智能高尔夫球服务车的设计

　　20 世纪 80 年代末 ， 高尔夫运动传入我国 ， 现已形成一个具有巨大潜能的市场。 纵观高尔夫场的人员情况，底层工作人员特别是球童一类的专业人员空缺较大。 雇佣一个专业球童的价格不菲，而且过多的人员走动会影响球手发挥，同时破坏植被。为解决上述问题，本文综合运用红外线定位、超 声测 距等 技术，设 计出 了一种 智能自动高尔夫球车 ，它能承 载球 具，根 据设定 距离 自动跟踪运动员行进，让球手更加自如地发挥。

　　1系统硬件设计

　　1.1系统构成

　　系统以 AT89C51 单片机为主控制器，结合红外线定位、超声测距、电机控制、电源检测等技术，其 结构 如图1 所示 。 工作原理 ： 球手佩戴一个红外信号发射器 ， 向外发射特定波段的红外信号，智能球车上安装 8 个红外接收头， 保证接收范围可覆盖 360°， 不产生信号盲区;接收到的信号经相应处理 送入 到 MCU， 对球 手位 置进 行定位，产生电动机驱动信号，使球车向球手行驶;定位方向后利用超声波测 距 ，保 证球 车的定 距停 车 ，从而 实现全面智能跟随功能。此外，配有红外遥控器，可对球车进行直接启动停止及定向行进操作。

　　1.2红外线定位及遥控电路

　　红外定位及遥控电路由通用红外线 遥控 发射/接 收器的 CMOS 大规模集成电路 BL9148/BL9149 和红外接收头 CHQ0038 组 成 。 接 收 芯 片 BL9148 与 BL9149 联 合 使用，可完成 10 个控制功能。 该芯片能发射 75 条指令，利用它可组成多键操作;另外 12 个是单发指令，利用它可组成单键操作[ 1]。 依据车体的高度 ， 在车头共放置 8 个接收器，中间平行放置 2 个检测前方信号的接收器，左右每隔 30°放置 1 个接收器。 单个接收电路如图 2 所示。

　　1.3超声波测距电路

　　1.3.1超声波测距原理及选用器件

　　本设计采用脉冲反射式测距机理，即由超声波发射机发射超声波，同时开始计时，超声波在空气中传播，当碰到障碍物时被反射 ，由 超声波 接收 机接 收 ，此时 计时结束。 超声波往返的时间为 t，根据 s=ct/2，即可计算出超声 波收 发与 障碍物 之间 的 距 离 。 其 中 c 为 超 声 波 波速，在测量精度要求不是很严格的情况下，可以认为 c=340 m/s[ 2]。

　　超声传感器工作机理是：在加上电压时超声换能器受激以脉冲方 式发 出超声 波 (一 般 40 kHz~60 kHz)，接着超声换能器转入接收状态，对接收的超声波脉冲进行分析，当收到的声波 超出门 槛电 平时计 时结 束 ，通 过测量 声波 的进程 时间 并根 据声波 在介 质中的 传输 速 率 计算出 从传 感器到 目标 物体 的距离 。 本设 计中 使 用 的 是T/R -40 系列超声波传感器 ， 其中发射器型号为 T -40 ，接收器型号为 R-40。 它们适用于以空气作为传播媒介的遥控发射、接收电路[ 3]。