如何使用單片機進行室內(nèi)紅外超聲波定位和電機的跟蹤調(diào)速控制的設(shè)計

　　本文提出了一種基于51單片機的室內(nèi)目標定位并反饋指導電機控制的方案。采用紅外線觸發(fā)，超聲波測距，三點定位技術(shù)，使用51單片機結(jié)合L298N電機驅(qū)動芯片來控制步進電機和單相直流電機，實現(xiàn)了電風扇自動跟蹤目標和自動調(diào)速的功能。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展和家用電器的日益智能化，對于室內(nèi)環(huán)境下的目標精確定位和跟蹤控制，已經(jīng)成為自動化行業(yè)的一個新方向。雖然GPS 定位技術(shù)已經(jīng)在導航、測圖等方面得到了廣泛的應用，但是由于其精度主要針對室外大環(huán)境，而無法滿足室內(nèi)環(huán)境下的精確定位和跟蹤控制，而小型的基于紅外線和超聲波的定位技術(shù)則由于其體積小、電路簡單、價格低等優(yōu)勢，在小范圍定位方面得到越來越廣泛的應用。尤其在室內(nèi)和一些惡劣的條件下，GPS 定位系統(tǒng)無法使用，超聲波定位技術(shù)就顯得更為必要。本文介紹了一種使用紅外線和超聲波的定位技術(shù)及其實現(xiàn)方法。并通過這種方法獲得目標物體的空間三維坐標數(shù)據(jù)，從而反饋到控制器用來指導控制步進電機和直流電機。這種技術(shù)的應用可以使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電風扇自動跟蹤目標，并根據(jù)目標位置自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達到智能化的目的。

　　本系統(tǒng)主要包括兩部分：硬件電路部分和軟件部分。硬件電路通過超聲波紅外定位系統(tǒng)獲得的定位數(shù)據(jù)數(shù)字信號，并將其通過51 單片機特定算法計算出相應的參考量，再以這些量為參考借助L298N 電機驅(qū)動芯片來控制步進電機的轉(zhuǎn)角和單相直流電機的轉(zhuǎn)速。由此便可以實現(xiàn)風扇自動跟蹤目標和自調(diào)速的目的。系統(tǒng)硬件框圖如圖1 所示，包括定位系統(tǒng)電路模塊、主芯片模塊和電機驅(qū)動與控制模塊。軟件部分采用模塊程序，主程序控制子程序，各子程序都具有相對獨立的功能，易于擴展。