智能光电技术精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的智能光电技术主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：智能光电技术范文

(一)提高学习能力。当前，知识更新日新月异，技术变化一日千里，不学习，不加快步伐学习，就会在知识更新的高速路上被落在后面，甚至被淘汰。学习有三种境界，把学习作为工作的一部分是第一种境界，把学习作为生活的一部分是第二种境界，把学习作为生命的一部分是第三种境界。不同的境界，成就不同的人生，作为中层管理干部，岗位上是领导角色，业务上是中坚力量，工作中既需要思路谋划又需要实际操作，必须通过持续性学习来增长知识、增加智慧，不断学习和掌握新的知识和技能，不断增强自身本领。

(二)提高实践能力。学习的目的在于指导实践，要将学习成果转化为发现问题和解决问题的能力，转化为实际工作的成效。烈火炼真金，实践长真知。领导干部提高实践能力，非一日之功，而是一个长期培养锻炼的艰苦过程。要在“游泳中学会游泳”，在实践的摸爬滚打中深化认识、增长才干，不断提高决策和参与决策的能力。

(三)提高素质|创新能力。技术工作更新节奏快，必须深刻认识当前发展的阶段性特征，紧跟时代脚步，创新工作机制，科学分析新情况新问题，研究新思路新举措，充分发挥好中层干部素质|的中坚力量。在学习实践中，要不断总结新鲜经验，找准上级决策精神与广电技术工作的结合点，把实施决策的原则性和解决问题的灵活性统一起来，提出切实可行的实施思路和具体措施，创造性地开展工作。

二、全面提高中层干部能力素质要打牢三个根基，做业务上的精通者

(一)打牢理论根基。政治理论是行动的指南，要坚定政治立场，不断运用理论武装头脑，形成正确的世界观、价值观，增强明辨是非的能力和刚正不阿的品质;业务理论是干事创业的基石，必须真学、真懂、真用，才能掌握广电技术发展前沿资讯，敏锐地捕捉稍纵即逝的业务发展机遇，科学、及时、准确地制订发展规划。政治理论和业务理论二者不可偏废。

(二)打牢业务根基。工作人员业务能力的高低，对数字化、网络化的接受程度，对新技术的掌握和使用都直接影响和制约着安全播出和事业发展。作为技术单位的中层干部，尤其要坚持业务立身，在技术领域独当一面，才能在激烈的竞争中脱颖而出，才能带领职工有所作为。

第2篇：智能光电技术范文

【关键词】智能光网络ASON

随着人们对信息需求的不断增加，传统光网络已显现出数据业务带宽分配不灵活，传送效率低等弱点。智能光网络作为一种更加高速、安全、且高效地支持大容量数据业务的新型网络，就应运而生。

一、智能光网络的特点

随着光网络中密集波分复用的广泛应用、波长数目的不断增加，对网络带宽资源的管理和利用变得越来越重要。人们开始对光网络植入“智能”，通过软件使光网络的资源形成动态配置，使得光网络的核心由环结构向网状结构发展，把一些原来是人工操作的业务变成自动提供。当复杂的光通道路由功能和交换功能引入到智能光网络，提供端到端的特色波长服务的关键将是嵌在光网络中的智能交换。这种需要推动了智能光网络的发展，以智能化光交换为基础构建新一代光传输网，使光通信产业进入又一个新阶段。

目前ASON代表了智能光网络的主流方向，它可以极大地增强光传送网络的生存性、扩展性和灵活性。总体来说，ASON具备两大主要特点：①由用户实现连接的建立、修改和删除；②完善的网络生存技术。控制平面是ASON中最具特色的部分。

标准化研究：国际上智能光网络标准化研究主要由3个组织在进行―――因特网工程任务组、国际电信联盟远程通信标准化组织和光网络互连论坛。这3个组织的研究方向各有侧重，其中，OIF的用户网络接口协议是目前制定得最为完善和成熟的业界标准协议。它不仅制定了一整套切实可行的UNI信令协议（资源预留协议或标签分发协议），控制信道的实现（随路信令、非随路信令和准随路信令）和维护，以及相应帧封装标准，而且还提供了一套业务发现和拓扑发现机制。

实施情况：随着ITUL、OIF和IETF等组织逐步完成标准的制定和ASON技术的不断发展，ASON技术已在长途传送网与城域骨干传送网上获得应用，并已经应用到骨干层中各种业务数据的传输。以往ASON的管理能力仅能覆盖十几个到几十个网元，现在ASON网络的管理能力已经突破了100个网元的水平。

二、智能光网络标准最新进展

智能光网络的分层体系结构及研究进展：我们分别从构成智能光网络ASTN/ASON的三个逻辑平面：即传送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP）的角度来探讨光网络的智能性。

1.传送平面。传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成。主要完成连接/拆线、交换（选路）和传送等功能。为用户提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送，同时，还要传送一些控制和网络管理信息。目前，传送网中的”智能”只集中在统一的网管上，而构成传送网主体的网元则只是一些被动的调度单元。与之迥异的是ASON的传送平面具备了高度的智能，这些智能主要通过智能化的网元光节点来体现。现在研究倾向认为，这些网元是一些具有OXC结构的波长路由器，并具备MPLS信令功能。这种结合了第三层IP路由与第一层光交换功能的网元，可对路由功能和转发功能进行分离。2.控制平面。光网络智能化的关键之处就在于同现有的传送网络相比，引入了一个控制平面。ASTN/ASON智能光网络内的呼叫控制和连接控制的功能都是由控制平面完成的。控制平面由信令网络支持，由多种功能部件组成，包括一组通信实体和控制单元及相应的接口。这些功能部件主要用来调用传送网的资源，以提供与连接的建立维持和拆除（释放网络资源）有关的功能。而这些功能中最主要的就是信令功能和路由功能。3.管理平面。管理平面对控制平面和传送平面进行管理。在对光传送网及网元设备进行管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。由于ASTN/ASON在传统光网络的基础上新增了一个功能强大的控制平面，这也给智能光网络的管理带来了一些新的问题。这些问题集中表现为以下三个方面：（1）路径管理功能：该项功能要求在多运营商环境下，为了完成网络管理功能，必须统一规范路径建立控制结构，即对控制平面的同一管理域（AD）内光通路的建立以及不同管理域之间光通路的建立进行统一的规范。（2）命名和寻址：由于命名和寻址涉及到用户域名和业务提供者域名之间、以及层网络名之间的翻译和转换。因此在ASON智能光网络环境下，对命名和寻址的要求主要有名的独立性和名的唯一性。（3）网管平面与控制平面的协调问题：由于ASON智能光网络的3种连接类型有的是由网管系统建立的，有的是由信令系统动态建立的，有的则是由两者共同合作建立的，因此需要研究网管平面和控制平面之间的结合问题。此外，控制平面和管理平面都要维护一定的网络状态信息，它们之间如何协调和配合也是一个重要的研究课题。

