CN109240308A - 自动跟踪购物车 - Google Patents
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Abstract
自动跟踪购物车属于跟踪装置技术领域，尤其涉及一种自动跟踪购物车。本发明提供一种自动跟踪购物车。本发明包括跟随端购物车和移动端，移动端包括超声波发射模块，超声波发射模块的控制信号输入端口与无线接收模块的控制信号输出端口相连；购物车上设置有驱动购物车驱动轮转动的转动电机、无线发射模块、红外线光电反射模块、第一单片机、第二单片机和电机驱动模块；购物车前端设置有与超声波发射模块配合的超声波接收模块。
Description
技术领域
本发明属于跟踪装置技术领域，尤其涉及一种自动跟踪购物车。
背景技术
伴随着物联网技术的发展、科技的创新以及各类传感器的孕育而生，智能化生活以及便携式设备越来越受人们的欢迎。在智能化高新技术控制的环境下，智能跟踪购物车的设计研究与应用也将成为超市、物流产业以及高级机场行李托运中最受欢迎的设备之一。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种自动跟踪购物车。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括跟随端购物车和移动端，移动端包括超声波发射模块，超声波发射模块的控制信号输入端口与无线接收模块的控制信号输出端口相连；
购物车上设置有驱动购物车驱动轮转动的转动电机、无线发射模块、红外线光电反射模块、第一单片机、第二单片机和电机驱动模块；
购物车前端设置有与超声波发射模块配合的超声波接收模块；
第一单片机的检测信号输入端口与超声波接收模块的检测信号输出端口相连，第二单片机的检测信号输入端口与红外线光电反射模块的检测信号输出端口相连，第一单片机的信号传输端口与第二单片机的信号传输端口相连；
第二单片机的控制信号输出端口与电机驱动模块的控制信号输入端口相连，电机驱动模块的控制信号输出端口与转动电机的控制信号输入端口相连；
第一单片机的控制信号输出端口与无线发射模块的控制信号输入端口相连。
作为一种优选方案，本发明每个所述购物车驱动轮配备一个转动电机。
作为另一种优选方案，本发明所述购物车包括两个被动轮和两个购物车驱动轮，两个被动轮设置在购物车前端两侧，两个购物车驱动轮设置在购物车后端两侧。
作为另一种优选方案，本发明所述超声波发射模块为四个，四个超声波发射模块分两行布置，上面第一行横向设置一个超声波发射模块，下面第二行横向均布三个超声波发射模块，下面第二行中间的超声波发射模块与上面第一行的超声波发射模块对齐；
超声波接收模块包括为三个，三个超声波接收模块横向均布。
作为另一种优选方案，本发明所述超声波发射模块和超声波接收模块采用HC-SR04型超声波模块。
作为另一种优选方案，本发明所述三个超声波接收模块从左到右编号1、2、3，无线发射模块与无线接收模块进行信息交流，第一单片机通过无线发射模块控制超声波发射模块发射超声波，超声波接收模块接收超声波，第一单片机对接收到的超声波数据进行计算，判断移动端位置。
作为另一种优选方案，本发明所述判断移动端位置的方法如下：
三路超声波分前后接收到移动端的超声波信号，第一单片机计算时间Time=y+1000*count;Time为计算出的超声波从发射到接收到的总时间；y为无线模块发射接收补尝时间；1000为微妙转换单位；count为计数器计的个数；通过如下公式计算距离；
distance=DISTANCEPEED_30C*Time;distance为计算出的距离；DISTANCEPEED_30C为30摄氏度时的声速340m/distance；Time为计算出来的时间；
三个超声波计算出距离数据distance1，distance2，distance3进行比对运算；
当DISTANCE1<DISTANCE2,DISTANCE1<DISTANCE3前方距离最小：购物车前进；
当DISTANCE2<DISTANCE1,DISTANCE2<DISTANCE3左边距离最小：购物车左转；
当DISTANCE3<DISTANCE1,DISTANCE3<DISTANCE2右边距离最小：购物车右转；
当DISTANCE1<15cm，购物车前方距离小于最小安全距离：购物车后退。
作为另一种优选方案，本发明当购物车前进，两个驱动轮全部向前转；
