遥控控制无人侦查智能车

1、甘肃省第十届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛遥控控制无人侦查智能车姓名：赵红学院：机械工程学院 联系电话指导老师：敬志臣 杨娜娜目录基于遥控器控制的无人侦查智能车错误!未定义书签。一、硬件部分51.1下位机主控系统51.2 电机驱动模块51.3 LCD显示模块51.4 WiFi模块61.5 车体制作61.6单片机71.7显示系统81.8电源设计101.9 完成总体设计框图10二、软件部分112.1 上位机软件的开发112.2 实现WiFi模块与PC或Android通讯122.3软件设计13参考文献14遥控控制无人侦查智能车 摘要：WiFi全称Wireless Fi

2、delity,是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，供支持其技术的相关电脑，手机，PDA等接收。手机如果有WiFi功能的话，在有WiFi无线信号的时候就可不通过移动联通的网络上网，所以也就衍生了通过手机利用WiFi信号实现控制作用的一些电子产品。当其作为控制信号载体使用时，相对于红外信号和蓝牙信号等具有传输距离远、传送速度快等优点，Wifi信号在无障碍环境中传输距离为300米左右，室内有障碍的情况下传输距离也在100米左右，所以用它作为控制信号其性能远远优于红外和蓝牙信号。随着社会经济的迅速发展,大型商场、机场、车站、会展中心及物流仓库等大型人流、物流场

3、所的规模和数量不断增加,大中城市的高层,高档商用楼日益增多,规模迅速壮大,其安保需求也日趋迫切，巡逻智能车机器人是一个集感知环境、线路规划、行动决策,行为控制信息传感以及报警装置为一体的多功能综合，将机器人用于安保工作、军事侦察具有广阔的应用前景，近年来已受到国内外特别关注,已成为机器人技术的一个新的发展分支。综上所述,基于Wifi信号控制的遥控智能小车机器人也已问世于电子产品世界,其应用也会日趋广泛鉴于对它的开发和研究也成为当下的热门技术,对人们的生活和高科技的发展探索都有很高的价值意义。关键字: 单片机、K60、WiFiBased on the remote control of unma

4、nned reconnaissance smart carAbstract: the full name of WiFi Wireless Fidelity, is today the most widely used a Wireless network transmission technology. Is actually converts the signal cable network and wireless signal, for the support of its related computer technology, mobile phone, PDA, etc. Mob

5、ile phone if you have WiFi function, when a WiFi signal, mobile unicom's network is not through the Internet, so is derived through mobile phones using the WiFi signal to realize control function of some electronic products. When it used as a control signal carrier, relative to the bluetooth and

6、 infrared signals and so on has the advantages of long transmission distance, transmission speed, Wifi signal transmission distance is about 300 m in the barrier-free environment, under the condition of indoor disabled transmission distance is about 100 meters, so use it as a control signal its perf

7、ormance is much better than the infrared and bluetooth signal.With the rapid development of social economy, shopping malls, airport, station, convention and exhibition center and other places of large flow, logistics and logistics warehouse and a growing size and number of large and medium cities of

8、 the high-level, high-grade commercial buildings is increasing, the rapid growth and its security demand also increasingly urgent, patrol car intelligent robot is a collection of environmental perception, route planning, action decision, behavior control, information sensor and alarm system for the

9、integration of comprehensive, multi-functional robot for security, military reconnaissance has a broad application prospect, has special attention from home and abroad in recent years, has become a new development branch of robotics.To sum up, based on the Wifi signal control remote intelligent car

10、robot has also come out in the world of electronic products, its application will also increasingly widely. In view of the development and research of it has become the current hot technology, the exploration to the development of people's life and high-tech has a very high value.Key words: sing