三、智能光网络的发展及关键技术

1.关于智能光网络的生存性。智能光网络的生存性是网络的生存性的关键技术之一。网络的故障恢复包括保护和恢复―――保护是利用节点之间预先分配的带宽绕过网络故障，而恢复是在发生故障后，利用节点问的可用资源动态地进行重路由来替代故障路由。ASON的特殊性在于比传统光网络多了一个控制平面，利用控制平面可以对网络实施动态的资源配置，并对业务故障进行动态重路由恢复。2.传统网络与智能光网络的结合。由于网络的覆盖面太广，考虑到网络业务的连续性，网络的发展只能逐步推进。实际上，在光网络从传统向智能转变时，并不是抛弃以前所建的网络另搞一套，而是一个步进的融合过程，尽可能保护了原有的资源。目前，基于SDH的ASON设备和网络应用仍是主流。该接入方式确保了整条端到端业务均得到保护，其中流经SDH网络部分采用传统保护方式，ASON部分则采用智能保护方式。在传统的SDH网络部分，如发生网络故障，系统按照配置的SDH环网保护类型进行倒换；如果故障发生在ASON网络部分，系统按照配置的服务等级进行倒换或者重路由恢复。传统光网络与ASON边缘的节点承担了由传统网络与智能网络瓦联互通的关键工作，节点本身故障将可能成为网络保护和恢复的瓶颈，需要在今后的研究中予以解决。3.路由计算。路由技术对网络智能化起着相当关键的作用，是实现控制平面功能的核心技术。ASON技术引入控制平面后，它能根据用户和业务的需求提供不同类型、灵活的连接方式，并通过路由和信令协议的交互，实现自动、快速的连接建立功能，实现网络资源实时按需分配，使网络的规划和设计与传统的SDH网相比产生巨大变化。采用分层路由可以提高网络的灵活性与可扩展性，但是人工网络规划将不可用，所以需要智能光网络规划软件，因此产生了研究分层路由问题的需要。

四、结束语

光网络正在向智能化方向发展，要求光网络更灵活、面向用户和成本更低。智能光网络是光网络的技术发展方向，通过研究智能化的光联网技术，可以解决面向未来互联网在光层上动态、灵活、高效的组网问题。

参考文献

[1]吕雪峰，邹郁.智能光网络及其发展方向[J].现代通信. 2004（01）：11-13.

第3篇：智能光电技术范文

【关键词】标志车;供电装置;太阳能光伏发电技术;技术改造

引言

随着高速公路建设的迅速发展，高速公路保有量逐年增加，高速公路养护作业量也日益增多。我国交通部1991年2月了《国省干线GBM工程实施标准》，明确规定在高等级公路养护作业时，为满足公路交通管制的需求，必须配置标志车[1]。标志车，是一种道路施工或其他原因造成道路封闭而提醒或指示车辆驾驶人员改变行车行为的交通安全警示设施。笔者单位所使用的TYB-A型拖挂式标志车，是带有电源和可变信号标志牌的单轴挂车，经多年在道路施工中的使用，其所存在的问题也日益明显，主要体现在故障率高、经济及安全性差等方面。这些问题，不仅增加了设备运行与维护的成本，更为重要的是，因设备故障而导致的道路交通事故，造成了财产损失和人身伤害。故此，有必要采取相关措施，改善或解决上述问题。

1.TYB-A型标志车的简介

1.1 结构功能

TYB-A型标志车主要由底盘、供电装置、电控装置、信号指示装置以及升降装置五部分组成，其结构如图1所示。底盘，由车架1、车轮2以及支撑腿5构成，主要起牵引、行走和承载上装的作用。供电装置和电控装置，位于底盘左上方的控制箱3内，主要由发电机组、变压器、蓄电池和控制面板等组成，用于提供动力和控制负载工况。信号指示装置，位于底盘右上方，主要由标志牌4（包括限速标志牌41和灯光矩阵牌42）及警灯8等组成，用于提醒或指示驾驶员注意减速、变道或禁行等。升降装置，位于底盘中上方，主要由托架6和电动拉杆7等组成，利用直流电机正、反转工作原理控制拉杆的伸缩，从而达到灯光矩阵牌42升降（平躺和竖直）目的。

图1 TYB-A型标志车的结构示意图

1.2 工作原理

标志车所装备小功率发电机组，产生220V交流电，一方面作为备用电源（220V交流输出功能），另一方面经变压器变压整流后输出12V直流电压，供蓄电池充电之用;蓄电池输出电流至控制面板，通过选择控制器面板上的按钮，达到电源通断、指示标志变换、闪烁频率切换以及灯光矩阵牌升降等目的。

2.TYB-A型标志车的问题剖析

通过对标志车结构功能和工作原理的介绍，并结合其多年来在道路施工中的使用，笔者对标志车所存在的问题归纳为如下三个方面：

第一，故障率高。标志车已进入损耗故障期，零部件老化、磨损以及疲劳现象频发，主要表现在供电装置。

第二，安全性差。汽油为易燃易爆品，如储运、加注不当，极易应发火灾;另外，在夜间，因标志车故障导致可变信号指示失效时，极易发生道路交通事故。

第三，经济性差。燃油消耗量大，使用成本高;故障频发，维护成本增加。

在上述的三个问题中，第一个问题是关键性的问题。如果解决了供电装置的问题，第二、三这两个问题也将迎刃而解。

3.技改思路的提出

通过对标志车所存在问题的剖析，考虑到标志车底盘、电控装置、信号指示装置以及升降装置性能良好的现状，本着“合理利用，优化组合，节约成本”的原则，将此次技改重点锁定为“供电装置”。

结合多年工作经验及对光伏发电技术的文献研究，笔者提出了“利用太阳能光伏发电系统作为标志车的供电装置，去除原车220V输出功能（该功能在实际施工中极少使用，且为辅助功能，故考虑删减）”的技改思路。产生此种想法的缘由为，太阳能光伏发电技术已较为成熟，基于该技术的发电系统稳定可靠，节能环保，管理简单，自动化程度高，长期运行维护费用低，且具有无污染、无噪音、维护简单等特点[2]。

4.太阳能光伏发电系统的设计

太阳能光伏发电系统的设计要本着合理性、实用性、可靠性以及经济性的原则，做到既能保证光伏系统的长期可靠运行，充分满足负载的用电需要，同时又能使系统的配置最合理，达到最好的经济效益。

在设计过程中，所牵涉的因素很多，但因素有主次之分，应忽略一些次要因素，以便设计时能把握重点。因此，在抓住影响太阳能光伏发电系统设计的主要因素后，如标志车的负载特性（直流负载）、工作时间（连续工作时间长，耗电量大）以及作业方式（野外流动式作业）等，笔者认为，选择“有蓄电池的直流光伏发电系统”作为标志车的供电装置较为适宜。

4.1 系统工作原理及组成

有蓄电池的直流光伏发电系统的工作原理比较简单。有阳光时，太阳能光电板直接将光能转换为电能，并通过充放电控制器把太阳能光电板产生的电能储存于蓄电池中。当直流负载用电时，蓄电池中的电能通过充放电控制器合理分配至各个直流负载上。该系统的主要由太阳能光电板、充放电控制器、蓄电池、直流负载以及附属直流。配电装置等组成，如图2所示。

图2 有蓄电池的直流光伏发电系统结构示意图

4.2 系统组件选配

此系统组件选配主要依据标志车的负载特性、工作时间、作业方式以及使用地气候条件等对蓄电池、太阳能光电板以及充放电控制器的有关参量进行测算。为了使该系统能够给负载提供足够的电源，而又不至于增加成本，就要合理选择系统组件，以达到优化配置的目的，该系统各组件选配方法如下。

