1. 研究目的与意义

机器人智能倒车防护有利于机器人安全可靠运行。目前投入应用的机器人智能倒车防护技术主要有2种：一种是车载雷达(超声波技术)测距倒车防护；一种是摄像头视觉防护，车载雷达测距十分精确，智能化程度较高，但造价较为昂贵；摄像头视觉防护虽然可以让驾驶员实时获取身后的环境信息，但对距离的测量则仍需要外加其他设备的辅助，驾驶员仍然需要亲自通过肉眼判断身后的情况，智能化有所不足，基于红外管以及单片机技术的机器人用测距仪采用单片机独立处理环境信息并发出停车提示或直接执行停车，不需要驾驶员亲自根据信息作判断，能够实现智能化防护提示或停车.，采用的红外技术虽然在精准度上不及超声波技术，但对于机器人已经足够，并且对突然出现的行人的敏感度不亚于超声波技术，所以拥有同超声波技术同等的安全性，同时由于红外发射、接收装置以及单片机芯片成本低廉，本系统较雷达测距仪更易于商业推广。通过设计培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握单片机的硬件和软件设计，从而使我将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。

2. 课题关键问题和重难点

此次设计的课题是基于单片机的机器人红外视距装置，此装置主要由三部分构成，控制电路，红外线发射和接收电路以及灯光报警电路，

关键的问题在于在三个分别的模块都独立完成的时候，如何使得这三部分电路能够协调一致。三部分中的控制电路非常重要，它起到了判断和决策的作用，对于红外线发射接收装置所传递来的反馈信号能够做出快速准确的判断，并下达是否继续前进的指令。另外对于整个电路软件部分的编写调制也非常关键，因为这将直接影响到控制电路的判断。

难点问题在于如何使得电路硬件和软件部分做到协调一致，如果仅仅单方面的电路硬件焊接没有问题，如果软件部分出差错，整个设计相当于是没有思想和灵魂的一个死物，只有软件部分能够正确的编写，并且通过调试能够和硬件电路协调一致的，才能算是智能，所以联调环节将是整个设计非常关键也是很艰难的一个步骤

3. 国内外研究现状（文献综述）

机器人智能倒车防护有利于机器人安全可靠运行。基于红外管以及单片机技术的机器人用测距仪采用单片机独立处理环境信息并发出停车提示或直接执行停车，不需要驾驶员亲自根据信息作判断，能够实现智能化防护提示或停车。为此我查阅了很多相关文献，主要有杨德麟的《红外测距仪原理与检测》还有潘永雄.《新编单片机原理与应用实验》；马忠梅.《单片机的c语言应用程序设计》；蔡明文等.《单片机课程设计》何宏.《单片机原理与接口技术教程》；付家才.《单片机控制工程实践技术》。

红外测距传感器作为一种典型的红外传感器，目前已经得到了较为广泛的应用。那么究竟红外线测距传感器的工作原理是什么呢？红外传感器的测距原理是红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到机器人主机，机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化。

近期来全球自然灾害频发，像近期的四川、智利的大地震、日本海啸，严重影响人类生命安全，而二次灾难又对营救者带来了极大的风险，这时搜救机器人就可以很好的代替营救者来搜救被困人群。传感器是搜救机器人不可缺少的器件，机器人上有很多种传感器，其中就有红外测距传感器。^[2]　　利用的红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。

4. 研究方案

设计的方案：此次设计的基于单片机的机器人红外视距装置总体上大致由三部分电路组成，分别是控制电路，红外线发射和接受电路以及灯光报警电路。

首先，我打算采用at89s51单片机来作为控制器，s51单片机作为c51单片机的升级版，由它构成的测量控制系统电路简单，体积轻巧，可靠性高，变成方便，故而本次设计课题的控制器选用at89s51。

其次，对于红外线发射和接受装置这部分，由于此次设计并不要求识别物体，只是判断与物体的距离，所以我打算采用tx05d红外线反射传感器来完成，这个传感器内部有一红外线发射管和一红外线接受管，在机器人工作时，发射端始终向外发射红外线信号，如果前方出现物体，则接收端收到反馈信号之后，会向单片机发出一个高电平信号，单片机经过判断后，根据之前设定的距离判断是否继续前进。

5. 工作计划

整个毕设工作我计划分以下几部分完成：

第一周，提出设计思路，对所要完成的这个基于单片机的机器人红外视距装置的设计建立一个整体的思想概况，弄清楚这个设计最后要达到什么要求，进行外文文献翻译。

第二周，针对这个设计所要达到的要求，思考所要用到的相关专业知识，提出设计方案，并且针对所要用到的理论知识进行相关资料文献的查询，进一步论证和研究方案的可行性。