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博主介绍：✌️码农一枚 ，专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者，博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于单片机，Java、小程序技术领域和毕业项目实战
✌️技术范围：单片机，STM32，52/51单片机、小程序、SpringBoot、SSM、JSP、Vue、PHP、Java、python、爬虫、数据可视化、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。
主要内容：免费开题报告、任务书、中期检查PPT、代码编写、🚢文编写和辅导、🚢文降重、长期答辩答疑辅导、一对一专业代码讲解辅导答辩、模拟答辩演练、和理解代码逻辑思路。
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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的循迹避障智能小车设计与实现
2. 基于 STM32 的 WiFi 遥控循迹避障机器人开发
3. 搭载 PID 调速的 STM32 智能循迹避障小车系统设计
4. 基于 ESP-01S 的 STM32 智能小车远程控制系统研究
5. 集成超声波雷达的 STM32 循迹避障小车设计
6. 基于线性差值算法的 STM32 红外循迹小车开发
7. 支持 WiFi 通信的 STM32 多功能智能小车设计
8. 带电压检测与显示屏的 STM32 自主循迹机器人实现
9. 基于差速转向算法的 STM32 智能小车研究与开发
10. 多模式 STM32 循迹避障小车软硬件系统设计
11. 移动端 APP 控制的 STM32 循迹避障智能小车设计
12. 基于 TB6612 驱动的 STM32 编码电机智能小车开发
13. 融合红外循迹与超声波避障的 STM32 小车系统设计
14. 具备实时状态监测的 STM32 WiFi 智能小车实现
15. 基于 SG90 舵机扫描雷达的 STM32 智能小车研究
16. 双路 PID 速度控制 STM32 自主移动小车设计
17. 多按键人机交互 STM32 循迹避障小车开发
18. 基于 TCRT5000 传感器的 STM32 智能循迹小车设计
19. 远程通信与自主行驶双模式 STM32 机器人设计
20. 集循迹、避障、状态监测于一体 STM32 智能小车研发

项目研究背景

移动机器人作为物联网与嵌入式技术融合的典型应用载体，现已广泛应用于仓储巡检、智能教学、室内运输等场景。基于单片机的智能小车是嵌入式开发领域常见的研究对象，传统简易智能小车普遍存在功能单一的问题，大多仅支持单一循迹或者基础避障功能，运动控制方式粗糙，缺少精准的速度调控策略，同时缺乏远程通信能力与实时状态可视化展示。多数方案仅依靠简单开关量传感器采集数据，路径识别精度不足，无法实现多工作模式灵活切换，难以兼顾自主行驶与远程手动控制。随着嵌入式硬件成本持续下降，WiFi 无线通信、闭环电机控制技术逐步普及，构建兼具自主感知、远程操控、状态监测的多功能智能小车具备良好的实现条件。本课题依托 STM32 单片机搭建硬件平台，集成红外循迹、超声波避障、电压检测模块，引入 PID 调速算法与无线通信模块，实现小车自主作业与移动端远程管控，能够有效弥补传统小车功能短板，可为嵌入式移动机器人相关教学与小型场景应用提供实践参考。

摘要

本文设计一款以 STM32F103RCT6 为主控芯片的多功能智能小车系统。硬件搭载 TCRT5000 红外循迹模块、HC-SR04 超声波传感器与 SG90 舵机构建环境感知单元，采用 TB6612 驱动编码器电机，通过双路 PID 控制与差速转向算法实现车辆平稳运动。系统集成 ESP-01S WiFi 模块实现与移动端 APP 通信，支持手动遥控；配备按键与显示屏实现人机交互，可实时展示运行电压、行驶速度、测距数据，支持循迹模式与避障模式切换。循迹模式下小车沿黑线自主行驶，遇障碍物自动停止报警；避障模式依靠舵机带动超声波扫描环境，检测障碍后自动转向避让。测试结果表明，小车运行稳定，兼具自主行驶与远程控制能力，满足嵌入式移动小车多场景应用需求。