4.2.1 负载选型及功耗测算

（1）负载选型。该系统的用电负载主要是LED灯光矩阵牌、LED警示灯和电动推拉杆，皆为直流型负载，详见表1。LED灯光矩阵牌用于指示、禁止或限制车辆或行人交通行为，LED警示灯用于警告车辆或行人注意危险地点，电动推拉杆作为LED灯光矩阵牌升降之用。通常情况下，用电负载的工作时间段为当日18：00～次日6：00。因直流配件箱、充放电控制器的自耗电小，故耗电量忽略不计。

（2）功耗测算。在该系统中，各用电负载的额定功率与日耗电用时相乘后累加值，即为该系统负载日耗电总量，计算公式如下：

式中，Qi：表示所有用电负载日耗电总量，单位为W・I;

pi：表示各用电负载的额定功率，单位为W;

ti：表示各用电负载日耗电用时，单位为。

则所有用电负载日耗电总量计算如下：

Qi=20W×4I+0.5W×6I×2+120W×0.05I=92W・I

4.2.2 蓄电池容量测算与选型

蓄电池，是光伏发电系统中的储能装置，其作用是将太阳能光电板输出的电能以化学能的形式存在起来，按需输出于负载使用。与太阳能光电板配套的蓄电池，通常工作在浮充状态下，其电压随着太阳能光电板的发电量和负载的用电量变化而变化。考虑到蓄电池的供电能力受环境温度、放电电流以及夜间或阴雨天向负载连续供电等有关因素的影响，要求其电容比负载所需电量大得多，且寿命长、易维护。

（1）容量测算。蓄电池储备容量的大小主要取决于用电负载的耗电情况，此外，还与蓄电池放电深度、环境温度等有关。一般而言，蓄电池容量计算公式如下[3]：

式中，C：表示蓄电池容量，单位为A・I;

K1：表示安全系数，通常取1.1～1.4，此处取最大值;

Qi：表示所用用电负载的总用电量，单位为W・I;

N：表示最长无日照用电天数;

U：表示系统电压，根据负载类型确定的系统电压（即蓄电池电压）;

CC：表示蓄电池放电深度，一般铅酸蓄电池取0.75，碱性镍镉蓄电池取0.85，本系统选配铅酸蓄电池，应取0.75;

T：表示温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2;标志车使用地主要为江苏地区，使用期约为3～11月份，故此处取值为1。

根据用电负载类型，确定系统电压U为DC12V;鉴于蓄电池容量设计需达到最长无日照7天条件下仍能正常工作的考虑，N取值为7;则蓄电池容量计算如下：

（2）蓄电池选型。根据计算结果，选择型号为6-FMJ-100（容量为100A・I/12V）胶体蓄电池。

4.2.3 太阳能光电板功率测算与选型

太阳能光电板，是光伏发电系统中的核心部件，其作用是将太阳的辐射能转换为电能。目前，国内市场上晶体硅太阳能光电板所占比重较大（约九成以上），其基本类型有单晶体硅和多晶体硅，因单晶体硅太阳能光电板的性价比较高而被广泛应用。

（1）功率测算。太阳能光电板功率的大小主要取决于用电负载耗电、使用地气候条件、系统损耗等。一般而言，太阳能光电板功率计算公式如下：

式中，Pm：表示太阳能光电板的峰值功率，单位为W;

K2：表示损耗系数，与当地污染程度、线路损耗以及光电板安装角度等有关，通常取1.6～2.0，此处取最大值;

Qi：表示所有用电负载日耗电总量，单位为W・I;

Tm：表示太阳能光电板的平均峰值日照时数，可根据当地气象部门提供的数据而确定，单位为h;基于使用地点为江苏地区，则平均峰值日照时数为3.9467046 h（参照南京），此处取值为3.95。

则太阳能光电板的功率计算如下：

（2）太阳能光电板选型。根据计算结果，选择45C型单晶硅太阳能光电板，其主要参数如下：峰值功率Pm为45W，峰值电压为Vm为17.2V，峰值电流Im为2.57A，开路电压VCC为21.6V，短路电流ISC为2.76A。

4.2.4 充放电控制器参数测算与选型

充放电控制器，是光伏发电系统中的重要部件，其作用是使太阳能光电板和蓄电池高效、安全、可靠地工作，以获得最高效率，并延长蓄电池使用寿命。结合负载特性，充放电控制器对太阳能光电板的输出电流加以管控，对蓄电池充放电条件加以限制，防止蓄电池反充、过充以及过放现象的发生。

（1）最大充电电流，是指控制器所能控制的太阳能光电板给蓄电池充电时标准充电电流，其计算公式如下：

IFSC=K3*ISC

式中，IFSC ：表示最大充电电流，单位为A;

K3：表示安全系数，通常取1.25;

ISC：表示太阳能光电板短路电流，单位为A。

则控制器所能控制的最大充电电流计算如下：

IFSC=1.25×2.76A=3.44A

（2）最大负载电流，是指负载工作时，控制器所能控制的负载回路标准电流，其计算公式如下：

式中，I：表示最大负载电流，单位为A;

K3：表示安全系数，通常取1.25;

PL：表示各用电负载的额定功率之和，单位为W;

K4：表示损耗系数，通常取0.8;

U：表示控制器工作电压（即蓄电池电压）;

则控制器所能控制的最大负载电流计算如下：

（3）控制器选型。根据最大充电电流与最大负载电流的计算结果，将控制器的充放电电流设计为20A比较适合，故选择型号为20A 的控制器，其主要参数如下：额定充电电流20A，额定负载电流20A，工作电压12V，空载损耗（自耗电流）≤7mA。

4.3 系统安装与调试

太阳能光伏发电系统是涉及多种专业领域的高科技发电系统，不仅要有合理可靠、经济实用的优化设计，选用质量高、稳定好的系统组件，还必须有可靠的安装与调试[4]。

在安装方面，主要包含两部分，一部分为太阳能光电板在控制箱3上方的安装及直流配电柜、充放电控制器、蓄电池等电器设备在控制箱3内的安装;另一部分为各系统组件之间的连接线路铺设施工。在调试方面，常规的测试项目包括太阳能光电板测试、控制器性能测试以及系统的绝缘电阻测试、绝缘耐压测试、接地电阻测试等，可利用专业书籍及专用工具便可完成调试工作。

在安装调试结束后，将太阳能光伏发电系统接入整车系统，进行“实况负载耗电”测试，实测用电负载连续正常工作时间约为8.5天，符合设计值要求（最长无日照用电天数为7天）。

5.技改后的标志车在施工中的应用

在整车测试完毕后，历经4个月时间，配套有太阳能光伏发电系统的标志车在锡张、沪宁、宁常镇溧、京沪、宁杭等高速公路养护工程中得以应用。总体而言，太阳能光伏发电系统运行情况良好，各部位工况稳定，无故障出现，未进行维护，无运行费用投入，未出现安全隐患，操控简易而方便。

6.结语

太阳能光伏发电技术，是一种最具有可持续发展的可再生能源发电技术，对于节约常规能源、保护自然环境以及促进经济持续稳定发展都有着极为重要的现实意义和深远的历史意义。此次，将这项高新技术嫁接至老款标致车中，充分体现了“合理利用，优化组合，节约成本”的原则，优化了企业的技术装备，提高了设备运行的安全可靠性，减少了设备运行成本，延长了设备的使用周期。通过施工应用这一环节，基于太阳能光伏发电技术的标致车改造的可行性得到了进一步验证，可作为拥有该类型标致车的相关施工企业借鉴技改之用。

参考文献

[1]李宁. TB3000型拖挂式标志车电气控制系统[J].西安公路学院学报，1993，13：70-74.

