基于Cortex-M3的矿井车循迹系统设计

杨伟钧，杨 燕，林励平

（广州城市职业学院 广东 广州 510405）

随着科技的发展、和谐社会的需求，在恶劣矿井下自动小车取代人力运作、保证矿工的人身安全成为了急需解决的问题。智能循迹小车为改善和提高矿井下运输货物，发挥了重要的作用[1]。其中，系统硬件设计及其运行稳定性是智能循迹小车系统的基本要素，而自动循迹的控制是其重要的方面。在矿井环境下，小车运行控制系统具有较强的非线性、模糊性和不确定性，一般路面的运载小车无法完成相应工作，用传统的控制理论和方法很难对其进行有效的控制。

可见矿井恶劣环境下，智能小车自动循迹系统性能的设计变得非常重要。为了实现系统的稳定性，在做了具体环境分析和需求情况下，提出了一种智能小车系统的设计方案，该方案采用最新的ARM内核作控制端，红外探测器和图像传感器等作为信息采集、传输与通讯，软件上采用模糊控制策略实现。系统能完成在恶劣矿井环境下的自动循迹。

1 系统硬件设计

根据系统设计的需求，结合CPU的选型以及软件控制算法的特点，对自动循迹小车硬件系统进行了整体的规划设计[2]。系统由CPU处理模块、红外探测器、图像传感器、温度传感器、电机驱动、无线传输模块以及存储器模块等组成。各模块之间的联系如图1所示。

图1 系统总体结构图Fig.1 Structure diagram of the system

1）CPU处理模块采用ARM最新内核Cortex-M3[3]，与其它处理器相比，优势在于低功耗、低成本、高性能3者（或2者）的结合。在系统中其主要功能：实时采集各种传感器的信息，根据系统模糊控制方法，作出系统的判断、决策、相应数据的存储或处理。……