基于CAN总线的智能小车控制系统研制

摘要

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身的光机电一体化系统，它集中运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等高新技术。CAN总线是一种具有高保密性、高抗干扰能力、有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。本论文将当前流行的CAN现场总线技术应用到智能小车上，为西南交通大学机电测控实验中心研制分布式控制的智能小车实验平台。 论文首先概要介绍了与智能小车相关的机器人领域和智能车辆领域的研究现状，给出了以电动小车为物理平台的智能小车的概要设计。然后介绍了智能小车运动控制系统的硬件电路的设计与实现。智能小车选择飞利浦公司的LPC2290微控制器作为核心处理器，利用其高速的处理能力和芯片内部集成的丰富的外设接口资源，并结合CAN总线接口为智能小车提供了一个功能强大并具有一定扩展性的硬件平台。 论文结合嵌入式系统的特点说明了在智能小车中引入嵌入式操作系统的价值，介绍了嵌入式操作系统μC/OS~II在微处理器LPC2290的移植过程和开发方法。论文根据智能小车各个模块的功能，详细描述了小车控制系统各个任务的执行流程。由于采用了统一的CAN总线通讯协议，使得各个模块避免了重复繁琐的底层软硬件开发和调试工作，提高了智能小车开发效率。 研制的智能小车样机初步实验证明了本文叙述的技术方案的有效性和正确性，对于智能运输车辆开发具备一定参考和实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的选题背景

1.2课题在理论和实际应用方面的价值

1.3智能小车国内外的研究现状

1.3.1国外移动机器人的发展

1.3.2国内移动机器人的发展

1.3.3国外智能车辆的研究

1.3.4国内智能车辆的研究

1.4 CAN总线在智能小车控制系统中的应用

1.4.1 CAN总线的特点

1.4.2 CAN总线在智能小车中的应用

1.5论文的主要研究内容

第2章智能小车的硬件系统

2.1总体设计

2.2智能小车的机械结构

2.3嵌入式处理器的选择

2.4电源电路设计

2.5复位电路设计

2.6调试端口设计

2.8串口通信接口设计

2.9 CAN-bus接口设计

2.10传感器

第3章μC／OS-Ⅱ内核研究与移植

3.1操作系统的选择

3.2 μC／OS-Ⅱ系统结构与原理

3.2.1μC／OS-Ⅱ内核结构

3.2.2 μC／OS-Ⅱ的任务管理与通信

3.3 μC／OS-Ⅱ在ARM7上的移植

3.3.1μC／OS-Ⅱ的移植条件

3.3.2移植规划

3.3.3 OS_ CPU.h文件

3.3.4 OS_ CPU_C.C文件

3.3.5 OS_CPU_A.S文件

第4章智能小车软件设计

4.1任务划分与分析

4.2主函数

4.2.1定时器0(时钟节拍发生器)初始化

4.2.2中断管理

4.2.3多任务环境的启动

4.3数据采集任务

4.4与上位机通讯任务

4.5 CAN总线初始化与收发任务

4.5.1 CAN总线初始化

4.5.2 CAN总线收发任务

4.5.3 CAN总线接收中断程序

第5章总结与展望

5.1工作总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录：智能小车部分图片

攻读硕士学位期间发表的论文