[2]闫妍，马文阁，杜鹃，金成山.无线遥控式太阳能交通信号灯的研究设计[J].辽宁工学院学报，2007，27（1）：11-14.

第4篇：智能光电技术范文

中图分类号：F275

文献标志码：A

文章编号：1000-8772(2015)25-0016-02

如何衡量并提高技术创新能力，对于以技术创新为立足之本的科技型中小企业，一直是倍受关注的热点。科技型中小企业创新能力评价体系是一个自我诊断工具，通过这一工具，以此为参考进行查漏补缺，从而提高企业的技术创新能力，使企业获得长远发展。

1博硕光电设备有限公司概况

博硕光电设备有限公司坐落于美丽的渤海之滨秦皇岛北部工业区，是一家以太阳能产业为核心，集科研、生产、销售、安装、服务为一体的综合性科技型中小企业。公司主要产品有太阳能电池组件层压机、太阳能电池分选机、太阳能电池组件测试仪。公司目前拥有高素质员工100余人，以雄厚的技术力量为基础，精良的检测设备为依托，融会国内外最先进的技术，自主研究开发性能优异、质量可靠、结构合理、使用方便的太阳能电池封装、测试设备，可根据客户的不同需求，为客户量身定做太阳能电池封装生产线。

2指标体系设置的原则和路径

企业技术创新能力的结构和影响因素结构复杂，且多层次，因此从多层面和角度来设计河北省科技型中小企业技术创新能力评价指标，才能更加准确地反映企业的技术创新能力。同时，每个科技型中小企业的技术创新特性不同，只有采用科学而统一的方法和指标，才能正确科学的做出评价，所以在设置评价指标体系时应坚持以下原则：

2.1 系统性原则技术创新活动是一个有机整体，具有多层次、多结构、全方位性。设置技术创新能力评价指标应尽可能的从多方面反映技术创新的整体过程。科技型中小企业技术创新能力评价和测度应把握全面性，从总目标层到各要素层层分解，建立相对完整的评价指标体系。在综合评价过程中，一方面要公正客观，同时又要把握重点，否则技术创新的本质要求也难以正确反映。总而言之，就是力求从全局出发，建立相对系统完整的评价指标体系，使科技型中小企业技术创新能力的状况得以全面反映。

2.2 科学性原则技术创新能力不是面面俱到，而是以综合评价为主，设计反映技术创新内涵的评价指标体系。在选择指标要素时，要尽可能突出具有综合性功能的指标，多用分析测评指标，少用描述性指标；指标在表述上也应尽可能的规范科学、清晰精确，将科技型中小技术企业的本质特征客观有效的显示。

2.3 可比性原则评价指标体系应选择统一、有比对性的口径、分类以及计量方法，包括同一时期不同企业的横向对比和不同时期同一企业的纵向对比。在具有比对性的原则下，才能结合各种生产经营规模、各种不同生产方式和各种科研开发环境的企业技术创新的特点，灵活设计出具有可行性的评价指标体系。

2.4 可操作性原则指标体系设置要在科学合理的基础上充分分析、比较、考虑指标评价的功能性，使指标设置定义规范、清晰简明。指标体系所需的资料应易于收集和调查分析，尽可能从现有资料中获取，或简单加工资料获，防止不同指标之间出现相近性和相关性，努力保证指标的独特性。

2.5 定性定量相结合原则设置企业技术创新能力指标，一方面要反映其经济特性的定量指标，另一方面需要反映经验度和特性程度的定性指标。因此指标体系的设置，应将定性与定量指标充分结合，能够量化的指标，应尽可能量化，对于不能量化的指标，则不要过分追求量化，否则难以保证真实可靠、有可行性的评价系统。

2.6 良好的导向性原则构建企业技术创新评价指标体系的目的就是规范企业技术创新工作，使企业能进行查漏补缺，衡量和提高企业技术创新能力，从而对企业技术创新工作起到监控和引导作用。从人力物力投入开始，重在研究开发和市场化，使企业获取立足之本，取得最佳商业利润，实现企业长远可持续发展。

3技术创新能力评价的指标体系

参考文献：

[1] 傅家骥主编,技术创新经济学,北京清华大学出版社,

1998:58.

[2] 顾德文,武富庆.基于动态核心能力提升的企业技术创

新效能评价研究[J].经济师.2013,(07).

[3] 张卫星,霍国庆,张晓东.科技型中小企业技术创新基金

的价值及其测度研究[J].中国软科学.2012,(11).

[4] 栗进,宋正刚.科技型中小企业技术创新的关键驱动因

素研究[J].科学学与科学技术管理.2014,(05).

作者简介：陆静，（1983-），女，河北秦皇岛人。燕山大学助理研究员，管理学硕士，研究方向：行政管理，企业管理。

第5篇：智能光电技术范文

关键词：智能车 光电传感器 PID算法

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0036-01

0、引言

随着计算机技术、传感器技术、控制技术的高速发展和广泛应用，智能控制技术取得了巨大的进展。而智能车正是最典型的一个例子，结合传感器技术和控制技术实现智能车高速稳定自主的驾驶。本文通过对自主寻径智能小车的设计和研究，对促进控制技术及汽车电子科学技术的发展，起到了良好的推动作用。

1、系统总体设计

本文设计的智能小车主要由路经检测、电机驱动、舵机转向及车速控制等功能模块以及软件控制算法构成。智能车以飞思卡尔公司生产的MC9S12XS128为核心控制器，采用激光传感器对路径进行检测，并反馈路况信息，再通过PID算法实时控制舵机转向，以及对车速进行调节。该智能车的总体结构框图如图1所示。

2、硬件结构设计

2.1 激光传感器设计

激光传感器由两部分构成，一部分为发射部分，一部分为接收部分。发射部分由一个振荡管发出180KHz频率的振荡波后，经三极管放大，激光管发光；接受部分由一个相匹配180KHz的接收管接受返回的光强，经过电容滤波后直接接入MC9S12XS128控制器的IO口，检测返回电压的高低。激光传感器原理如图2.1所示。

2.2 路经检测原理

根据不同颜色对光线吸收程度不同，光线反射强度也就不同的事实，为智能车设计黑色为边界的白色跑道。黑色对光线的吸收程度最好，光线反射强度最差，白色对光线的吸收程度最差，光线反射强度最强。因此激光传感器的接收管根据光线反射强度的不同得到不同的信号值，并通过IO口传给控制器，判定当前路径信息。路经检测原理如图2.2所示。

2.3 电机驱动设计

电机驱动采用两片BTS7960芯片搭建全桥电路，其内阻远小于MC33886，可以较好的实现智能车在直道高速进入弯道时急减速入弯。

电机驱动电路如图2.3所示。信号输入端口：IN1INH1，信号输出端口：OUT1OUT2。

3、软件算法设计

智能车的舵机转向以及速度控制算法均采用增量式PID算法。相比于传统的位置式PID算法，增量式PID算法不易引起积分饱和，因此能获得更好的控制效果。而且增量式设计只与本次的偏差值有关，与阀门原来的位置无关，因而能快速获得更精确的调节量。增量式算法中，只计算输出增量，误动作时影响小，必要时可加逻辑保护，限制或禁止故障时的输出，更有效地防止智能车出现系统事故，对智能车起到了安全保护的作用。