当购物车后退，两个驱动轮全部向后转；
当购物车左转，左驱动轮向后转，右驱动轮向前或不驱动；
当购物车右转，右驱动轮向后转，左驱动轮向前转或不驱动。
作为另一种优选方案，本发明所述第一单片机采用STC11F08XE芯片U18。
作为另一种优选方案，本发明所述第二单片机采用STC89C52芯片U1。
作为另一种优选方案，本发明所述转动电机采用直流电机。
作为另一种优选方案，本发明所述跟随端购物车和移动端的供电部分采用锂电池。
作为另一种优选方案，本发明所述U18的1脚分别与电阻R13一端、开关SW2一端、电容C15一端相连，电阻R13另一端接地，电容C15另一端分别与VCC_5.0端、开关SW2另一端相连；
U18的2、3脚分别与U1的11、10对应相连；
U18的4脚分别与晶振Y2一端、电容C13一端相连，电容C13另一端分别与电容C14一端、地线相连，电容C14另一端分别与晶振Y2另一端、U18的5脚相连；
U18的6脚通过电阻R15分别与接线端子J8的3脚、电阻R14一端相连，电阻R14另一端接VCC_5.0端，接线端子J8的2脚接VCC_5.0端，接线端子J8的1脚接地；
VCC_5.0端分别与电容C16一端、电容C17一端相连，电容C16另一端、电容C17另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED4阳极相连，发光二极管LED4阴极通过电阻R16与U18的2脚相连；
U18的7～9、14～20脚分别与LED3端、LED2端、LED1端、TR3端、TR2端、TR1端、ECH3端、ECH2端、ECH1端、VCC_5.0端对应连接；
LED1端通过电阻R10与发光二极管LED1阴极相连，发光二极管LED1阳极接VCC_5.0端；
LED2端通过电阻R11与发光二极管LED2阴极相连，发光二极管LED2阳极接VCC_5.0端；
LED3端通过电阻R102与发光二极管LED3阴极相连，发光二极管LED3阳极接VCC_5.0端；
ECH1端与接线端子J5的3脚相连，TR1端与接线端子J5的2脚相连，接线端子J5的1脚接地，接线端子J5的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C8接地；
ECH2端与接线端子J6的3脚相连，TR2端与接线端子J6的2脚相连，接线端子J6的1脚接地，接线端子J6的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C9接地；
ECH3端与接线端子J7的3脚相连，TR3端与接线端子J7的2脚相连，接线端子J7的1脚接地，接线端子J7的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C10接地。
作为另一种优选方案，本发明购物车上的电源模块包括LM2596N芯片U2，U2的1脚分别与VCC端、电容C4一端相连，U2的2脚分别与二极管U16阴极、电感L1一端相连，二极管U16阳极分别与电阻R4一端、电容C4另一端、地线、电容C6一端相连，电阻R4另一端分别与U2的4脚、变阻器R5固定端一端、变阻器R5调节端、电容C5一端相连，电容C5另一端分别与电阻R6一端、电感L1另一端、电容C6另一端、VCC_5端相连，电阻R6另一端接变阻器R5固定端另一端。
作为另一种优选方案，本发明购物车上的电源模块还包括7805芯片U17，U17的ViN脚接VCC端，U17的GND脚接地，U17的Vout分别与VCC5端、电容C11一端、电容C12一端相连，电容C11另一端分别与地线、电容C12另一端相连；
VCC_5.0端通过电阻R7与LED0阳极相连，LED0阴极接地；
VCC_5.0与开关SW0拨动端相连，开关SW0第一接线端与VCC_5端相连，开关SW0第三接线端与VCC5端相连。
作为另一种优选方案，本发明所述购物车包括后端立框，后端立框竖向中部设置有向前延伸的横向物品放置篮筐，后端立框竖向下端设置有向前延伸的横向底板，物品放置篮筐前端设置超声波接收模块；底板上端后部设置有控制箱，控制箱内设置第一单片机、第二单片机和电机驱动模块，底板下端四角设置有活动支撑轮，底板下端两侧中部设置驱动轮，底板前上端中部和后端中部各设置一个红外线光电反射模块，底板上端前部两侧各设置一个红外线光电反射模块。
