摘要：在过去的家庭卫生清理中，人们只能依靠扫帚、拖把等传统工具进行清洁工作，这不但耗费人力，而且对于一些工具无法触及的位置往往不能清理干净，清洁区域难以覆盖整个家居空间。而智能清洁小车可以克服人工清洁的缺点，通过智能控制感知环境信息，完成家居环境的自动清洁任务，减轻人们的生活压力，使得人们从繁重的家务中解脱出来。

本文基于Arduino单片机设计了一款智能清洁小车，由ATmega328P微处理器模块、L293D电机驱动模块、LEAS1红外避障模块以及光敏电阻模块组成。利用红外避障模块检测小车行驶路径前方的障碍物，利用光敏电阻模块检测光线强度突变的边缘。以Arduino单片机为微处理器控制小车的速度及转向，从而实现沙发或床底的遍历清洁任务。最后，本文通过设置情景的方式，模拟沙发或床底。经过测试，确定小车可以实现遍历清洁任务。实验结果表明，本设计符合项目需求，能够在沙发或床底等特殊场景下完成清洁工作。

关键词：智能小车  避障  Arduino单片机  清洁小车

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 研究背景和意义-1

1.2 研究现状-1

1.3 本项目的研究内容-3

1.4 本章小结-4

2. 系统总体方案设计-5

2.1 功能需求分析-5

2.2 设计原理-5

2.3 方案论证-6

2.3.1 小车避障传感器的选型-6

2.3.2 光强检测传感器的选型-8

2.3.3 驱动电机的选型-8

2.3.4 控制器的选型-9

2.3.5 电源的选型-10

2.3.6 清洁装置的选型-10

2.4 总体方案-11

2.5 本章小结-12

3.-系统的硬件设计-13

3.1 系统硬件电路总体设计-13

3.2 单片机最小系统-13

3.3 电机驱动模块-14

3.3.1 H桥电路-14

3.3.2 L293D芯片-15

3.4 传感器采集电路设计-16

3.4.1 避障传感器采集电路-16

3.4.2 光敏传感器采集电路-17

3.5 电源模块-17

3.6 串口通信模块-18

3.7 本章小结-18

4. 软件设计-19

4.1 主程序设计及流程图-19

4.2 小车运动控制程序设计-20

4.3 传感器采集程序设计-22

4.3.1 避障模块采集程序-22

4.3.2 避光模块采集程序-22

4.4 本章小结-23

5. 实验测试-24

5.1 小车直行测试-24

5.2 小车避障测试-25

5.3 小车避光测试-25

5.4 障碍物判别测试-26

5.5 本章小结-27

6. 总结与展望-28

6.1 总结-28

6.2 展望-28

参考文献-29

附录-30

附录一 原件清单-30

附录二 原理图-31

附录三 程序-32

致谢-37