4、结语

本文介绍了一种基于光电传感器的智能车设计。实践证明，光电传感器对智能车的自主驾驶效果很好，系统响应快，具备良好的动力性能和转向性能。智能车可以快速稳定的驾驶在黑色边界的白色跑道上，为以后智能汽车在实际道路上的设计提供了良好的参考依据。

参考文献

[1]卓晴，黄开胜，邵贝贝.学做智能车：挑战“飞思卡尔”杯[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

第6篇：智能光电技术范文

关键词： 智能小车； MSP430； 反射式光电传感器； PWM

中图分类号： TN911.7?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）13?0105?03

Research on MSP430?based tracing module for smart cars

ZHENG Hui

（College of Electronic Engineering， Heilongjiang University， Harbin 150080， China）

Abstract： Smart car automatically tracing traveling is realized by taking MSP430 microcontroller as the control core of the system， and using the reflective photoelectric sensor module for tracing. In the experiment， black guide line far different from white one is taken as the established way for the smart car， DC motor with PWM control is used for system driver. The detail of the work principle of the reflective photoelectric sensor tracing module， the circuit diagram of the tracing module and how to realize the tracing of the car automatically on the basis of taking MSP430 as the control core are given. The circuit diagram of the system is briefly introduced. The technology could be applied in unmanned production line， service robots and warehouse.

Keywords： smart car； MSP430； reflective photoelectric sensor； PWM

0 引 言

智能小车又称轮式移动机器人，能够按预设模式在特定环境中自动移动，无需人工干预，可用于科学勘测、现代物流等方面。针对路面采用黑色标记线条作为路径引导线的应用场合，反射式光电传感器是常用的路径识别传感器。反射式光电传感器因信号处理方式和物理结构简单的特点而被广泛应用于结构化环境和低成本产品中，虽然存在检测距离近、预测性差的弱点，但通过合理设计和选择反射式光电传感器并结合合适的信息处理软件能够满足上述简单环境场合应用[1]。随着汽车ECU电子控制的发展，在汽车上配备远程信息处理器，传感器和接收器，通过这些器件的协调控制可以实现汽车的无人驾驶[2]。本文提出基于MSP430单片机的控制装置，通过反射式光电传感器寻迹，MSP430单片机处理反射式光电传感器检测到的信号，从而控制智能车的转向，实现智能小车的自动寻迹。

1 系统总体设计方案

在小车车体的前端贴近地面的地方安装有4组寻迹模块，如图1所示，单片机通过判断4个寻迹模块发送来的信号进行自动循迹[3]。寻迹模块在遇到黑线时发送低电平信号，遇到空白的地方发送高电平信号，单片机通过判断高低电平即可作出相应的操作。通过4组寻迹模块发送的信号组合，可将小车行驶状态分成如表1所示7种状态。

图1 循迹模块示意图

单片机通过判断当前的运行状态，然后对L298驱动模块进行相应的操作。当正常时，不进行调整；当左偏时，通过对L298驱动模块进行调整，使小车的左轮速度大于右轮速度，即可实现小车向右调整。由于左偏有三种情形，但每种情形只是使能端的PWM参数不同。当右偏时，处理流程与左偏类似[4]。

2 寻迹模块的硬件设计

绘制完成的反射式光电传感器电路图如图2所示。该电路的工作原理为：当光耦TCRT5000有光线反射回来，即遇到白色等反光能力强的跑道，放大器LM324AD的输出端输出为高电平，反之，输出为低电平。单片机通过控制LM324AD的输出端电压即可做出相应的控制操作。四个相同的此模块分别与单片机的P41，P42，P43，P44引脚相连[5]。单片机模块如图3所示。

表1 小车行驶状态

[寻迹模块＼&A＼&B＼&C＼& D＼&小车运行状态＼&状态1＼&低＼&高＼&高＼&高＼&右大偏＼&状态2＼&低＼&低＼&高＼&高＼&右中偏＼&状态3＼&高＼&低＼&高＼&高＼&右小偏＼&状态4＼&高＼&高＼&高＼&高＼&正常＼&状态5＼&高＼&高＼&低＼&高＼&左小偏＼&状态6＼&高＼&高＼&低＼&低＼&左中偏＼&状态7＼&高＼&高＼&高＼&低＼&左大偏＼&]

图2 寻迹模块电路

3 循迹模块的软件设计

在小车的自动控制模式下，单片机通过判断4个寻迹模块发送回来的不同信号进行相应的操作。整体的思路为：小车左偏则左轮的速度要大于右轮的速度小车才能恢复正常，小车右偏则右轮的速度要大于左轮的速度小车才能恢复正常，当小车正常时两侧轮子的速度相同[6]。由上面的分析可知速度的快慢可通过对L298使能端PWM值的控制进行调节。通过多次调试可得出如表2所示的PWM数值。

表2 PWM数值

[状态＼&左轮PWM值＼&右轮PWM值＼&1 右大偏＼&88＼&60＼&2 右中偏＼&84＼&55＼&3 右小偏＼&80＼&50＼&4 正 常＼&60＼&65＼&5 左小偏＼&55＼&80＼&6 左中偏＼&50＼&84＼&7 左大偏＼&60＼&88＼&]

4 MCU控制与算法实现

系统控制由微处理器完成，微处理器采用MSP430单片机，当单片机读入传感器的信号后即可判断小车当前的行驶状态[7]，具体流程如图4所示。

图4 程序流程图

5 系统设计

本文设计的智能小车寻迹系统的电路如图5所示。其中U1、U5、U7、U8分别为反射式光电传感器A、B、C、D，布局如图5所示，负责采集轨道信息。U6为L298驱动模块，负责控制智能小车两侧直流电机[8?9]。

6 结 语

通过对智能车寻迹模块的研究，分析MSP430单片机的应用，利用感光传感器信息来控制智能车的自动转向，实现了智能车的自动寻迹。该寻迹系统的工作流程可概括为：通过四个外置的反射式红外线传感器收集轨道信息，在通过微处理器对采集到的信息进行处理，然后将处理后的信息通过PWM信号传递给L298驱动模块，L298模块根据接收到的轨道信号控制智能车两侧直流电机的运行状态，最终达到寻迹的目的。智能车在军事、工业和民用领域的实际应用中，涉及到如何构造完整的导航系统以及多种传感器数据融合及控制算法等，这需要在实践中不断研究探索。

参考文献

[1] 宁慧英.基于光电传感器的智能小车自动寻迹控制系统[J].仪表技术与传感器，2012（1）：108?110.

[2] 申伟，孟祥光.基于AVR单片机的车用模型方向控制装置研究[J].河北交通职业技术学报，2011，8（1）：22?25.

[3] 吴建平，殷战国，曹思榕，等.红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用[J].中国测试技术，2004，7（3）：93?98.

[4] 陈晖，张军国，李默涵，等.基于STC89C52和nRF24L01的智能小车设计[J].现代电子技术，2012，35（17）：12?15.

[5] 夏路易.电路板设计教程Protel 99SE[M].北京：北京希望电子出版社，2002.

[6] 董宗祥，石红瑞，杨杰.嵌入式智能小车测控系统的设计与实现[J].计算机测量与控制，2010，18（2）：357?362.