作为另一种优选方案，本发明所述U1的32～39脚分别与LCD_1602显示模块P1的14～7脚对应连接，U1的1、2脚分别与Left端、Right端相连，U1的3脚与UP端相连，U1的4脚与DOWN端相连，U1的6、7、8脚分别与EN端、RW端、RS端对应相连，U1的19、18脚分别与X1端、X2端对应相连，U1的9脚与RST端对应相连；U1的10、11脚分别与RXD端、TXD端对应相连。
作为另一种优选方案，本发明所述电机驱动模块采用L298N芯片U3，U1的21～26脚分别与L298N芯片U3的5、7、10、12、6、11脚对应相连，U3的2脚分别与二极管U4阳极、二极管U8阴极、电阻R2一端、驱动一侧驱动轮转动的第一直流电机第二接线端相连，第一直流电机第一接线端分别与二极管U12阳极、二极管U13阴极、二极管U5阳极、U3的3脚、二极管U9阴极相连，二极管U12阴极分别与电阻R2另一端、二极管U13阳极相连；
U3的14脚分别与二极管U7阳极、二极管U11阴极、电阻3一端、驱动另一侧驱动轮转动的第二直流电机第二接线端相连，第二直流电机第一接线端分别与二极管U14阳极、二极管U15阴极、二极管U6阳极、U3的13脚、二极管U10阴极相连，二极管U14阴极分别与电阻R3另一端、二极管U15阳极相连；
U3的1、15脚接地。
作为另一种优选方案，本发明所述红外线光电反射模块采用接线端子J1、J2、J3、J4，U1的1脚与接线端子J1的OUT脚相连，接线端子J1的GND脚接地，接线端子J1的VCC脚接VCC_5.0端；
U1的2脚与接线端子J2的OUT脚相连，接线端子J2的GND脚接地，接线端子J2的VCC脚接VCC_5.0端；
U1的3脚与接线端子J3的OUT脚相连，接线端子J3的GND脚接地，接线端子J3的VCC脚接VCC_5.0端；
U1的4脚与接线端子J4的OUT脚相连，接线端子J4的GND脚接地，接线端子J4的VCC脚接VCC_5.0端。
作为另一种优选方案，本发明所述底板采用金属丝网结构。
作为另一种优选方案，本发明所述无线接收模块和无线发射模块均采用433m无线模块。
作为另一种优选方案，本发明所述超声波发射模块包括接线端子J9、J10、J11和J12，端子J9的1脚分别与电阻R19一端、地线相连，电阻R19另一端分别与电阻R17一端、电阻R18一端、端子J9的3脚相连，电阻R17另一端接TR端，电阻R18另一端分别与5V端、端子J9的4脚相连，5V端通过电容C18接地；
端子J10的1脚分别与电阻R22一端、地线相连，电阻R22另一端分别与电阻R20一端、电阻R21一端、端子J10的3脚相连，电阻R20另一端接TR端，电阻R21另一端分别与5V端、端子J10的4脚相连，5V端通过电容C19接地；
端子J11的1脚分别与电阻R25一端、地线相连，电阻R25另一端分别与电阻R23一端、电阻R24一端、端子J11的3脚相连，电阻R23另一端接TR端，电阻R24另一端分别与5V端、端子J11的4脚相连，5V端通过电容C20接地；
端子J12的1脚分别与电阻R28一端、地线相连，电阻R28另一端分别与电阻R26一端、电阻R27一端、端子J12的3脚相连，电阻R26另一端接TR端，电阻R27另一端分别与5V端、端子J12的4脚相连，5V端通过电容C21接地。
作为另一种优选方案，本发明所述无线接收模块包括WIFI_J接线端子J13，接线端子J13的1脚接地，接线端子J13的2、3脚接TR端，接线端子J13的4脚接5V端；
5V端分别与电容C24一端、电容C25一端相连，电容C24另一端、电容C25另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED6阳极相连，发光二极管LED6阴极通过电阻R9接TR端；
5V端通过电阻R29接发光二极管LED5阳极，发光二极管LED5阴极接地；
5V端分别与芯片U19的Vout端、电容C22一端、电容C23一端相连，电容C22另一端、电容C23另一端、地线相连；芯片U19的GND端接地，芯片U19的Vin端接VDD端。
其次，本发明所述U1的19脚分别与晶振Y1一端、电容C1一端相连，电容C1另一端分别与地线，电容C2一端相连，电容C2另一端分别与晶振Y1一端、U1的18脚相连；
U1的9脚分别与电阻R1一端、电容C3一端、开关SW1一端相连，电阻R1另一端接地，开关SW1另一端分别与电容C3另一端、VCC_5.0端。
