首先感谢Ickey提供怎么好的机会！
那么，本帖子的主要内容如下：
一、实现内容
二、实物组图介绍
三、运水小车机械平台设计
四、运水小车电路和硬件平台的选型和设计
五、运水小车循迹方案
六、运水小车水位测量方案
七、运水小车自动取水和自动贮水方案
八、程序设计
一、实现内容
基本要求已经实现内容：
1、运水和自动贮水功能。
2、显示运水量和运水时间。
3、小车上的贮水器水溢出时有自动报警功能。
4、一分钟内运水量达到1500mh。
5、小车及安放的运水容器总垂直高度26.5cm，车上的储水装置容量为600mh，口径为100mm。实现了到C容器的自动贮水功能。
发挥部分已经实现内容：
1、A区实现了自动给水方式。
2、小车在1分钟内完成100ml定量自动取水、送水和贮水，误差＜5%。
3、小车在35s时间内，完成1000ml自动取水，送水和贮水，误差＜5%。
二、实物组图介绍
运水小车的图样和介绍
运水小车侧视图
整体的，活动范围
取水区和运水小车
A区，取水区
小车在C区，存水区
小车的水槽位置和水位传感器（自主设计）
运水小车的LCD显示，运水量和运水时间
三、运水小车机械平台设计
根据题目要求设计实现运水功能的小车，不仅能够实现运水，还要在尽快的时间内运更多的水。所以在小车的机械结构上，我们选择了四驱动轮的方式，目的是为了能更好的转向，更加灵活，相比后轮驱动方式的车型更适合题目要求。
具体比较如下图所示：
所以，我们选择了四轮驱动式的机械结构，这样方便小车在往返A区和C区之间，灵活，节约时间。
四、运水小车电路和硬件平台的选型和设计
运水小车的硬件电路设计，需要如下电路：①电机驱动电路、②传感器电路、③MCU电路、④电源管理电路。
① 电机驱动电路
由于选择了四个电机的驱动方式，需要专门的驱动电路来实现。为了简化硬件电路和控制方式，我们将左右两侧的电机分别并联，如下图所示：
这样就变成了对两对电机的控制了，控制电路采用了8个MOS管实现了两个H桥电路，极大的提高了功率和负载能力，最大允许电流高达50多安培。保证了驱动能力，以及灵活性和稳定性。电路原理图和PCB如下图所示
其中HIP4082提供MOS关栅极电压驱动，实现MCU通过普通IO口输出2K赫兹的PWM对MOS管的驱动，从而实现了对电机的正反转控制，以及转速的控制。
传感器电路
在传感器方面，我们使用了摄像头采集图像信息，采用红外对管实现停车和自动取水，采用红外对管设计水位传感器。
摄像头采用OV7725，这是一颗30W像素的数字摄像头，需要3.3V供电，使用FPC-0.5MM封装的设计，电路原理图如下图所示：
红外对管电路，采用红外发射管发射和红外接收管接收，使用LM393来比较电压，实现数字电平输出，方便MCU识别，电路原理图如下图所示：
MCU电路
MCU我们采用飞思卡尔公司的MK22系列的芯片，具体型号为：MK22FN1M0VLL12。默认主频120M，内核是ARM Cortex-M4F core with DSP，内部SRAM为128KB，内部Flash为1MB。所以在驱动OV7725这颗30W像素的摄像头来说毫无压力。原理图和PCB如下图所示：
电源管理电路
MCU和传感器都需要供电，电压有电池电压，5V，3.3V等，所以在电源管理上，我们采用了LM2940线性稳压芯片，使输出稳定5V，使用LM117-3.3稳压芯片输出3.3V，使用LM2941实现电压输出可调。电路原理图如下图所示：
五、运水小车循迹方案
在循迹的方案中，我们舍弃最常用的红外对管循迹，采用了摄像头的循迹方案，原因是识别方便，不管是A区、B区、C区，还是障碍物，都可以轻松的识别，准确率高。再者，摄像头的前瞻和实时性都比红外对管来的快捷灵敏，能够提前做出判断。摄像头不会像红外对管一样受到速度上的制约。循迹思路如下图所示：
六、运水小车水位测量方案
在测量小车运水量的方案设计上，我们考虑了很多种，最终我们选择自己设计传感器。
一开始我们的方案是采用压力传感器，但是因为效果并不好，残留水分后还得重新校准，所以我们放弃了这个方案。
后来我们选择使用测量水电阻，但是经过测试发现，水电阻会根据不同水质二变化，还会因为水的横截面积不同而变化，所以我们放弃了这个方案。
再后来，我们决定测量水位的几个特定点，比如无水状态，100ml水位，500ml水位，600ml水位。然而这个方案不能实时显示当前水量，所以并不是理想选择。
最终，我们决定自己设计专门为这个运水小车而生的水位传感器。原理就是利用物理变化转换为电信号。于是我们脑洞大开，采用了一个圆筒设计了一个简易连通器，这样可以保证外部水位上下荡漾不至于影响圆筒内的水位。在圆筒内制作了一个浮标，这个浮标会跟着水位上下浮沉。浮标上带了一根杆，杆上贴了一张灰度渐变图纸。这张图纸如下图所示：
这是一张计算机生成的灰度渐变图，它的作用就是在于，浮标上下运动，在圆筒出口处放置了红外对管对接收了不同强度的红外光，从而产生导通电压的不一样，然后MCU采集AD值保存。信号转换图如下图所示：
七、运水小车自动取水和自动贮水方案
小车的自动取水方案中，我们采用了电动水浆的方式。即小车到达A区后转向倒退进入A区，小车上红外信号触发后停止后退，于此同时A区的红外信号触发，通过继电器接通电动水浆，此时小车进行取水。当小车监测到到达目标水量后，小车立即离开A区，此时红外信号中断，电动水浆断开，A区停止供水。这整个过程仅发生在红外信号的触发和断开的那一临界位置上，所以控制非常及时。
八、程序设计
1、初始化MCU和外设。
2、图像提取和扫描
3、扫描处理-判断A,B,C区
4、OLED和LCD实时显示
5、小车速度和方向控制
6、到达A区后自旋转180°和到达C区存水完自旋180°
7、到达A区和C区后的动作
