seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">智能設備未來將占據人類生活的多個方面,國外的智能汽車領域發展靠前,我國則稍有落后。對這一方面的研究刻不容緩,此次,我們選擇一種由單片機控制的智能小車進行設計,并進行研究探討,配合我國對智能汽車的科研工作。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在設計過程中,對智能小車實現控制,和對計算機或其他智能設備的信息接收。下面對單片機進行簡單介紹:
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(1)單片機的性質。單片機就是一種微型計算機,在物理層面,它是一種芯片。單片機包括中央處理器、儲存器、中斷系統、計數器等功能,從1980年出現的4位單片機,到現在取得了很大的發展,已經有300M的高速單片。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(2)單片機的應用領域。單片機按照類型區分,分為以下3種應用方向:通用型的單片機是能滿足大多數產品的控制電路;總線型單片機在一個芯片的周圍有很多引腳,大大節省了單片機系統的體積;控制型單片機大多專用型強,引腳和接口比較集中。當然,一種單片可能滿足以上兩種應用領域或多種應用領域。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(3)單片機的特點。單片機具有以下特點:可靠性強,持續工作時間很長;結構簡單,對操作人員要求低;對數據處理速度快;工作電壓低,對能源的消耗小;對工作環境的要求低。由于以上的優良特性,單片機被廣泛應用在智能卡、智能家電、智能汽車和攝像等領域。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(4)單片機的工作條件。單片機的工作條件主要分為以下三個:電源、復位和時鐘晶振。當單片機發生故障時,需要對這三個條件進行檢查,在排除工作條件后,再對單片機的內部進行檢查。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap; text-align: center;">
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">因為此次智能小車的設計主要是對智能汽車領域的一種研究探討,所以此次研究暫時不考慮其性價比和美觀等影響用戶購買的因素,主要考慮其構造的合理性。在構造上,主要由三個模塊構成,分別是主要控制模塊、驅使運動模塊和躲避障礙模塊。主控模塊主要負責智能小車的行駛路線的選擇,對小車的控制系統輸入電信號;驅動模塊主要負責小車的快速停止、快速啟動進行調節控制;躲避障礙模塊利用傳感器對行駛環境進行獲取和傳遞,再通過計算機軟件進行運算,發出躲避障礙的命令,這是智能小車的系統核心。其中,控制器在硬件方面極為重要,軟件設計的合理則包括程序和設計兩部分。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在軟件設計上,主要由主程序、行駛中斷程序、驅動程序和速度調整程序構成,由軟件對硬件進行操控,實現對外界環境和小車本身的信息監察、采集傳輸、分析和控制。軟件設計的原理是,將傳感器利用紅外線和聲波探測到的信息進行傳輸,單片機接受信息后進行運算,在這一過程中需要用到藍牙、WIFI等信息傳輸功能,本次設計主要采用WIFI這一功能。在驅動電路中,要注意設置一個外接電阻,這一電阻用于檢測輸電量的變化,并將數據信息傳輸給控制端,這樣一來,即使電壓偏低,WIFI智能小車也能夠運行,還要注意盡量減少其他信號的干擾,這就需要有兩個控制點。在軟件上,要使用開放源碼操作,加強信息的交流互通,實現信息傳遞的完整準確。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">3.1系統結構
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">路由器接收電腦和其他終端設備發送指令,將由攝像機的視頻信號采集傳輸到計算機終端設備;單片機最小系統是智能小車的控制中心,控制模塊的協調工作;驅動電機旋轉電機的驅動電路,可使電機正轉、反轉,從而使車體產生前進、后退、轉彎等動作;電動機的作用,使整個車體的運動;電平轉換電路是3.3V串行級路由器的輸出轉換為單片機可確定高低電平;電源電路作用是為整個小車系統供電,舵機制作成云臺,然后裝上攝像頭,使攝像頭可實現。主程序框圖圖1。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap; text-align: center;">
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">
3.2整機工作原理