[7] 杨国庆，徐强.基于AVR单片机的寻迹小车设计[J].机电产品开发与创新，2012，25（5）：131?135.

[8] 周游，景艳梅，何文学.智能寻迹系统设计[J].仪表技术，2012（3）：25?30.

第7篇：智能光电技术范文

关键词：SPCE061A微处理器；灯光电器；语音识别；智能控制

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.128

0 概述

家庭智能化、智能生活是未来的发展方向和趋势。但是采用语音识别对家庭灯光、器系统进行控制的系统国内还不多见。语音识别目前已经是成熟可靠的技术，包含有语音的录制和播放以及语音压缩编码和解码、识别等各种核心技术。一般设计开发语音识别技术多采用单片机扩展开发，从前常见的单片机很难实现语音识别繁复算法。本家庭灯光电器智能语音控制系统采用SPCE061A微处理器为控制核心为16位μ'nSP架构的微处理器芯片。其具有硬件乘法器件可以实现乘法和内积运算等繁琐的运算功能。单个计算执行周期为49MHz因此运算处理速度快。该核心CPU有32K 字节程序存储器和2K字节SRAM。有ADC 和DAC模数、数模转换的功能，MIC_ADC数模转换通道由AGC自动增益的功能特点，因此自动将语音信号采集到芯片内部，经过两个十位电流输出型DAC数模转换器简单外接功放即可实现语音播放。具有这些硬件资源所以一个单芯片就能完美实现语音处理家庭灯光、电器相关控制功能。系统采用模块化设计，主要模块包括： 1、单片机控制模块；2、弱强电驱动转换模块；3、综合布线模块4、灯光电器终端模块；5、人机交互模块以及电源模块6、软件程序设计模块7、语音辨识设计、功能模块等。

1 语音控制识别的简单实现原理方案：

语音控制识别的简单实现原理方案一般有语音录入训练以及语音再识别两个处理过程。语音录入训练训练就是处理器对采集的相关语音通过模数转换成数字信号分析和处理，然后采用一定的算法提取语音特征信息存贮在特定的存贮空间单元，作为固定的待处理比对数据模型；语音再识别就是CPU对刚刚采集到通过模数转换的语音控制数据样本一样进行差不多的分析和处理，同样形成语音特征信息进行存贮保存，对这前后两个特征信息模型通过复杂的算法来进行比对，比对后如果二者匹配度高度相似，命令的语音就被识别成功。

2 家庭灯光电器智能语音识别控制流程

语音对家庭各个房间内灯光电器控制识别：第一是初始化操作进程，初始化操作就是将SPCE061A微处理器的IOB0～IOB15等输入或者输出口等进行设置初始化，用以控制继电器或者可控硅电路动作用以控制灯光亮灭、电器工作等。第二是训练过程，训练过程是建立对应的语音模型。系统运行程序启动时候先判断各个灯光电器模块是否曾训练，如没被训练则首先对其它们实施训练，一旦训练成功就将训练成功的语音数据保存在程序设定分配好的系统自带的FLASH存贮单元中。本设计系统的语音模型预先设定FLASH存储区0xe000单元为首单元。数据存贮器FLASH初始化或擦除后预设为0xffff，训练成功存储的语音数据保存在0x0055开始地址中，该存贮地址单元为系统辨识器自动生成。然后通过这个单元的数值进行分析是否被训练。被训练过就把原先存储在数据存贮器中的数据调出来重新加载在辨识器就可以了。

3 基于SPCE061A微处理器的家庭灯光电器智能语音控制的相关程序简介

（1）灯光电器语音识别控制训练子程序：系统初始化的程序首先分析判断到训练标志数据位的存贮内容，如果该存贮内容是0xffff时，就对使用者提示进行语音训练，依次训练房间各个灯光电器等指令，等待每个灯光电器都语音训练成功后控制子程序返回到主程序，最后语音提示整个语音控制训练完毕。以下是部分的语音初始化训练控制子程序，CONTROL_GOTO（）返回值不为0时意味着语音训练不成功，必须再进行一次训练，CONTROL_GOTO）返回数值为0表示语音训练成功，然后才可以接着进行下一条语音识别训练指令。

VOID TRIANWORD_GO （） { WHILE （CONTROL_GOTO（） （CONMAND_NUM，S_NAME） ！= 0）； //语音训练对象名称

WHILE （CONTROL_GOTO（） （CONTROL_ GO1） ！= 0） ； //语音训练第1个灯光电器

WHILE （CONTROL_GOTO（） （CONTROL_ GO1） ！= 02） ！= 0） ； //语音训练第2个灯光电器 ….. }

（2）灯光电器语音控制识别子程序。语音控制识别就是通过控制程序读取辨识器辨识的正确结果，CPU判断分析是否有语音控制指令，有语音控制就返回识别结果相关指令号，对不同识别结果号对应名称就对应不同的执行操作。然后等待进行下一次的指令触发。

（3）灯光电器执行动作子程序 。灯光电器动作子程序包括有灯光开、关、定时、预约以及电器启动、关闭等相关的子程序。 由灯光控制原理和驱动电路分析知：只要相应的输出口为高电平就可以使对应的灯光或者电器动作。程序有相应的语音提示、对端口数据置位和定时器启动等。

WOID CANMAND_Go （） { CANMAND_GOTO （GOTO1，3）； //*语音提示进行命令操作

*P_IOB_ON=0x0100； //* 开灯光或者电器

*P_INT_ON|= 0x0004； //* 开2Hz中断

__asm（"int fiq，irq"）； uiTimecont = 0； //*清除定时器 }

4 结束语

基于SPCE061A单片机的家庭灯光电器智能语音控制一体化采用SPCE061A微处理器作为控制核心，可以在家庭某个特定地点对家庭所有各个房间灯光、电器等通过语音讲话实现开、关基本控制。通过讲话直接控制开、关的启动时刻、启动时间等，实现定时、预约等全方位精准控制。特别方便老人行动不便人群或者人天冷、疲倦时使用，具有极大的市场前景。本语音控制系统设计利用 SPCE061A处理芯片的软硬件资源，从而完美实现了家庭灯光电器语音控制。智能化和智能生活是未来的发展方向和趋势，但是采用语音识别对家庭灯光、电器系统进行控制的系统国内还不多见，本系统可以完善这一空缺。这个系统设计方案用一个芯片就实现了语音识别灯光电器控制的功能。本家庭灯光电器智能语音控制操作比较简单，识别成功概率高、抗干扰能力强，实现了家庭智能化控制系统完美的解决。

参考文献

[1]罗亚非，凌阳16位单片机应用基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[2]薛钧义，张彦斌，凌阳16位单片机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

第8篇：智能光电技术范文

关键词：智能循迹小车；直流电机；红外光电传感器

中图分类号：TP18文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)31-00000-00

随着计算机和信息技术的飞速发展，智能技术的开发受到越来越广泛的重视，其开发速度也在快速增加。由于智能化的程度越来越高，使得其应用范围也在不断的扩展。与此同时，机器人技术的发展势头迅猛,其应用领域众多，智能循迹小车就是机器人技术与智能控制技术相结合的一个应用典范。通俗来讲，智能循迹小车就是智能机器人的另一种形式，它用轮子代替了机器人的双腿，因而在机械设计和电路方面都要比智能机器人简单，另外，其控制系统和智能机器人相比也较为简单，可是其对行车速度和行驶方向的配合则要求较严格，它首先通过传感器获取目标道路信息，然后结合智能车当前的行驶状态智能地做出决策，对其行驶方向与行车速度进行调整，从而达到准确快速跟踪道路的目的。本文介绍了一种基于STC89C52单片机为控制核心的智能循迹小车的设计，该智能小车能自动沿黑色固定轨迹运行。

