本设计以智能小车的控制为切入点，设计了小车的寻迹和入库。本设计中的一些设计方法和思路可以为无人驾驶汽车，自动运输机器人，无人机等机器人提供一定的设计思路和解决方案。换一个角度考虑，随着智能化的日益提高，在智能玩具方面，也可以形成一定的市场，解决国内市场玩具缺乏技术创新的尴尬局面，同时也可以作为一种培养孩子动手能力途径。一方面获得了收益，另一方面也培养了孩子的兴趣，为进一步输送人才打好了基础。

1.4  项目主要研究内容

本设计以arduino单片机为核心，主要研究小车的寻迹和入库功能。采用红外传感器，利用黑色对于红外光的反射最弱原理，对地上的黑色标记进行判断，并按照指定路径前进，此功能即为寻迹。利用超声波检测左右障碍物距离，模拟了现实生活中的左右道路，然后回传数据给单片机，单片机通过已经烧录的程序进行判断，采取相应的决策。在左边传感器检测出的距离大于既定阈值时候向左边转向，当小于既定阈值时候向右边转向，在某一范围内则前进，以此实现贴边前进。当入库完成，前方红外传感器检测到障碍物则发出信号表示车已停，此功能即为入库。

2  基本理论及系统搭建

2.1   Arduino单片机概述

Arduino是目前机为主流的一个电子互动平台，以其功能多样，价格低廉，开发方便等诸多特点被广泛运用于物联网和电子竞赛之中。Arduino由 Massimo Banzi跟David Cuartielles于2005年设计完成，并公布设计图和源代码，由于其具有开源的特性，使得arduino在短短几年得到快速的发展。arduino构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing/Wiring开发环境。

Arduino通过传感器获取环境信息，经过内部程序处理以后发出相应的控制信号。Arduino有其自己的开发语言，其实就是封装了大量的库函数的C语言，正因为如此，其开发难度大大减小，使得开发周期变得更短。在程序编写完成以后，生成二进制文件，烧录进微控制器，完成软件的编写过程，配合硬件的功能特性，便可实现各种各样的功能。由于源代码开放，也使得众多的兴趣爱好者参与进来，展现出了各种令人惊叹的作品。

arduino主要特点如下：

1、开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载[ ]；

2、使用低价格的微处理控制器(AVR系列控制器)，可以采用USB接口供电，不需外接电源，也可以使用外部9VDC输入[ ]；

3、支持ISP在线烧，可以将新的bootloader固件烧入AVR芯片；

4、可依据官方提供的Eagle格式PCB和SCH电路图简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制[ ]；

5、可简单地与传感器，各式各样的电子元件连接[ ]；

6、支持多种互动程序，如：Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等；

7、应用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等输入的装置的互动内容，可以更简单地达成单人或多人游戏互动[ ]。

2.2  设计原理综述

2.2.1  设计原理与方法

本设计使用PWM控制直流减速电机的加速，减速，并调节其转速，使电机在一个合适的转速下工作，很方便的实现了电机的智能控制[ ]。而实现PWM的控制驱动模块则直接调用arduino UNO系统已经开发好的PWM函数配合定时器直接产生，配合对应的IO口则可以直接对电机进行控制，其中包括加减速，正反转。而由arduino UNO单片机产生的脉冲信号输入到L298N驱动芯片来控制直流减速电机工作。智能小车采用的两个前轮各由一个电机驱动，后轮是万向轮，起到支撑和转向的作用，使得小车得以完成全部动作。