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基于51單片機的WIFI遙控小車

2017-04-10 14:59:07吳犇牛葉吾梅
山東工業技術 2017年7期
關鍵詞:單片機智能

吳犇牛++葉吾梅

摘 要:本文所述智能車尋跡系統采用紅外反射式光電管識別路徑上的黑線,并以最短的時間完成尋跡。通過加長轉臂的舵機驅動前輪轉向,使用符合PI算法的控制器實現直流電機的調速。為了使智能車快速、平穩地行駛,系統必須把路徑識別、相應的轉向伺服電機控制以及直流驅動電機控制準確地結合在一起。本設計最大亮點在于WIFI智能,過高速WIFI信號來控制小車的前進、后退、左右轉彎、高清攝像頭實時拍攝。具有高度的智能化、人性化。

關鍵詞:智能;WIFI;51單片機

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.009

1 引言

智能作為現代的新發明,是以后的發展方向,他可以按照預先設定的模式在一個環境里自動的運作,不需要人為的管理,可應用于科學勘探等等的用途。電動智能車就是其中的一個體現。本次設計的電動智能車可實現循跡、避障、WIFI智能視頻等功能。隨著控制技術及計算機技術的發展,智能車系統將在未來工業生產和日常生活中扮演重要的角色。

2 設計方案

該設計以AT89C51為核心,經焊接相關芯片用電路板自制而成,通過I/O口檢測信號,輸出信號到LD293D,從而驅動兩個直流電機控制其前進、停止、左轉、右轉。檢測信號則為三組紅外發射和接收管,一組黑線時輸出高電平,白線時輸出低電平。另兩組黑線時輸出低電平,白線時輸出高電平。并通過采用紅外反射式光電管識別路徑上的黑線,并以最短的時間完成尋跡。通過加長轉臂的舵機驅動前輪轉向,使用符合PI算法的控制器實現直流電機的調速。為了使智能車快速、平穩地行駛,系統必須把路徑識別、相應的轉向伺服電機控制以及直流驅動電機控制準確地結合在一起。

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊、單片機最小系統模塊、傳感器模塊、LM298電機驅動模塊。下面分別介紹下電源模塊、傳感器模塊和電機驅動模塊。

4 研究內容

設計采用Atmel系列中的AT89C51單片機。以AT89C51為控制核心,利用紅外反射式光電管識別路徑上的黑線,并以最短的時間完成尋跡。快慢速行駛,及自動停車,并可以自動記錄時間、里程和速度,自動尋跡和尋光能,并通過WIFI信號來控制小車的前進、后退、左右轉彎、高清攝像頭實時拍攝。

(1)系統整體架構。(2)紅外循跡模塊。循跡模塊用光電發射管和接收管自己制作光電對管循跡傳感器。紅外發射管發出紅外線,當發出的紅外線照射到白色的平面后反射,若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平,若接收不到發射管發出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。

(3)紅外避障模塊。避障傳感器基本原理,和循跡傳感器工作原理基本相同,利用物體的反射性質。在一定范圍內,如果沒有障礙物,發射出去的紅外線,因為傳播距離越遠而逐漸減弱,最后消失。如果有障礙物,紅外線遇到障礙物,被反射到達傳感器接收頭。傳感器檢測到這一信號,就可以確認正前方有障礙物,并送給單片機,單片機進行一系列的處理分析,協調小車兩輪工作,完成一個漂亮的躲避障礙物動作。(4)WIFI智能視頻模塊。由手機終端,通過WIFI無線網絡連接到路由器,再通過手機應用軟件,向路由器發送控制命令及數據。路由器接收到數據后通過內部的串口發送軟件,將接收到的命令和數據,通過路由器串口發送到89C51單片機的串口端,單片機接收到這些命令后執行相應的指令,視頻信號,通過攝像頭采集之后通過路由器發送到電腦終端,并在其應用軟件中顯示攝像頭采集到的視頻信號。(5)驅動模塊和電源模塊。驅動部分采用1片LD293D驅動芯片來實現驅動2個減速直流電機;集成L7805穩壓芯片設計輸出電源電路為系統提供穩定5V電壓。

5 結論

采用AT89C51單片機作為小車的檢測和控制核心;采用反射型光電探測器進行尋跡操作,利用光電傳感器檢測道路上的障礙,從而把感應到的信號送給單片機,控制電動智能小車的自動避障,并能發出聲光信息;本文所述智能車尋跡系統采用紅外反射式光電管識別路徑上的黑線,并以最短的時間完成尋跡。通過加長轉臂的舵機驅動前輪轉向,使用符合PI算法的控制器實現直流電機的調速。本設計最大亮點在于可以利用WIFI熱點和攝像頭,把畫面實時傳輸到安卓手機上,并可用手機控制運動。可廣泛應用于特殊環境下的探測,如高輻射環境下的探測等。

參考文獻:

[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術[M].北京航空航天大學出版社.

[2]郭天祥.新概念51單片機C語言教程[J].

[3]孫更新.Android從入門到精通[M].北京:電子商務出版社.

[4]譚浩強.c語言程序設計第四版[J].

項目經費:國家級大學生創新創業項目:基于51單片機的WIFI遙控小車(編號:201610379132)

作者簡介:吳犇牛(1998-),男,安徽六安人,學生,研究方向:單片機控制。

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