作者/胡城瑜，成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

基于單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)設(shè)計(jì)

作者/胡城瑜，成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

單片機(jī)就是一種電路集成芯片，主要是采用線(xiàn)路集成技術(shù)將電路數(shù)據(jù)處理后，連接到硅片上構(gòu)成一個(gè)類(lèi)似于微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)控制中應(yīng)用比較廣泛。在信息技術(shù)智能化發(fā)展的今天，單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。文章?lián)?，主要分析單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)。

單片機(jī)；WiFi；智能小車(chē)；系統(tǒng)

引言

智能設(shè)備正逐漸代替人工設(shè)備，單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)設(shè)計(jì)主要組成部分有小車(chē)車(chē)體、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源、舵機(jī)、攝像頭等。單片機(jī)中的WiFi智能小車(chē)設(shè)計(jì)主要是為了通過(guò)終端智能設(shè)備發(fā)送、控制指令，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的視頻數(shù)據(jù)采集。

1.單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)內(nèi)容

■1.1 總體構(gòu)造

信息科技水平的提高，促進(jìn)了人們對(duì)人工智能系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，智能小車(chē)的應(yīng)用范圍較廣，在單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要是將單片機(jī)作為控制芯片，科學(xué)獲取障礙物距離小車(chē)的距離，這個(gè)數(shù)據(jù)是由超聲波來(lái)控制距離測(cè)定的?；韭窙r和小車(chē)行駛情況都可以根據(jù)信息反饋來(lái)獲取。單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)總體構(gòu)造由主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和避障模塊構(gòu)成。主控模塊主要根據(jù)小車(chē)的行駛情況和路障情況進(jìn)行方向和路線(xiàn)的判斷、選擇，控制其電機(jī)信號(hào)的輸入輸出。驅(qū)動(dòng)模塊主要是為了對(duì)小車(chē)的速停、速動(dòng)進(jìn)行調(diào)制。避障模塊也包括循跡模塊的內(nèi)容，這也是單片機(jī)智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，主要是利用紅外線(xiàn)和超聲波等進(jìn)行信息探測(cè)、收集。單片機(jī)WiFi智能小車(chē)西系統(tǒng)構(gòu)造總體上可以分為軟件部分和硬件部分，硬件部分的核心是控制器，軟件核心則是程序編碼、設(shè)計(jì)。[1]

■1.2 軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)構(gòu)成有主程序、中斷子程序、電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序和調(diào)速子程序等，主要功能就是信號(hào)的監(jiān)測(cè)、采集、分析和控制。電機(jī)的路障躲避、左右轉(zhuǎn)動(dòng)和前后進(jìn)退等都需要軟件控制速度和方向。單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)制中需要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序完成編程、初始化等工作。單片機(jī)WiFi智能小車(chē)軟件主程序設(shè)計(jì)內(nèi)容有系統(tǒng)上電和初始化，其次是電機(jī)驅(qū)動(dòng)和鍵盤(pán)、LED的初始化，最后是傳感器的初始化。單片機(jī)智能小車(chē)設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)原理是結(jié)合傳感器和單片機(jī)原理，構(gòu)成完整的功能模塊，利用超聲波和紅外線(xiàn)的探測(cè)功能，使系統(tǒng)運(yùn)行通常。單片機(jī)智能小車(chē)在WiFi和藍(lán)牙技術(shù)的支持下，廣泛應(yīng)用于電腦、收集、游戲設(shè)備中，在軟件設(shè)計(jì)中，實(shí)行開(kāi)放源碼操作，加強(qiáng)通信交流，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

■2.1 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)智能小車(chē)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)一般電壓高，最大電壓可達(dá)45V以上，并且輸出電流較大，功率在25w左右。WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)模塊主要有兩個(gè)高電壓橋式驅(qū)動(dòng)器組成，這主要是用來(lái)完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)工作，并且能夠同時(shí)保證繼電器線(xiàn)圈的感應(yīng)功能。在單片機(jī)WiFi小車(chē)驅(qū)動(dòng)部分有兩個(gè)控制點(diǎn)，減少外界輸入信號(hào)的干擾，但是允許一個(gè)禁止電器工作的邏輯電源輸入。在驅(qū)動(dòng)電路還有一個(gè)用于檢測(cè)的外接電阻，能夠?qū)⑤旊娮兓考皶r(shí)反饋給控制端，使其在低壓狀態(tài)下也能完成工作。單片機(jī)中使用芯片進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以同時(shí)比控制兩臺(tái)直流電機(jī)。WiFi小車(chē)智能驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)運(yùn)用芯片驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，主要依賴(lài)終端控制、反饋系統(tǒng)，保證信息和命令的傳輸速率。[2]

■2.2 電源設(shè)計(jì)