1 智能循迹小车总体硬件结构设计及工作原理简介

1.1 智能循迹小车总体硬件结构设计

本设计中，智能循迹小车是由主控制模块、循迹模块、电机驱动模块、电源模块和其他电路组成，其总体硬件结构框图如图1所示。

图1 智能循迹小车总体硬件结构图

在本设计中，是以STC89C52为主控模块，采用模块化设计的方法，以红外光电传感器作为循迹模块，并采用L293D芯片控制输出直接驱动直流电机作为电机驱动模块。电源模块用4节1.5V的电池供电，经L7805稳压模块后，输出电压稳定在+5V,从而向各个模块供电。

1.2 智能小车工作原理简介

本设计中，循迹指的是小车在白色地板上沿着2cm宽的黑线行走。红外传感器的发射管发出红外线，由接收管接收。同时，接收的物理量被转化成电信号，经过信号放大电路处理，由单片机的P0，P1，P2口输入，经过处理后，信号由P20，P21，P22,P23，P24，P25口输出给电机驱动电路的L293D芯片，从而达到驱动小车行走和循迹的目的。循迹时，由于红外线在白色地板和黑线上的反射系数不同，所以可以根据三极管接收红外线的强弱来决定小车的走向。本设计采用三对红外传感器，采用“一字型”[1]分布。中间传感器接收不到反射回来的红外线，而左右两个传感器能接收到反射回来的红外线，则小车直线前进；当左边和中间（或只有左边）的传感器接收不到反射回来的红外线，只有右边传感器能接收到时，说明小车向右偏离黑色轨道，则小车向左转动；同理，当中间和右边（或只有右边）的传感器接收不到反射回来的红外线，只有左边传感器能接收到时，说明小车向左偏离黑色轨道，则小车向右转动，从而实现自动循迹。本设计中红外传感器离地面垂直距离为8cm，能在没有强烈日光干扰或在有日光灯的房间里，完全能满足探测要求，具有很好的可靠性与抗干扰能力[2,3]。

2 智能循迹小车所用芯片器件简介

上文已经介绍，本设计一共分为主控制模块、循迹模块、电机驱动模块和电源模块等模块。下面对主要模块的工作原理作简单说明。

2.1 主控模块STC89C52简介

该模块是整个设计的大脑。传感器的输出端SEN1，SEN2，SEN3将信号通过P1.0，P1.1，P1.2口输入单片机，经过处理后，由P20, P21,P22, P23，P24，P25口输出给L293D的EN1, EN2, IN1, IN2, IN3, IN4引脚，从而完成对小车的控制。该模块的主要由STC89C52单片机及其电路组成，如图2所示。

图2 STC89C52单片机个引脚图

本设计中，STC89C52芯片的40引脚VCC接+5V电源，20引脚GND接地。18引脚XTAL1和19引脚XTAL2接在频率为11.0592MHZ的晶振上，并接了20PF的电容。9引脚RST外接复位电路，为单片机提供上电复位。作为P3口的第二功能，10引脚P3.0和11引脚P3.1被作为单片机的通信端，即串行输入口和串行输出口，用以完成程序下载所需。1引脚P1.0，2引脚P1.1，3引脚P1.2分别和三对红外传感器的输出端SEN1，SEN2，SEN3相连，以完成电信号的输入。21引脚P2.0，22引脚P2.1，23引脚P2.2，24引脚P2.3，25引脚P2.4，26引脚P2.5分别和L293D芯片的EN1，EN2，IN1，IN2，IN3，IN4引脚相连，以完成将经过单片机处理过的信号输入给电机驱动电路。

2.2 TCRT5000红外光电传感器模块简介

本设计中，采用三对TCRT5000型号的红外光电传感器。这三对传感器呈均匀“一字型”分布。这种方法检测连贯简单，程序控制算法简单，使小车控制稳定。但是这种均匀一字型分布不利于对弯道信号采集的准确性。图3为其中一对传感器及其电路的原理图。

图3TCRT5000传感器电路图

TCRT5000型红外光电传感器由一个高发射功率的红外光电二极管和一个接收红外线的高度灵敏的光电三极管（NPN型）组成。其中滑动变阻器R3是一个蓝白电位器，通过调整R3的阻值从而达到调整光敏三极管对反射光的灵敏度。

红外发射二极管不断的发射出红外线。当反射回来的红外线强度足够大时，光敏三极管饱和，则该模块输出为高电平；当反射回来的红外线强度不够大或者没有反射回来红外线时，光敏三极管一直处于关断状态，则该模块的输出为低电平。光敏三极管除了具有将光信号转换成电信号的功能外，还具有对电信号放大的功能。

2.3 电信号放大模块简介

传感器所产生的电信号较为微弱，不能作为单片机的输入，因此要接一个放大电路进行处理。本模块采用SN74HC04N芯片及其电路用作放大电路。

SN74HC04N芯片的引脚图如图4所示。

图4 SN74HC04N引脚图

首先，SN74HC04N芯片内部有六组相同的反相器。因此，当三组红外传感器产生的电信号传给SN74HC04N后，会变成与其相反的电平。本设计中，引脚1, 3, 5为红外传感器输入SN74HC04N芯片的接口，引脚2, 4, 6为经SN74HC04N处理后的输出口，对应图2中SEN1，SEN2，SEN3这三个接口。另外，74HC04N内部有6个施密特触发器电路。施密特触发器的重要特点是能够把缓慢变化的输入信号整形成边沿陡峭的矩形脉冲。同时，施密特触发器还可以利用其回差电压来提高电路的抗干扰能力。

2.4 电机驱动模块简介

图5电机驱动模块图

本模块选用L293D芯片进行控制。该芯片驱动方式比较简单，直接驱动两个直流电机。控制每一路电机，都有三个信号，分别为EN1，IN1，IN2和EN2，IN3, IN4。这六个引脚分别同STC89C52单片机的P2.0～P2.5口相连。这里芯片的工作电压为+5V。本设计中，采用两个输出控制一个电机的方式。即OUT1和OUT2控制电机1，OUT3和OUT4控制电机2。上图中的D1～D8为箝位二极管。电机在停止的瞬间会产生一个逆向的电流，切割磁场后会产生一个逆向的电动势。设置这些箝位二极管，就是为了防止逆电动势烧坏芯片，从而它们起到保护作用。

3 智能循迹小车的软件设计

单片机完成对智能小车的自动控制功能，主要是执行相应软件来实现。本设计中，利用结构化设计方法，采用C语言实现相应功能软件。下面对程序中的主要几个功能模块进行说明。

3.1 主程序函数

void main(void)

{

delay(10);

while(1)

{

switch( sensor_inp() )

{

case 0x02:forward(); break;

case 0x04: turn_left(); break;

case 0x01: turn_right(); break;

default:

break;

