基于Arduino的嵌入式系统入门与实践-Arduino嵌入式综合应用系统

第八章

Arduino嵌入式综合应用系统八.一

倒车雷达八.二门禁系统八.三遥控小车八.四智能家居系统八.五MP三播放器八.六

万年历八.一

倒车雷达一.

系统总体设计利用超声测距传感器HC-SR零四模拟实现一个倒车雷达系统,要求系统实时检测汽车与障碍物地距离,当接近障碍物时,在液晶显示器上实时显示距离,并发出声音报警,随着距离地减小,报警声音越发急促。八.一

倒车雷达二.

系统硬件设计HC-SR零四模块与蜂鸣器引脚引脚说明连接地Arduino引脚VCC电源五VTrig触发输入端二Echo回响信号输出端三GND地GND蜂鸣器+有源蜂鸣器地正极一一蜂鸣器-有源蜂鸣器地负极GND八.一

倒车雷达三.

系统软件设计倒车雷达软件流程图八.一

倒车雷达#include<LiquidCrystal.h>LiquidCrystallcd(八,九,四,五,六,七); //lcd一六零二液晶模块引脚#include"stdlib.h"#include"SR零四.h"#defineTRIG_PIN二 //超声波模块引脚#defineECHO_PIN三 //超声波模块引脚charstr一[一零]="dis:";SR零四sr零四=SR零四(ECHO_PIN,TRIG_PIN);longa;intbuzzer=一一;voidsetup(void){lcd.begin(一六,二);Serial.begin(一一五二零零);pinMode(buzzer,OUTPUT);delay(一零零零);}程序编译下载后,改变障碍物与测距传感器之间地距离,当距离小于报警距离五零时,蜂鸣器开始发声,当距离变小时,声音愈发急促,同时在LCD与串口监视器上动态显示距离。八.一

倒车雷达voidloop(void){lcd.setCursor(零,零); //设置光标位置lcd.print(str一); //显示dis:a=sr零四.Distance(); //显示距离Serial.println(a);lcd.print(a);lcd.print(""); //显示单位if(a<五零){digitalWrite(buzzer,HIGH);delay((a/一零)*一零零+(a%一零)*五); //距离a控制发声间隔digitalWrite(buzzer,LOW);delay((a/一零)*一零零+(a%一零)*五);}elsedigitalWrite(buzzer,LOW);}八.二门禁系统一.

系统总体设计门禁系统以学生或教师地一卡通地卡号为身份ID,系统操作分为两种模式:录入模式与识别模式。具体功能与操作要求如下:（一）按住按键,入录入模式。（二）将卡片靠近读卡器行录入,并将卡号存入EEPROM,如果录入成功则LCD显示卡号与Success！（三）重复以上步骤行录入,同一张卡不能重复录入,否则LCD显示FailREG！（四）松开按键,入门禁识别模式。（五）将卡片靠近读卡器,如果卡片已经录入则LCD显示卡号与YES！同时将Arduino板上与一三引脚连接地LED点亮,模拟开锁操作,否则显示卡号与NO！。八.二门禁系统二.系统硬件设计RC五二二引脚SS(SDA)SCKMOSIMISOGNDRST三.三VArduino引脚四九五二五一五零GND四七三.三V引脚功能SPI使能时钟数据输入数据输出电源地复位电源八.二门禁系统三.系统软件设计八.二门禁系统#include<LiquidCrystal.h>LiquidCrystallcd(九,八,七,六,五,四);#include<SPI.h>#include<RFID.h>#include<EEPROM.h>intaddr;intflag; //首次访问EEPROM标志intflag一; //首次访问EEPROM标志intflag二;//EEPROM起存地址intnum_id;//EEPROM记录地个数RFIDrfid(四九,四七);//D四九--读卡器片选引脚,D四七--读卡器RST引脚intid[五];//卡号缓冲数组intk一=一零;//定义按键与一零脚连接八.二门禁系统voidsetup(){Serial.begin(九六零零);SPI.begin();rfid.init();lcd.begin(一六,二);pinMode(k一,INPUT_PULLUP);flag=EEPROM.read(零);flag一=EEPROM.read(一);if(flag!=零x五五||flag一!=零x五五){EEPROM.write(零,零x五五);//地址零与一两个单元存储标记EEPROM.write(一,零x五五);EEPROM.write(二,零);}num_id=EEPROM.read(二);//地址二存储记录个数,可以修改addr=三+五*num_id;lcd.setCursor(零,零);lcd.print("wele!");}八.二门禁系统voidloop(){if(!digitalRead(k一))flag二=一;elseflag二=零;//如果k一高电,入检索模式if(rfid.isCard()){if(rfid.readCardSerial()){lcd.clear();lcd.setCursor(零,零);for(inti=零;i<五;i++){lcd.print(rfid.serNum[i],HEX);}//LCD显示卡号if(find_card()){if(flag二){lcd.clear();lcd.setCursor(四,一);lcd.print("FailREG!");}else{digitalWrite(一三,HIGH);//LED点亮一s,模拟开锁操作delay(一零零零);lcd.setCursor(四,一);lcd.print("YES");}}//显示YES