另外，本发明所述购物车上设置有移动端放置区域，当购物者从购物车取走移动端时，触发放置区域内的感应装置，使购物车的电源为购物车上的用电设备供电；当购物者将移动端放回放置区域时，触发放置区域内的感应装置，使购物车的电源停止为购物车上的用电设备供电。如此设置节能省电，当购物者使用时，才启动电源，进行跟踪。
作为另一种优选方案，本发明所述感应装置为限位开关。
本发明有益效果。
本发明第一单片机可通过无线发射模块和无线接收模块控制超声波发射模块发射超声波，超声波接收模块接收超声波，第一单片机对接收到的超声波数据进行计算，实时测量购物车与购物者身上所持超声波发射设备（移动端）的距离和判断位置并跟踪；配合红外线光电反射模块传感对周围路况监测避障，当遇到障碍物时，第二单片机通过电机驱动模块、电机控制驱动轮使购物车进行跟随和避障动作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1、2、3、4、5是本发明电路原理图。
图6是本发明四个超声波发射模块布置示意图。
图7是本发明三个超声波接收模块布置示意图。
图8是本发明结构示意图。
图8中，1为物品放置篮筐，2为超声波接收模块支架，3为底板，4为控制箱，5为购物车活动支撑轮，6为驱动轮，7为底板前上端中部红外线光电反射模块，8为移动端、9为底板上端前部一侧红外线光电反射模块、10为底板后端中部红外线光电反射模块、11为底板上端前部另一侧红外线光电反射模块。
具体实施方式
如图所示，本发明包括跟随端购物车和移动端，移动端包括超声波发射模块，超声波发射模块的控制信号输入端口与无线接收模块的控制信号输出端口相连；
购物车上设置有驱动购物车驱动轮转动的转动电机、无线发射模块、红外线光电反射模块、第一单片机、第二单片机和电机驱动模块；
购物车前端设置有与超声波发射模块配合的超声波接收模块；
第一单片机的检测信号输入端口与超声波接收模块的检测信号输出端口相连，第二单片机的检测信号输入端口与红外线光电反射模块的检测信号输出端口相连，第一单片机的信号传输端口与第二单片机的信号传输端口相连；
第二单片机的控制信号输出端口与电机驱动模块的控制信号输入端口相连，电机驱动模块的控制信号输出端口与转动电机的控制信号输入端口相连；
第一单片机的控制信号输出端口与无线发射模块的控制信号输入端口相连。
每个所述购物车驱动轮配备一个转动电机。
所述购物车包括两个被动轮和两个购物车驱动轮，两个被动轮设置在购物车前端两侧，两个购物车驱动轮设置在购物车后端两侧。
所述超声波发射模块为四个，四个超声波发射模块分两行布置，上面第一行横向设置一个超声波发射模块，下面第二行横向均布三个超声波发射模块，下面第二行中间的超声波发射模块与上面第一行的超声波发射模块对齐；
超声波接收模块包括为三个，三个超声波接收模块横向均布。
上述超声波发射模块布置方式，多方位发射超声波信号，发射超声波信号强度大，使得接收更准确、全面。
所述超声波发射模块和超声波接收模块采用HC-SR04型超声波模块。
所述三个超声波接收模块从左到右编号1、2、3，无线发射模块与无线接收模块进行信息交流，第一单片机通过无线发射模块控制超声波发射模块发射超声波，超声波接收模块接收超声波，第一单片机对接收到的超声波数据进行计算，判断移动端位置。
所述判断移动端位置的方法如下：
三路超声波分前后接收到移动端的超声波信号，第一单片机计算时间Time=y+1000*count;Time为计算出的超声波从发射到接收到的总时间；y为无线模块发射接收补尝时间；1000为微妙转换单位；count为计数器计的个数；通过如下公式计算距离；
distance=DISTANCEPEED_30C*Time;distance为计算出的距离；DISTANCEPEED_30C为30摄氏度时的声速340m/distance；Time为计算出来的时间；
三个超声波计算出距离数据distance1，distance2，distance3进行比对运算；
当DISTANCE1<DISTANCE2,DISTANCE1<DISTANCE3前方距离最小：购物车前进；
当DISTANCE2<DISTANCE1,DISTANCE2<DISTANCE3左边距离最小：购物车左转；
当DISTANCE3<DISTANCE1,DISTANCE3<DISTANCE2右边距离最小：购物车右转；
当DISTANCE1<15cm，购物车前方距离小于最小安全距离：购物车后退。