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">計算機終端通過WIFI無線網絡連接到路由器,然后通過計算機應用軟件向路由器發送控制命令和數據。接收的路由器通過串口軟件發送數據,通過串口發送路由器89C52單片機串口接收命令和數據,單片機接收到相應的指令,這些指令如:驅動小車運動,運動、蜂鳴器、照明電路開關等。視頻信號通過攝像頭發送到計算機終端,攝像頭采集的視頻信號顯示在應用軟件中。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">3.3攝像頭的工作原理
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">攝像頭的工作原理大致是:景物通過鏡頭(Lens)的光學圖像產生投射到圖像傳感器的表面,然后轉換成電信號通過A/D(ADC)轉換成數字圖像信號,再送到數字信號處理器(DSP)處理,然后通過USB接口過程中的計算機,你可以通過顯示器看到的圖像。我們在這里把攝像頭連接在路由器的USB接口上,通過路由器上的攝像頭驅動軟件使攝像頭工作,并通過路由器將WIFI視頻信號發送出去。計算機接收視頻信號,然后通過控制軟件接口顯示圖像。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在設計時,主要分為以下幾個方面進行設計:
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(1)動力控制設計。其工作電壓偏高,可達50V以上,功率也較大,一般可達30w。這就要求氣動力控制系統要有足夠的電壓,所以我們選擇兩個高電壓橋式驅動器。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(2)電源設計。電源除了要給動力系統提供電壓外,還需要為信號接收系統、信號傳遞系統提供電力,電源線路分為正壓和負壓。還需要注意一點,電源的電壓要穩定,除了選擇好的電源外,可以添加微型變壓器進行穩壓。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(3)傳感器設計。在對外界信息和小車本身運行數據的采集上,主要采用紅外線攝像頭進行。攝像頭采集圖像信息,通過單片機處理成為計算機語言信息,通過WIFI傳達給計算機后進行處理運算,再將處理后的數據傳遞給控制系統,完成對小車的遠程控制。主要采用A/D轉換器,降低了電路成本,將復雜的電路進行簡單化處理,方便后期檢測排查故障。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">(4)軟件設計。軟件設計是對信息處理模塊的設計,這一設計是WIFI智能小車的設計核心。軟件設計時,控制端軟件和小車車體程序要同步進行,實現完美對接。控制端軟件主要采用Java語言,在主程序上,主要實現定時器、中斷程序等初始化功能,在子程序上實現其他控制,如加速,躲避障礙等;小車車體上的程序要滿足對控制端的信息接收外,還有對車體的運行發出指令,控制電壓電流、行駛方向等行駛要求。這些程序相互關聯,共同運轉,最終實現對智能小車利用WIFI進行遠端控制。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">智能小車應用價值
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">通過此次設計,我們的智能小車技術得以彰顯價值,進而提出對智能汽車領域的類似的技術要點,實現了對我國智能汽車領域的幫助;除了智能汽車,在其他領域也具有一些微弱幫助,另外,這種智能小車,通過改進,如加大體型,添加工作部件,可以為一些智能化領域提供幫助,如智能種植等。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">單片機被廣泛應用在各種智能化領域,在本次設計中,我們將單片機與WIFI智能小車結合,實現了智能小車的設計,對其他智能領域具有一定的借鑒價值。希望我國在智能化的道路上穩步向前。
seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">以上就是我們深圳市組創微電子有限公司為您介紹的基于單片機的WIFI智能小車設計方案詳情。如果您有智能遙控車的開發設計需求,可以放心交給我們,我們有豐富的電子產品定制開發經驗,可以盡快評估開發周期與IC價格,也可以核算PCBA報價。我們是多家國內外芯片代理商:松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek,有MCU、語音IC、藍牙IC與模塊、wifi模塊。我們的開發能力涵蓋了PCB設計、單片機開發、藍牙技術開發、軟件定制開發、APP定制開發、微信公眾號開發等軟硬件設計。還可以承接智能電子產品研發、家用電器方案設計、美容儀器開發、物聯網應用開發、智能家居方案設計、TWS耳機開發、藍牙耳機音箱開發、兒童玩具方案開發、電子教育產品研發。
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