電源設(shè)計(jì)中主要需要提供5V和6V的電源分別控制單片機(jī)和舵機(jī)。單片機(jī)中通過(guò)使用具有高集成性的穩(wěn)壓芯片構(gòu)成電源供電。常見(jiàn)的電源集成線(xiàn)路分為正電壓輸出和負(fù)電壓輸出。電路內(nèi)部需要有一定的外圍元件來(lái)穩(wěn)壓電源，使電流過(guò)流、過(guò)熱時(shí)保護(hù)和調(diào)整電路。常用的控制元件有三端IC、EIC等，使用方便、運(yùn)用可靠，并且價(jià)格也比較低廉。這種系列的設(shè)計(jì)能夠?qū)㈦娫措妷罕３衷谝粋€(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平。[3]

■2.3 攝像頭設(shè)計(jì)

單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)的中的攝像頭部分主要用于視頻數(shù)據(jù)采集，因此也被稱(chēng)為電腦眼和電腦相機(jī)，其接受終端指令信號(hào)后就能進(jìn)行視頻輸入。智能小車(chē)中的攝像頭主要運(yùn)用于醫(yī)療遠(yuǎn)程監(jiān)控和視頻會(huì)議，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展促進(jìn)了智能攝像技術(shù)水平的提高。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展模式下，感光成像器也成為單片機(jī)智能小車(chē)攝像系統(tǒng)制造的重要組成部分。人們可以通過(guò)攝像頭進(jìn)行圖片信息處理和接收，

3.結(jié)語(yǔ)

也能夠利用影響技術(shù)交流、溝通。單片機(jī)的WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)蘊(yùn)含的技術(shù)含量較高，攝像頭部分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了影音、影像的處理水平。其中天敏S606攝像頭還能夠?qū)纹瑱C(jī)WiFi智能小車(chē)周邊情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，繼而將小車(chē)演變?yōu)榭梢苿?dòng)的無(wú)限視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這種攝像頭敏感性強(qiáng)、流暢度高，且動(dòng)態(tài)監(jiān)控效果好，能夠有效提高影像、影音的畫(huà)質(zhì)質(zhì)量和音質(zhì)質(zhì)量。[4]

■2.4 舵機(jī)設(shè)計(jì)

單片機(jī)智能小車(chē)的舵機(jī)部分一共有三條輸入線(xiàn)，電源線(xiàn)是中間部分的紅色線(xiàn)，兩邊則是黑色的接地線(xiàn)。這些電線(xiàn)也是為舵機(jī)提供能源保證的基本工具，電源規(guī)格主要分為4.8V和6.0V的，轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)不同，因而輸出力矩也不同。單片機(jī)智能小車(chē)的舵機(jī)設(shè)計(jì)中一般將信號(hào)的控制周期調(diào)制在20ms左右，舵盤(pán)的位置在180°以?xún)?nèi)，且線(xiàn)性變化明顯，脈沖的寬度在0.5ms和2.5ms之間。舵機(jī)設(shè)計(jì)中一般會(huì)在內(nèi)部的基準(zhǔn)電路中增設(shè)一個(gè)比較器，使之與外加信號(hào)比較，判斷出大小和方向。單片機(jī)WiFi智能小車(chē)舵機(jī)內(nèi)部基準(zhǔn)電路的信號(hào)寬度是1.5ms，產(chǎn)生周期在20ms左右。[5]

單片機(jī)作為一種電路集成芯片，主要工作條件就是電源、復(fù)位和時(shí)鐘晶振。在信息科技水平的發(fā)展中，單片機(jī)WiFi智能小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)一系列傳感器和多種驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息的搜集、傳輸和反饋，控制小車(chē)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，為工業(yè)生產(chǎn)提供便利，同時(shí)也為機(jī)器人智能系統(tǒng)研究提供理論依據(jù)。

＊ [1]聶茹.基于單片機(jī)的WIFI智能小車(chē)系統(tǒng)[J].微型電腦應(yīng)用,2016,10:77-79.

＊ [2]梁順可,官俊偉,楊自立,梁寶舜,陳榮彬.基于單片機(jī)的WIFI遠(yuǎn)程智能小車(chē)[J].科技展望,2016,34:102-103.

＊ [3]郗海東,許江淳,李玉惠,王晴.基于單片機(jī)的自主移動(dòng)智能小車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2014,03:72-75.

＊ [4]王立人,朱彥宇,黃潔,呂穎,夏春明.具有wifi通訊功能的智能小車(chē)控制系統(tǒng)研究[J].無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技,2014,06:98-99+131.

＊ [5]賈瑞.基于ArduinoMega2560的無(wú)線(xiàn)監(jiān)控小車(chē)設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013,10:144-146.