当购物车前进，两个驱动轮全部向前转；
当购物车后退，两个驱动轮全部向后转；
当购物车左转，左驱动轮向后转，右驱动轮向前或不驱动；
当购物车右转，右驱动轮向后转，左驱动轮向前转或者不驱动。
所述第一单片机采用STC11F08XE芯片。
所述第二单片机采用STC89C52芯片U1。
所述转动电机采用直流电机。用直流电机驱动，方便改装组装，防止承载重物时负载落到驱动轮上增加电能消耗。购物车的车体形成稳定结构，使其运行平稳。
所述电池采用锂电池。
所述U18的1脚分别与电阻R13一端、开关SW2一端、电容C15一端相连，电阻R13另一端接地，电容C15另一端分别与VCC_5.0端、开关SW2另一端相连；
U18的2、3脚分别与U1的11、10对应相连；
U18的4脚分别与晶振Y2一端、电容C13一端相连，电容C13另一端分别与电容C14一端、地线相连，电容C14另一端分别与晶振Y2另一端、U18的5脚相连；
U18的6脚通过电阻R15分别与接线端子J8的3脚、电阻R14一端相连，电阻R14另一端接VCC_5.0端，接线端子J8的2脚接VCC_5.0端，接线端子J8的1脚接地；
VCC_5.0端分别与电容C16一端、电容C17一端相连，电容C16另一端、电容C17另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED4阳极相连，发光二极管LED4阴极通过电阻R16与U18的2脚相连；
U18的7～9、14～20脚分别与LED3端、LED2端、LED1端、TR3端、TR2端、TR1端、ECH3端、ECH2端、ECH1端、VCC_5.0端对应连接；
LED1端通过电阻R10与发光二极管LED1阴极相连，发光二极管LED1阳极接VCC_5.0端；
LED2端通过电阻R11与发光二极管LED2阴极相连，发光二极管LED2阳极接VCC_5.0端；
LED3端通过电阻R102与发光二极管LED3阴极相连，发光二极管LED3阳极接VCC_5.0端；
ECH1端与接线端子J5的3脚相连，TR1端与接线端子J5的2脚相连，接线端子J5的1脚接地，接线端子J5的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C8接地；
ECH2端与接线端子J6的3脚相连，TR2端与接线端子J6的2脚相连，接线端子J6的1脚接地，接线端子J6的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C9接地；
ECH3端与接线端子J7的3脚相连，TR3端与接线端子J7的2脚相连，接线端子J7的1脚接地，接线端子J7的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C10接地。
J5、J6、J7分别与三个超声波接收芯片相连。
购物车上的电源模块包括LM2596N芯片U2，U2的1脚分别与VCC端、电容C4一端相连，U2的2脚分别与二极管U16阴极、电感L1一端相连，二极管U16阳极分别与电阻R4一端、电容C4另一端、地线、电容C6一端相连，电阻R4另一端分别与U2的4脚、变阻器R5固定端一端、变阻器R5调节端、电容C5一端相连，电容C5另一端分别与电阻R6一端、电感L1另一端、电容C6另一端、VCC_5端相连，电阻R6另一端接变阻器R5固定端另一端。
购物车上的电源模块还包括7805芯片U17，U17的ViN脚接VCC端，U17的GND脚接地，U17的Vout分别与VCC5端、电容C11一端、电容C12一端相连，电容C11另一端分别与地线、电容C12另一端相连；
VCC_5.0端通过电阻R7与LED0阳极相连，LED0阴极接地；
VCC_5.0与开关SW0拨动端相连，开关SW0第一接线端与VCC_5端相连，开关SW0第三接线端与VCC5端相连。
7805芯片部分可作为备用电源，通过手动转换开关SW0，当LM2596N无输出时，转换为7805芯片部分供电。
所述购物车包括后端立框，后端立框竖向中部设置有向前延伸的横向物品放置篮筐，后端立框竖向下端设置有向前延伸的横向底板，物品放置篮筐前端设置超声波接收模块；底板上端后部设置有控制箱，控制箱内设置第一单片机、第二单片机和电机驱动模块，底板下端四角设置有活动支撑轮，底板下端两侧中部设置驱动轮，底板前上端中部和后端中部各设置一个红外线光电反射模块，底板上端前部两侧各设置一个红外线光电反射模块。
