基于CORTEX—M3的智能避障小车设计与实现

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  摘 要:随着智能技术的发展及运用,为智能产品的研发提供了技术支撑。其中智能避障小车便是在利用高新技术的条件下,取得的一项技术成果,在智能汽车上有较好应用。本文主要围绕CORTEX-M3硬件平台介绍、系统软件介绍、超声波测距模块的调试、硬件调试等方面展开讨论,详细分析了基于CORTEX-M3下的系统硬件及软件设计,在该系统作用下,使得小车能自觉避开障碍物,达到智能避障的设计目的。
  关键词:CORTEX-M3;智能避障小车;超声波测距
  前言:由于城市人口密度较大并且道路交通量较大,将一定程度增加道路通行安全风险。在对不同地区交通事故发生原因进行统计分析后,能发现大多安全事故是由于驾驶员在危险情况下应急能力较差造成的。如果能提高驾驶员的危险识别能力,则能有效减少交通事故发生概率。因此,有必要加强对智能避障系统的研究,将该系统结合到汽车设计中,能促使汽车智能规避障碍物,体现出一定的研究意义。
  一、基于CORTEX-M3的智能避障小车系统的硬件及软件设计
  在对CORTEX-M3基础上的智能避障系统内的软硬件设计进行分析时,可主要从以下角度出發展开探讨:首先,对于CORTEX-M3硬件平台来讲,其中主要包括电源模块、复位模块以及JTAG模块等[1]。在电源模块设计上,通常控制工作电压在2V-3.6V范围内,由系统内部的电压调节器为系统运行提供电源。当利用JTAG进行供电时,则内置滤波将限制系统内的瞬态电流,为系统提供其需要的电压。对于复位模块而言,本系统主要采用STM32芯片,由于其内部复位电路良好,只需要采取电容电阻方法来设置外部复位电路。当系统内部运行混乱时,可通过手动按键恢复芯片正常工作。而对于JTAG模块来讲,可采用SWD/JTAG作为调试接口,能系统安全运行提供保障。
  其次,从系统软件介绍角度出发,在CORTEX-M3基础上的智能避障系统,它的软件编程主要包括连接器、翻译器、库管理等,需要在全面考虑上述编程内容的条件下,获取较完善的软件研发方案,并在集成开发环境下将软件设计部分结合起来。其中Keil开发环境可作为有效的软件研发平台,在这个平台作用下,能为不同类型芯片的生产提供基础条件,进而完成软件编译、代码生成以及仿真等功能。一般选择利用C语言来进行编程操作,可在运用该数据语言数据处理能力的基础上,保证软件开发取得预期效果。C语言编程应用范围较广,在二维、三维动画制作及软件编写等方面有较好适用性,使其在智能避障系统设计上有一定运用价值。在实际系统软件设计阶段,借助C语言得到的单片机需要经过Keil软件对其进行编译后,才能将单片机应用到智能避障系统中。
  二、系统测试
  (一)超声波测距模块的调试
  以CORTEX-M3为基础得到的智能避障系统,其中的超声波模块主要包括4个脚,分别是GND、VOC以及超声波信号的发射及接受接口等。在进行线路连接操作时,需要引出四根导线,将各个导线分别与系统内部对应引脚连接起来,之后烧制完成测试程序。在对本文设计的智能避障系统进行功能模块测试时,可得出超声波测距子模块正常运营的测试结果。在该模块作用下,能促使超声波精准测出小车与障碍物间距离,进而实现智能避障的设计成果。如果在模块测试阶段发现其中存在功能问题,则需要技术人员能根据测试结果,合理调试功能模块,以便确保智能避障系统良好运行。
  (二)硬件调试
  在进行系统内硬件调试时,需要细致分析程序设计结果与具体调试结果不一致的原因,并能在对问题产生原因有明确掌握的情况下,达到预期的系统设计效果[2]。例如,在调试过程中,如果存在控制开关作用下出现多次短路现象的问题,可再次利用电池来驱动电机,这种情况下电机将正常转动,而在将电机运用到系统中后,可能出现功能模块不发生反应的问题,可将产生这一故障现象的原因是假定为功率不够,之后需要再次针对可疑原因进行深入验证,以便保障系统功能正常发挥。在具体硬件调试阶段,需要按照以下步骤进行调试工作:首先检查设计原理图连接情况;之后借助检测仪器判断线路中是否存在虚焊、短路等现象;检查电路板焊接位置与原理图是否一致;在完成上述步骤后,应依次调试各个功能模块,措施各模块运作情况。通过合理开展硬件调试环节,能确保智能避障系统设计理念的有效落实,确保系统各功能的实现,进一步发挥智能避障系统在汽车制造行业中的重要应用意义。
  结论:综上所述,基于CORTEX-M3的智能避障系统,在汽车领域有较大应用优势,为了充分发挥这一系统的运用价值,本文主要从系统设计及实现等方面着手,针对系统硬件平台及软件系统进行了阐述,从而为智能避障系统的合理设计提供借鉴。通过对系统进行超声波测距模块调试以及硬件调试等,能保障系统设计有效性,进而为汽车行业发展注入活力。
  参考文献
  [1]艾皖东,卢浩.基于导航系统的自动寻迹智能小车研究[J].汽车技术,2018(05):1-5.
  [2]李佳庆.基于Cortex-M3的GPS导航智能车模型的设计与实现[D].河北工业大学,2015.
  作者简介
  陈密钦(1996-),女,福建省莆田市,民族:汉;职称:学生,学历:本科。研究方向:物联网方向。单位:莆田学院信息工程学院计算机科学与技术。
  (作者单位:莆田学院)
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