11、le chip microcomputer, K60 and WiFi一、硬件部分1.1下位机主控系统采用单片机作为整个系统的核心，用其控制行进中的小车。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。因此，这种方案是一种较为理想的方案。针对本设计特点K60系列MCU具有IEEE1588以太网、全速和USB2.0 OTG、硬件解码能力和干预发现能力。芯片从带有256KBflash的100引脚的LQFP封装到1MBflash的256引脚的MAPBG

12、A封装，具有丰富的电路、通信、定时器和控制外围电路。高容量的K60系列带有一个可选择的单精度浮点处理单元、NAND控制单元和DRAM控制器。1.2 电机驱动模块 由于小车底盘电机额定电压为12V，度电机驱动模块选择了常用12V电机驱动芯片BTN7971。BTN7971恒压恒流桥式5A驱动芯片，BTN7971可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接457 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为2546 V。输出电流可达25 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。四个BTN7971可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OU

13、T3，OUT4之间可分别接电动。1.3 LCD显示模块带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字。也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格

14、也略低于相同点阵的图形液晶模块1.4 WiFi模块 RM04模块为串口或TTL电平转WIFI通信的一种传输转换产品，Uart-Wifi模块是基于Uart接口的符合wifi无线网络标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口或TTL电平数据到无线网络之间的转换。 一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP为AccessPoint简称，一般翻译为“无线访问节点”，或“

15、桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，WiFi更显优势，有线宽带网络（ADSL、小区LAN等）到户后，连接到一个AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。1.5 车体制作车体是亚克力透明板材。它是一种化学材料。化学名叫做"PMMA"属丙烯醇类，俗称"经过特殊处理的有机玻璃"，在应用行业亚克力的原材料一般以颗粒、板材、管材等形式出

16、现。亚克力又称特殊处理的有机玻璃，系有机玻璃换代产品，用亚克力制作的灯箱具有透光性能好、颜色纯正、色彩丰富、美观平整、兼顾白天夜晚两种效果、使用寿命长、不影响使用等特点，此外，亚克力板材与铝塑板型材、高级丝网印等可以完美结合，亚克力吸塑是提高营业店面档次，统一企业形象最好的户外广告形式。同时亚克力板材也具有良好的可塑造性，已加工，可以通过加热使其变形，方便制作出自己想要的作品。轮子采用履带形式，履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。履带由履带板和履带销等组成。履带销将各履带板连接起来构成履带链环。履带板的两端有孔，与主动轮啮合，中部有诱导齿，用来规正履带，并防止坦

17、克转向或侧倾行驶时履带脱落，在与地面接触的一面有加强防滑筋（简称花纹），以提高履带板的坚固性和履带与地面的附着力。采用履带行走，就像给车辆铺了一道无限延长的轨道一样，使它能够平稳、迅速、安全地通过各种复杂路况.由于接地面积大，所以增大了车辆在松软、泥泞路面上的通过能力，降低了下陷量。由于履带板上有花纹并能安装履刺，所以在雨、雪、冰或上坡等路面上能牢牢地抓住地面，不会滑转。1.6单片机K60包涵强大的逻辑、通信和时序阵列和带有伴随着闪存大小和I/O数量的集成度等级的控制外围部件。所有的kinetis系列包涵一下共同特征：· 内核：ARM Cortex-M4内核提供1

18、.25 DMIPS / MHz的DSP指令（浮点单元在kineti列用）。· 高达32位的DMA，同时尽可能减小CPU干预。 · 提供50MHz、72MHz和100MHz几种CPU频率（120MHz和150MHz在kinetis可用）。 · 超低功耗： · 10种低功耗操作模式通过优化外设执行和唤醒时间来延长电池寿命。· 为了增加低功耗的灵活性，增加了低漏唤醒单元、低功耗定时器和RTC。 · 业界领先的快速

19、换醒时间。 · 内存： 从32 KB闪存/ 8 KB的RAM可扩展为1 MB闪存128 KB的RAM。同时使空的独立闪存执行代码和固件更新。 · 可选16 KB用于总线带宽优化执行性能和闪存高速缓冲存储器。关于K10的、K20K6系列设备提供120 MHz CPU或更高的性能。 · FlexMemory支持高达512 KB的FlexNVM和高达16 KB的FlexRAM。FlexNVM可以进行分区