底板前、后、左、右各设置一个红外线光电反射模块，检测购物车四个方向与障碍物的距离，有效防止购物车撞到障碍物。
所述U1的32～39脚分别与LCD_1602显示模块P1的14～7脚对应连接，U1的1、2脚分别与Left端、Right端相连，U1的3脚与UP端相连，U1的4脚与DOWN端相连，U1的6、7、8脚分别与EN端、RW端、RS端对应相连，U1的19、18脚分别与X1端、X2端对应相连，U1的9脚与RST端对应相连；U1的10、11脚分别与RXD端、TXD端对应相连。
相关数据用LCD液晶显示。LCD1602则用来显示购物车与跟踪目标的距离
所述U1的21～26脚分别与L298N芯片U3的5、7、10、12、6、11脚对应相连，U3的2脚分别与二极管U4阳极、二极管U8阴极、电阻R2一端、驱动一侧驱动轮转动的第一直流电机第二接线端相连，第一直流电机第一接线端分别与二极管U12阳极、二极管U13阴极、二极管U5阳极、U3的3脚、二极管U9阴极相连，二极管U12阴极分别与电阻R2另一端、二极管U13阳极相连；
U3的14脚分别与二极管U7阳极、二极管U11阴极、电阻3一端、驱动另一侧驱动轮转动的第二直流电机第二接线端相连，第二直流电机第一接线端分别与二极管U14阳极、二极管U15阴极、二极管U6阳极、U3的13脚、二极管U10阴极相连，二极管U14阴极分别与电阻R3另一端、二极管U15阳极相连；
U3的1、15脚接地。
L298N为电机驱动模块采用的芯片。U1通过连接引脚发送高低信号给L298N的IN引脚，控制L298N的OUT引脚输出不同电平控制电机正反转，达到控制小车前进、后退、转弯的目的。
所述Left端与接线端子J1的OUT脚相连，接线端子J1的GND脚接地，接线端子J1的VCC脚接VCC_5.0端；
Right端与接线端子J2的OUT脚相连，接线端子J2的GND脚接地，接线端子J2的VCC脚接VCC_5.0端；
UP端与接线端子J3的OUT脚相连，接线端子J3的GND脚接地，接线端子J3的VCC脚接VCC_5.0端；
Down端与接线端子J4的OUT脚相连，接线端子J4的GND脚接地，接线端子J4的VCC脚接VCC_5.0端。
J1、J2、J3、J4分别接购物车底板前后左右四个红外线光电反射模块。
红外线光电反射模块的out端作为单片机的输入端，检测到是否有障碍物，输出相应的高低电平变化。
红外线光电反射模块可采用QT50红外对管。
所述底板采用金属丝网结构；结构坚固。
所述无线接收模块和无线发射模块均采用433m无线模块。
所述超声波发射模块包括接线端子J9、J10、J11和J12（接超声波芯片），端子J9的1脚分别与电阻R19一端、地线相连，电阻R19另一端分别与电阻R17一端、电阻R18一端、端子J9的3脚相连，电阻R17另一端接TR端，电阻R18另一端分别与5V端、端子J9的4脚相连，5V端通过电容C18接地；
端子J10的1脚分别与电阻R22一端、地线相连，电阻R22另一端分别与电阻R20一端、电阻R21一端、端子J10的3脚相连，电阻R20另一端接TR端，电阻R21另一端分别与5V端、端子J10的4脚相连，5V端通过电容C19接地；
端子J11的1脚分别与电阻R25一端、地线相连，电阻R25另一端分别与电阻R23一端、电阻R24一端、端子J11的3脚相连，电阻R23另一端接TR端，电阻R24另一端分别与5V端、端子J11的4脚相连，5V端通过电容C20接地；
端子J12的1脚分别与电阻R28一端、地线相连，电阻R28另一端分别与电阻R26一端、电阻R27一端、端子J12的3脚相连，电阻R26另一端接TR端，电阻R27另一端分别与5V端、端子J12的4脚相连，5V端通过电容C21接地。
所述无线接收模块包括WIFI_J接线端子J13（接无线接收模块），接线端子J13的1脚接地，接线端子J13的2、3脚接TR端，接线端子J13的4脚接5V端；
5V端分别与电容C24一端、电容C25一端相连，电容C24另一端、电容C25另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED6阳极相连，发光二极管LED6阴极通过电阻R9接TR端；
5V端通过电阻R29接发光二极管LED5阳极，发光二极管LED5阴极接地；
