计的追光式太阳能小车智能控制系统的能源来自于太阳能，将太阳能转换为小车提供动力的电能。将光伏发电系统加载在电动小车上，通过自动跟踪算法，寻光源的最佳位置充电，也可以为小车提供电源，在小车运动过程中可以躲避障碍。
1控制系统组成
智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统叫融合了计算机、传感、通信、人工智能及自动控制等技术。本项目开发的追光式智能小车综合利用红外传感器、超声波、光传感器等多种检测方式，在太阳能供电技术配合下，实现具有自动寻迹、障碍物探测以及追踪光点等功能的追光式智能电动车，设计出太阳能小车的智能化模型。
追光式太阳能小车以信号检测和运动控制为主要研究内容，并由光伏发电提供电能，系统主要包括光伏发电平台、核心控制系统、电机驱动控制、光源检测和障碍物检测等模块。太阳能板接收到光能转为电能存储到蓄电池中，传感器检测到光信号送单片机判别光源位置，单片机发送控制指令驱动电机动作使小车运动，并通过超声波实时监测路障，保证小车安全运行。
打开电源，小车启动，小车会根据光源位置进行追光运动，太阳能板会根据光敏传感器模块自动正对光源充电。当在运动过程中遇到障碍物时，小车会根据避障算法来选择左转或右转，以便避开障碍物。在避开障碍物后，小车会继续寻光前进。同时，太阳能板需要时刻都正对光源，保证充电效率，并能由LCD显示系统运行状态。到达光源所在位置，小车会自动停车充电。
图1追光式太阳能电动小车系统框图
1.1路障检测模块
路障检测采用红外传感器设计实现。检测电路采用红外发光管与接收二极管成对使用，发光管发射具有一定频率的红外波，红外接收管能够接收这种频率的红外波，当传感器的检测方向遇到障碍物时，会将红外光反射回来被接收管接收，经过信号处理电路后，将信号返回给mt理臧行路障位釧别，利用红外波的反射信号来识别路况环境的变化，确保运行安全。
若红外接收管未接收到发出的红外光，接收骨会导通，正向输入的电压将会小于参考电压值，通过LM393电压比较器进行比较，输出低电平。如果红外接收管接收到了红外光时，接收管不导通，正向输入电压大于参考电压值，通过电压比较器进行电压值的比较输出高电平，单片机可直接对接收到的信号进行判断是否检测到障碍物，并通过对检测到的信号进行分析来决定小车的运动方向。
1.2电机驱动模块
小车采用步进电机带动车轮运动，步进电机是将电脉冲的信号转变成为角位移或线位移的开环控制元件叫步进电机是具有快速启停能力、动作精确地的电机，步进电机的转换精度高、驱动电路简单，非常适合精确的定位控制系统。电机的启停的位置和转速，受控于脉冲信号的个数和频率，即给步进电机一个脉冲信号，步进电机则转过一个步距角。小车动力系统中单片机发送控制指令给驱动芯片，由驱动芯片直接控制电机，使用的驱动芯片采用L297和L298N，此类驱动芯片是具有高电压、大电流的全桥驱动芯片。选择该芯片作为电机驱动，具有稳定性好、响应频率高、控制字简单的特点。
1.3光伏发电模块
光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳辐射直接转换成电能的新型系统，太阳能板接收光照，产生光电流，将电能储存在蓄电池中。储存的电能可以通过
收稿日期：2019J（M4
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