}

}

}

程序开始，进入主函数。调用延迟函数delay（），用以使系统达到稳定状态。在KEIL软件下进行断点运行，测得这里的delay(10)在11.0592MHz的晶振下可以延迟100ms。之后进入while循环，条件始终为真，表示小车将一直运行while函数中的语句，直至外界迫使小车停下。在switch分支语句中，case 0x02将使程序跳转至forward();，其中0x02即为二进制的00000010，这表示三个传感器中，只有中间的传感器输出的是高电平，左右两个传感器都输出低电平，故小车沿直线行走。case 0x04将使程序跳转至turn_left();,其中0x04即为二进制的00000100，这表示三个传感器中，只有左边的传感器输出的是高电平，中间和右边的传感器输出的均为低电平，故小车左拐。case 0x01将使程序跳转至turn_right();,其中0x01即为二进制的00000001，这表示三个传感器中，只有右边的传感器输出的是高电平，左边和中间的传感器均输出低电平，故小车右拐。

3.2 小车前进子程序模块

void forward()

{

IN1=1;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

EN1=1;

EN2=1;

}

该程序中，L293D芯片的两个使能端EN1和EN2一直保持高电平。IN1=1，IN2=0说明右边电机向前转动；IN3=1，IN4=0说明左边电机也向前转动。故两个电机同时向前转动，从而驱动小车向前行进。

3.3 小车左转子程序模块

void turn_right()

{

IN1=1;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=0;

EN1=1;

EN2=1;

}

该程序中，使能端EN1和EN2仍然保持高电平。IN1=0，IN2=0，表明右边电机向前转动；而IN3=0，IN4=0，说明左边电机不动。左轮不转右轮转，这样就实现了小车向左转

3.4 小车右转子程序模块

void turn_left()

{

IN1=0;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

EN1=1;

EN2=1;

}

该程序中，使能端EN1和EN2仍然保持高电平。IN1=0，IN2=0表明右边电机停止不转动；IN3=1，IN4=0说明左边电机向前转动。右轮不转左轮转，这样就实现了小车右转。

3.5 延时子程序模块

void delay(int n)

{

unsigned char i,j,k;

for(i=n;i>0;i--)

for(j=50;j>0;j--)

for(k=100;k>0;k--);

}

该延时子程序主要是让系统初始化到最佳状态。经由KEIL软件的断点测试，在晶振频率为11.0592MHz时，当n = 10时，可延时100ms。

4 总结

本文提出了一种基于STC89C52单片机为控制核心的智能循迹小车的设计方案，该方案以红外传感器作为路径信息采集手段，以L293D芯片来控制并驱动电机运行，最终实现了小车在固定轨迹上自动循迹运行。该方案总体来说，比较简单，成本低且易于实现，但也存在缺陷，如传感器的“一字型”均匀布局使得小车在弯道行驶时可能会出现误差，另外，小车循迹过程中会出现“蛇形摆动”问题，这些问题都还有待于改进。

参考文献：

[1] 周斌,李立国.智能车光电传感器布局对路径识别的影响研究[J].产品世界,2006(9):139-140.

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[3] 杨永辉.智能小车的多传感器数据融合[J].现代电子技术,2005(6):3-6．

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第9篇：智能光电技术范文

【关键词】光电检测；电动小车；智能控制；超声波测距

自第一台智能小车诞生以来，智能小车的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。一方面由于智能小车的智能水平不断提高，人们在不断探讨、改造。认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。本文介绍了基于STC12C5A60S2单片机控制的智能小车控制系统。

1.智能小车总体设计

该智能小车由两个舵机、超声波传感器、颜色传感器、光电寻迹模块、晶振、蜂鸣器、尾轮、车轮、及电路板等组成。该小车由前左右两轮和尾轮组成三角支撑点，使小车在行进中更加稳固，不容易倾斜、翻倒。尾轮转动方向能够随时改变，增加了小车的灵活性。通过观察发光二极管的个数，可以知道光电寻迹模块的工作状态，结构简单，操作便捷，节能。

智能小车控制选用STC12C5A60S2单片机。在赛道的出发位置由手动启动小车，小车的蔽障功能是由于小车上装有超声波传感器和红外光电传感器，所以赛道用黑色胶带布置，方便检测。小车启动后单片机开始计数显示蔽障、调速功能。智能小车在行驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以提高系统的静动态性能，小车结构图如图1所示。

2.系统硬件构成

根据设计要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。其中控制部分包括：控制器模块，舵机驱动模块，显示模块。信号检测部分包括：黑带检测模块，距离检测模块和障碍物检测模块，模块框图如图2所示。

2.1 中央处理器模块

小车采用STC12C5A60S2单片机为控制核心控制小车全程行驶，包括寻迹，躲避障碍物，车调速等功能。是高速/低功耗/超强干扰的新一代8051单片机，此单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有的单元模块，可称的上是一个片上系统。指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，在工作中在内部R/C振荡器频率，针对电机控制，避免强干扰场合。

2.2 光电寻迹模块

寻迹采用反射式光电传感器，反射式光电传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射一定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检查方向遇到障碍物（反射面）时，红外信号反射回来被接收管接收。经处理之后，通过数字传感器接口返回微控制器，微控制器可利用红外波的返回信号来识别周围环境的变化。如图3所示，当遇到黑线时，图中三极管C9012导通，反相器输入口处检测到低电平，经反相器后变为高电平，供单片机识别，同时指示灯被点亮，图中滑动变阻器，可方便改变光电传感器的输入电流，从而改变灵敏度，图中0.1uF电容，可减少电路中“毛刺”，以增加电路的抗干扰能力。系统寻迹图如图3所示。

2.3 超声波障碍检测

本设计探测小车前方障碍物的检测元件是T/R-40-12小型超声波传感器，中心频率为40Hz，单片机STC12C5A60S2发出的40KHz脉冲信号可以驱动超声波传感器发出40KHz的脉冲超声波信号，当智能小车前进时前方遇到障碍物，超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，反射回来的信号经LM318两级放大，再经过有锁相环的音频解码芯片LM567解码，当LM567的输入信号大于25mV时，输出端由高电平变为低电平，送STC12C5A60S2单片机处理。超声波检测如图4所示。

2.4 显示模块

采用8位LED七段数码管，4位数码管显示时间，4位数码管显示路程，采用ZLG7289驱动，实现单片机I/O口的并用，电路结构简单，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制。数码管控制器可以单独控制，也可多机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。

2.5 电源模块

使用两节3.2V锂离子电池供电，锂电池电压平台高，单体电池的平均电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池电源组。相对铅酸电池而言锂电池重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6，重量轻有利于电动小车在行进过程中节省电能，为小车完成其他功能提供充足的电能。自放电率低，无记忆效应。

3.系统测试

对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能，查看硬件电路的连接是否与逻辑图一致，用万用表检测有无短路或断路现象，器件的规格、极性是否有误。检查完毕，用万用表测量一下电路板正负电源两端之间的电阻，排除电源短路的可能性。如图5所示系统程序逻辑框图。图6所示为智能小车测试。

4.结论

这次设计的智能小车系统基本达到了预期目标，实现了既定功能。这次系统设计深入的了解STC12C5A60S2系统单片机的工作原理，提高了对其的运用能力。总体设计合理，是主流的智能化的信息融合技术的设计理念，功率较低，有广阔的发展前景，其中也有不足之处，有待改进。

参考文献

[1]邱丹，王东，高振东.电机PWM闭环调速系统[J].青岛大学学报，2000.

[2]孟红英等.用L297、L298组成电机驱动电路[J].仪器仪表学报，2003，