5V端分别与芯片U19的Vout端、电容C22一端、电容C23一端相连，电容C22另一端、电容C23另一端、地线相连；芯片U19的GND端接地，芯片U19的Vin端接VDD端。
所述X1端分别与晶振Y1一端、电容C1一端相连，电容C1另一端分别与地线，电容C2一端相连，电容C2另一端分别与晶振Y1一端、X2端相连；
RST端分别与电阻R1一端、电容C3一端、开关SW1一端相连，电阻R1另一端接地，开关SW1另一端分别与电容C3另一端、VCC_5.0端。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.自动跟踪购物车，包括跟随端购物车和移动端，其特征在于移动端包括超声波发射模块，超声波发射模块的控制信号输入端口与无线接收模块的控制信号输出端口相连；
购物车上设置有驱动购物车驱动轮转动的转动电机、无线发射模块、红外线光电反射模块、第一单片机、第二单片机和电机驱动模块；
购物车前端设置有与超声波发射模块配合的超声波接收模块；
第一单片机的检测信号输入端口与超声波接收模块的检测信号输出端口相连，第二单片机的检测信号输入端口与红外线光电反射模块的检测信号输出端口相连，第一单片机的信号传输端口与第二单片机的信号传输端口相连；
第二单片机的控制信号输出端口与电机驱动模块的控制信号输入端口相连，电机驱动模块的控制信号输出端口与转动电机的控制信号输入端口相连；
第一单片机的控制信号输出端口与无线发射模块的控制信号输入端口相连；
所述第一单片机采用STC11F08XE芯片U18；
所述U18的1脚分别与电阻R13一端、开关SW2一端、电容C15一端相连，电阻R13另一端接地，电容C15另一端分别与VCC_5.0端、开关SW2另一端相连；
U18的2、3脚分别与U1的11、10对应相连；
U18的4脚分别与晶振Y2一端、电容C13一端相连，电容C13另一端分别与电容C14一端、地线相连，电容C14另一端分别与晶振Y2另一端、U18的5脚相连；
U18的6脚通过电阻R15分别与接线端子J8的3脚、电阻R14一端相连，电阻R14另一端接VCC_5.0端，接线端子J8的2脚接VCC_5.0端，接线端子J8的1脚接地；
VCC_5.0端分别与电容C16一端、电容C17一端相连，电容C16另一端、电容C17另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED4阳极相连，发光二极管LED4阴极通过电阻R16与U18的2脚相连；
U18的7～9、14～20脚分别与LED3端、LED2端、LED1端、TR3端、TR2端、TR1端、ECH3端、ECH2端、ECH1端、VCC_5.0端对应连接；
LED1端通过电阻R10与发光二极管LED1阴极相连，发光二极管LED1阳极接VCC_5.0端；
LED2端通过电阻R11与发光二极管LED2阴极相连，发光二极管LED2阳极接VCC_5.0端；
LED3端通过电阻R102与发光二极管LED3阴极相连，发光二极管LED3阳极接VCC_5.0端；
ECH1端与接线端子J5的3脚相连，TR1端与接线端子J5的2脚相连，接线端子J5的1脚接地，接线端子J5的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C8接地；
ECH2端与接线端子J6的3脚相连，TR2端与接线端子J6的2脚相连，接线端子J6的1脚接地，接线端子J6的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C9接地；
ECH3端与接线端子J7的3脚相连，TR3端与接线端子J7的2脚相连，接线端子J7的1脚接地，接线端子J7的4脚接VCC_5.0端，VCC_5.0端通过电容C10接地。
2.根据权利要求1所述自动跟踪购物车，其特征在于所述超声波发射模块为四个，四个超声波发射模块分两行布置，上面第一行横向设置一个超声波发射模块，下面第二行横向均布三个超声波发射模块，下面第二行中间的超声波发射模块与上面第一行的超声波发射模块对齐；
超声波接收模块包括为三个，三个超声波接收模块横向均布。
3.根据权利要求2所述自动跟踪购物车，其特征在于所述三个超声波接收模块从左到右编号1、2、3，无线发射模块与无线接收模块进行信息交流，第一单片机通过无线发射模块控制超声波发射模块发射超声波，超声波接收模块接收超声波，第一单片机对接收到的超声波数据进行计算，判断移动端位置。