总体方案

1. STM32F103RCT6 主控芯片：作为整个小车的控制核心，负责采集各类传感器数据、运行控制算法、处理按键指令、驱动外设以及与 WiFi 模块数据交互。该芯片资源充足，具备多路定时器、外部中断与串口资源，能够同时支持编码器信号采集、舵机 PWM 控制、传感器数据读取，满足本项目多外设协同工作需求，是嵌入式智能小车主流主控方案。
2. TCRT5000 五路红外循迹传感器模块：负责采集地面黑线反射信号，将模拟信号传输至主控 ADC 引脚，采用线性插值算法提升黑线识别精度，用于实现小车自主循迹功能。五路布局能够采集横向多路地面信息，相比单路、三路传感器，可以获取更丰富路径数据，降低小车偏离轨道概率。
3. HC-SR04 超声波传感器 + SG90 舵机：舵机带动超声波传感器进行角度旋转扫描，构成简易超声波雷达，持续测量小车前方不同角度障碍物距离，为主控提供环境障碍数据，支撑避障逻辑执行。
4. TB6612 电机驱动模块 + 48 减速比编码直流电机：TB6612 接收主控 PWM 信号驱动电机运转；电机自带编码器反馈转速信号，主控采集编码器脉冲，运行双通道 PID 算法独立调节左右电机转速，依靠差速转向算法实现车辆转向，完成前进、后退、转向等动作。
5. ESP-01S WiFi 通信模块：通过串口与 STM32 通信，实现小车与手机 APP 的数据交互，接收 APP 下发的控制指令，同时上传小车运行状态数据，完成远程模式切换与手动遥控。
6. OLED 显示屏与独立按键模块：按键作为人机交互输入单元，用于页面切换、模式选择、参数调节；OLED 屏幕实时刷新小车运行电压、行驶速度、超声波测距值、当前工作模式等信息，实现状态可视化。
7. 蜂鸣器模块：作为声光报警单元，在循迹模式检测障碍物、避障模式识别障碍时触发蜂鸣提醒。
8. 电源管理与电压检测电路：为整个系统硬件提供稳定供电，实时采集电池电压并传输给主控，实现电压监测功能。

核心功能

1. 五路红外黑线循迹功能：依靠 TCRT5000 传感器采集地面反射信号，采用线性插值算法提升黑线识别分辨率，小车自主沿着预设黑线稳定行驶；循迹行驶过程中持续读取超声波测距数据，识别障碍物后小车立即停止，同时触发蜂鸣器报警。
2. 超声波雷达自主避障功能：SG90 舵机带动 HC-SR04 超声波传感器旋转扫描周边环境，实时检测障碍物距离；识别到障碍物后蜂鸣器报警，主控执行转向逻辑，控制小车自动转向规避障碍物。
3. 编码器电机闭环运动控制功能：采集电机编码器脉冲信号，运行双通道 PID 算法独立控制左右电机转速；使用差速转向策略，通过调整左右轮转速差值实现车辆转向，保障小车行驶、转向动作平稳可控。
4. 多按键人机交互功能：按键 1 负责切换数据显示页面和模式选择页面；数据显示页面下，按键 3 查看 WiFi 连接状态，按键 4 查看通信订阅主题；模式选择页面中，按键 2 进行选项切换，选中工作模式时按键 3 切换循迹 / 避障模式，选中调速选项时，按键 3 增加速度、按键 4 降低速度。
5. 运行状态实时显示功能：OLED 显示屏持续展示小车当前工作模式、电池电压、左右轮行驶速度、超声波检测距离等关键运行参数，方便调试与运行状态观测。
6. ESP-01S WiFi 无线通信与 APP 控制功能：WiFi 模块建立小车与手机 APP 通信链路，APP 远程下发指令，可切换小车工作模式，同时支持手动控制小车前进、后退、左转、右转。

技术路线

1. C 语言：作为 STM32 单片机程序开发编程语言，具备执行效率高、硬件操控能力强的优势，是嵌入式单片机开发主流语言，用于编写传感器驱动、PID 控制算法、业务逻辑、外设驱动代码。
2. STM32 标准库开发：基于 STM32F103 系列标准外设库进行程序开发，简化寄存器配置流程，快速完成 ADC 采集、定时器 PWM、外部中断、串口通信等底层驱动开发，适配本科生嵌入式开发学习路径。
3. Altium Designer：硬件电路原理图、PCB 绘制工具，用于设计单片机最小系统、传感器外设、电源电路，完成小车硬件电路板设计。
4. Keil MDK5：STM32 程序编译、调试、下载集成开发环境，完成代码编译、在线调试、程序烧录，是 ARM 内核单片机主流开发工具。
5. 串口调试助手：上位机调试工具，用于串口数据监控，调试 WiFi 模块通信、传感器数据读取、指令交互逻辑。
6. ESP-01S AT 指令开发：通过 AT 指令配置 WiFi 模块工作模式，实现串口数据透传，完成单片机与手机 APP 之间无线数据交互。
7. PID 控制算法、线性插值算法、差速转向算法：运动控制与循迹核心算法，算法逻辑成熟易于实现，用于实现电机调速、黑线识别、小车转向控制。
8. 手机 APP 调试工具（TCP/UDP 网络调试助手）：作为移动端上位机，建立网络连接，发送控制指令、接收小车回传状态数据，调试远程控制功能。
9. SolidWorks（可选）：三维建模软件，用于小车底盘机械结构建模，辅助完成机械装配方案设计。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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