20、，以支持其他程序快闪记忆体（例如：引导器），数据闪存（如大型表的存储），或EEPROM备份。FlexRAM支持EEPROM按字节写入和擦出操作，同时决定了最大的EEPROM大小。 · EEPROM的擦写次数可以高达1000万次。 · EEPROM的擦写速度比传统的EEPROM快一个数量级。 · 混合模拟信号： · 快速，高精度16位ADC、12位DAC、可编程增益放大器、高速比较器和内部参考电压。降低降低系统成本同时具有强大的信号调节，转换和分析能力。 ·

21、 人机界面（HMI）： · 电容式触摸传感器接口，支持全面低功耗和最小电流加法器。 · 连接与通信： · 支持ISO7816和IrDA协议的UARTs、I²S、CAN、I²C和DSPI · 可靠、安全和加密： · 硬件循环冗余校验内存的内容检查引擎通讯数据和增加系统可靠性 · 独立时钟的COP，用于保护避免在错误的应用时的程序跑飞。 · 外部看门狗监控

22、60;· 时序和控制： · FlexTimers支持通用的、PWM和电机控制功能。 · 用于红外发射波形产生的载波调制器 · 用于RTOS任务调度、ADC转换源和可编程延时模块的可编程中断定时器。 · 扩展接口： · 多功能外部总线接口可以连接外部存储器，门阵列逻辑和液晶。 · 系统： · 具有中断功能的GPIO可以承受5V · 宽工作电

23、压范围在1.71V至3.6V的闪存可编程下降至1.71 V的全功能闪存和模拟外设 · 环境工作温度范围从-40°C到105°C1.7显示系统显示系统既可以选择使用LED，也可以选择使用LCD。就本系统的功能来说，使用LED已经可以实现功能，不过考虑到使用LCD，可以输出英文字符，从而使得显示系统能够更加美观，同时也能更好的达到提高自己的目的，所以最后选择使用液晶屏LCD。由于本次设计所要显示的内容不多，并不需要太大的液晶屏来显示。所以选择使用12864来进行显示。12864液晶每次可以显示2行16个字符，总共32个字符，而且可以显示所

24、有的ASCII码，包括标点，数字，英文大小写等，因此，使用该液晶屏可以很好的实现显示功能。12864显示屏的主要技术指标如表1所示。LCD12864显示容量：128*64个字符芯片工作电压：4.5-5.5V工作电流：2.0mA(5V)最佳工作电压：5V字符尺寸：2.95X4.35(WXH)mm表1主要技术指标1602液晶显示屏共有20个引脚，其各个引脚的功能如表2所示。引脚编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DATAI/O2VDD电源正极10D3DATAI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DATAI/O4RS数据命令选择端（H/L）12D5DATAI/O5R/W读写数据端（H/

25、L）13D6DATAI/O6E使能信号14D7DATAI/O7D0DATAI/O15BLA背光源正极8D1DATAI/O16BLK背光源负极表2 12864显示屏的引脚1.8电源设计 小车电机启动时电流较大，可能会将电源的电压瞬间拉低，导致单片机和路由器不能正常工作，因此必须设计一个可靠的供电系统。解决该问题常用以下三种方法：1） 、选用性能更好的的电源：2） 、采用独立电源供电，即使用两个电源分别给单片机和电机供电；3） 、在电源附近并联一个较大值的电容，当电机启动时，电流较大，电容中的电可以补偿一部分电流，保证电压不至于太低。1.9 完成总体设计框图小型路由器 遥控小车系统总框图如图1所示。安卓手机通信12864显示电机驱动模块 单片机 直流电机图 1-1 控制流程图二、软件部分2.1 上位机软件的开发 Android是一种基于Linux的