4.根据权利要求3所述自动跟踪购物车，其特征在于所述判断移动端位置的方法如下：
三路超声波分前后接收到移动端的超声波信号，第一单片机计算时间Time=y+1000*count;Time为计算出的超声波从发射到接收到的总时间；y为无线模块发射接收补尝时间；1000为微妙转换单位；count为计数器计的个数；通过如下公式计算距离；
distance=DISTANCEPEED_30C*Time;distance为计算出的距离；DISTANCEPEED_30C为30摄氏度时的声速340m/distance；Time为计算出来的时间；
三个超声波计算出距离数据distance1，distance2，distance3进行比对运算；
当DISTANCE1<DISTANCE2,DISTANCE1<DISTANCE3前方距离最小：购物车前进；
当DISTANCE2<DISTANCE1,DISTANCE2<DISTANCE3左边距离最小：购物车左转；
当DISTANCE3<DISTANCE1,DISTANCE3<DISTANCE2右边距离最小：购物车右转；
当DISTANCE1<15cm，购物车前方距离小于最小安全距离：购物车后退。
5.根据权利要求1所述自动跟踪购物车，其特征在于购物车上的电源模块包括LM2596N芯片U2，U2的1脚分别与VCC端、电容C4一端相连，U2的2脚分别与二极管U16阴极、电感L1一端相连，二极管U16阳极分别与电阻R4一端、电容C4另一端、地线、电容C6一端相连，电阻R4另一端分别与U2的4脚、变阻器R5固定端一端、变阻器R5调节端、电容C5一端相连，电容C5另一端分别与电阻R6一端、电感L1另一端、电容C6另一端、VCC_5端相连，电阻R6另一端接变阻器R5固定端另一端。
6.根据权利要求1所述自动跟踪购物车，其特征在于购物车上的电源模块还包括7805芯片U17，U17的ViN脚接VCC端，U17的GND脚接地，U17的Vout分别与VCC5端、电容C11一端、电容C12一端相连，电容C11另一端分别与地线、电容C12另一端相连；
VCC_5.0端通过电阻R7与LED0阳极相连，LED0阴极接地；
VCC_5.0与开关SW0拨动端相连，开关SW0第一接线端与VCC_5端相连，开关SW0第三接线端与VCC5端相连。
7.根据权利要求1所述自动跟踪购物车，其特征在于所述超声波发射模块包括接线端子J9、J10、J11和J12，端子J9的1脚分别与电阻R19一端、地线相连，电阻R19另一端分别与电阻R17一端、电阻R18一端、端子J9的3脚相连，电阻R17另一端接TR端，电阻R18另一端分别与5V端、端子J9的4脚相连，5V端通过电容C18接地；
端子J10的1脚分别与电阻R22一端、地线相连，电阻R22另一端分别与电阻R20一端、电阻R21一端、端子J10的3脚相连，电阻R20另一端接TR端，电阻R21另一端分别与5V端、端子J10的4脚相连，5V端通过电容C19接地；
端子J11的1脚分别与电阻R25一端、地线相连，电阻R25另一端分别与电阻R23一端、电阻R24一端、端子J11的3脚相连，电阻R23另一端接TR端，电阻R24另一端分别与5V端、端子J11的4脚相连，5V端通过电容C20接地；
端子J12的1脚分别与电阻R28一端、地线相连，电阻R28另一端分别与电阻R26一端、电阻R27一端、端子J12的3脚相连，电阻R26另一端接TR端，电阻R27另一端分别与5V端、端子J12的4脚相连，5V端通过电容C21接地。
8.根据权利要求1所述自动跟踪购物车，其特征在于所述无线接收模块包括WIFI_J接线端子J13，接线端子J13的1脚接地，接线端子J13的2、3脚接TR端，接线端子J13的4脚接5V端；
5V端分别与电容C24一端、电容C25一端相连，电容C24另一端、电容C25另一端、地线相连；
VCC_5.0端与发光二极管LED6阳极相连，发光二极管LED6阴极通过电阻R9接TR端；
5V端通过电阻R29接发光二极管LED5阳极，发光二极管LED5阴极接地；
5V端分别与芯片U19的Vout端、电容C22一端、电容C23一端相连，电容C22另一端、电容C23另一端、地线相连；芯片U19的GND端接地，芯片U19的Vin端接VDD端。
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