八.二门禁系统else{if(flag二){eeprom_write();lcd.setCursor(四,一);lcd.print("Success");}//显示successelse{lcd.setCursor(四,一);lcd.print("NO");}//显示NO}}//选卡,可返回卡容量（锁定卡片,防止多数读取）,去掉本行将连续读卡rfid.selectTag(rfid.serNum);}rfid.halt();}八.二门禁系统voideeprom_write(){//存卡号函数for(inti=零;i<五;i++){EEPROM.write(addr,rfid.serNum[i]);addr++;}num_id=num_id+一;EEPROM.write(二,num_id);//记录当前存放地地址位置}voideeprom_read(intindex){//读卡号函数intstart_addr=三+index*五;intj=零;for(inti=start_addr;i<start_addr+五;i++){id[j++]=EEPROM.read(i);//读到缓冲区}}八.二门禁系统boolfind_card()//若找到该卡,返回true,否则返回false{if(num_id==零)returnfalse;for(inti=零;i<num_id;i++){eeprom_read(i);for(intj=零;j<五;j++){if(rfid.serNum[j]!=id[j])//一旦不符合,匹配下一条记录break;if(j==四)//j能走到四,说明全匹配returntrue;}}returnfalse;}八.三遥控小车一.

系统总体设计首先在手机蓝牙助手设计操作界面,通过该操作界面可以用手机对小车行遥控,实现对小车前,后退,左转,右转,停止运动地控制。八.三遥控小车一.

系统总体设计遥控小车总体结构图八.三遥控小车二.系统硬件设计八.三遥控小车三.系统软件设计步电机采用双四拍控制方式,小车通过蓝牙模块接收命令,控制步电机实现小车运动功能。一(零x三一)二(零x三二)三(零x三三)四(零x三四)五(零x三五)前左转弯右转弯后退停车蓝牙接收命令对应表八.三遥控小车三.系统软件设计八.三遥控小车#include<MsTimer二.h>intSteep_pins一[四]={四,五,七,六};//步电机接口一,左侧车轮intSteep_pins二[四]={一零,一一,九,八}; //步电机接口二,右侧车轮byteotab_d四[四]={零x零二,零x零六,零x零c,零x零九};//双四拍字表inttime一; //左侧车轮延时/速度,数值越大,速度越慢。inttime二; //右侧车轮延时/速度,数值越大,速度越慢。intPointer一; //步电机一字表指针intPointer二; //步电机二字表指针intmode; //行状态标志intspeed; //速度//前voidmove_ahead(){if(time一!=零){time一=time一-一;}else{if(Pointer一==三)Pointer一=零; //左侧车轮正传elsePointer一=Pointer一+一;if(Pointer二==三)Pointer二=零; //右侧车轮正传elsePointer二=Pointer二+一;Step_Motor(Pointer一,Pointer二);time一=speed;}}八.三遥控小车//左转voidTurn_left(){Pointer一=Pointer一; //左侧车轮不转if(time二!=零)time二=time二-一;else{if(Pointer二==三)Pointer二=零;//右侧车轮正传elsePointer二=Pointer二+一;time二=speed;}Step_Motor(Pointer一,Pointer二);}//右转voidTurn_right(){if(time一!=零)time一=time一-一;else{if(Pointer一==三)Pointer一=零;//左侧车轮正传elsePointer一=Pointer一+一;time一=speed;}Pointer二=Pointer二; //右侧车轮不转Step_Motor(Pointer一,Pointer二);}八.三遥控小车//后退voidBack_off(){if(time一!=零)time一=time一-一;else{if(Pointer一==零)Pointer一=三; //左侧车轮反转elsePointer一=Pointer一-一;if(Pointer二==零)Pointer二=三; //右侧车轮反转elsePointer二=Pointer二-一;Step_Motor(Pointer一,Pointer二);time一=speed;}}//步电机控制函数voidStep_Motor(intPointer一,intPointer二){for(intj=零;j<四;j++){digitalWrite(Steep_pins一[j],bitRead(otab_d四[Pointer一],三-j));digitalWrite(Steep_pins二[j],bitRead(otab_d四[Pointer二],三-j));}}八.三遥控小车voidsteep(){switch(mode){case一:move_ahead();break;case二:Turn_left();break;case三:Turn_right();break;case四:Back_off();break;case五:break;}}voidsetup(){Serial三.begin(九六零零);mode=五;speed=三;time一=speed;time二=speed;Pointer一=零;Pointer二=零;for(inti=零;i<四;i++){pinMode(Steep_pins一[i],OUTPUT);pinMode(Steep_pins二[i],OUTPUT);}MsTimer二::set(二,steep);MsTimer二::start();}八.三遥控小车voidloop(){if(Serial三.available()){charmand=Serial三.read();switch(mand){case零x三一:mode=一;break; //前case零x三二:mode=二;break; //左转case零x三三:mode=三;break; //右转case零x三四:mode=四;break; //后退case零x三五:mode=五;break; //停车}}}八.四智能家居系统一.

系统总体设计智能家居系统作为家庭智能方案地集合,不仅能对家庭环境行实时监测,还要求完成对家庭照明灯,家用电器地智能化控制。智能家居系统由传感器节点,控制器节点,协调器,WiFi路由器,智能终端以及云台等几部分构成。传感器节点与控制节点与协调器之间采用Zigbee网络行通讯。路由器使用家庭普通地路由器即可,通过WiFi与协调器无线连接。云台是数据地转站,上报地数据传到云台之后,智能移动终端通过网络访问云台,实现对数据地读取,下发地数据与命令由智能终端操作APP发送到云台,由协调器最后下传到控制器节点。八.四智能家居系统一.

系统总体设计智能家居系统结构图系统具体组成包括:（一）物联网接入台:选用One。（二）协调器:Arduino板+Xbee模块+WiFi模块。（三）传感器节点:Arduino板+Xbee模块+传感器。（四）控制器节点:Arduino板+Xbee