智能小车的设计与开发

,智能小车的设计与开发,,研 究 对 象,智能小车的主控系统： 采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现小车的自动控制，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。,,2.智能小车的通讯系统： 采用DB-120WG无线路由器，我们只需要非常成熟的WIFI无线网络为数据传输载体，实现实时控制、音视频传输和数据采集等功能的智能系统，集远程无线通讯、音视频传输、数据采集、多向机械云台、灯光控制、环境检测、超声波测距、超声波壁障、超声波领航、动力四驱等功能为一体的多功能智能遥控车，使用WIFI网络作为数据传输平台，以高速MCU为数据处理中心，可通过电脑、智能手机、平板电脑等设备进行远程控制，且在今后的发展中增加更多功能。,,研 究 内 容,小车制作过程原理详解 1. DB120-WG的无线路由器操作系统的选择： 将DB120-WG的无线路由器有32M的内存，可以存储大量的程序和数据。我们只需将其操作系统刷成OpenWrt操作系统，这是一个在路由上运行的Linux操作系统，完成这一步后，这个路由成了一个Linux系统的小型电脑了。可以如移动设备的通讯功能，如PC，手机，平板电脑等。,,大亚DB120-WG路由器内部串口引脚图如下：,,2. 301的摄像头视频传输的原理： 摄像头采用芯片为301的摄像头然后将Linux下的摄像头驱动安装到路由器上，这样路由就能把视频通过无线功能发送到电脑控制端，主要利用发送Socket数据包发给同一网段的PC计算机,在上位机程序有相应的函数进行处理。,,3.PC电脑与路由器通信原理： 上位机利用Socket也就是发送套接字，通过计算机的81端口把把特定的数据包发送到路由端的IP地址为的串口上，这里上位机的选择就很多了，可以选择PC单机版的，也可以手机控制端.然后在路由器中，串口就是TTL线接口，所以只需要将路由器的TTL线接到单片机上对应的串口上，就可以向单片机发送指令了。,,研 究 内 容,4.路由器与单片机通信原理： 51单片机RXD和路由器的TXD相接，TXD和路由器的RXD相接，地线接在一块，但是要注意了，这里我测量得出路由器TTL电平为3.3左右，51单片机引脚为4.5左右，所以在这两对脚之间都串上一个1K电阻。采用串口异步传输，通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通信的端口，这些参数必须匹配 。由于单片机晶振为11.0592，所以波特率为9600。,,5.浏览器的选择： 由于视频传输部分其实是不断下载一幅图片所形成的，所以必须选择火狐浏览器，使用IE的话只会生成一幅图片文件让你下载。当然，不一定是这个地址，具体看你的路由器LAN口的设置，默认则是这个。然后就可以出现一个视频画面，注意此时串口助手的波特率要设为9600才能收到数据。使用上位机控制程序发送几个指令，如果正常，则会在串口助手打印区打印出上位机所发的指令。,,小车控制电路的分析： 单片机最小系统：,,其中P1.0,P1.1,P1.2,P1.3为驱动控制，P1.5壁障信号高电平有效，P1.6与P1.7分别是左右循迹的信号传输线为低电平有效，P3.0与P3.1与串口和路由器通信使用。,,循迹与避障功能：,,核心器件是红外对管ST188。利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射近红外光，当红外遇到白色纸质地板时发生漫发射，发射光被装在小车上的接收管接收；接收管处于饱和导通状态，此时LM324在这里作为电压比较器使用，则此时输出端有高电平变为低电平，将信号送给主控制器，再发出信号达到控制小车转向的目的。,,小车循迹过程：,,电机驱动模块,,L298N可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，电动机的转速有单片机调节PWM信号的占空比来实现。电机驱动一般采用H桥式驱动电路，L298N内部集成了H桥式驱动电路，从而可以采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给于L298N电路PWM信号来控制小车的速度，起停。,,研 究 内 容,软件设计思想： 首先车启动后进入WIFI控制区，通过上位机的控制终端控制车进入自动行走区域，开始自动循迹，其中有障碍物的壁障功能，在遇到障碍物自动绕开障碍物然后继续循迹到WIFI控制区域，进入车库停止。采用模块化的设计思想，将寻迹壁障