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EDN China>EDN论坛>设计思路专区>【2015晒毕设】基于嵌入式的无线智能探测小车
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【2015晒毕设】基于嵌入式的无线智能探测小车

发布时间:2015-6-8 下午5:51

作者: Naga

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? 一、毕设题目

基于嵌入式的无线智能探测小车设计

? 二、概述

本系统由STM32核心控制板、直流电机L298N驱动控制模块、2.4G无线通信传输模块、红外漫反射开关传感器、超声波测距模块、烟雾模块、DHT11温湿度模块、液晶显示和按键处理模块组成。该硬件系统可以提供数据显示、温湿度采集、烟雾报警、避障、无线传输控制处理等功能。

整个智能小车使用移动电源进行12V供电,其中超声波、温湿度、烟雾模块进行数据采集、无线模块进行数据通信,红外漫反射开关进行避障。软件系统对智能探测小车硬件系统采集的数据进行处理,进而再根据处理结果操控硬件。通过联合实验调试,验证了该系统的功能:当主从机上电后,主机蜂鸣器长响一声,表示智能小车与遥控器双向通信成功,LCD12864液晶屏将显示温度、湿度、障碍物距离以及系统通信成功运行时间。主机对从机发出控制命令,当遥控器主机发送控制命令时,小车可以灵活的实现向前,向后,甚至向左、向右的运动,也可以立刻停止。一旦从机接受到控制字符命令,将由手动模式切换为自动模式,实现自动避障运行。

? 三、元器件列表

? 整个系统分为两个部分。

? ?1、主机部分

? ? ?主控芯片:STM32F103VET6

? ? ?液晶显示屏12864

? ? ?按键、蜂鸣器

? ? ?电流反馈:INA199A1

? ?2、从机部分

? ????主控芯片:STM32F103VET6

? ? DHT11温湿度模块

? ? ?超声波模块

? ? ?烟雾模块

? ? ?对射式红外开关模块

? ? ?无线模块NRF24L01

? ? 电机驱动芯片L298N

智能探测小车系统分为主机和从机系统。主机硬件系统由STM32控制器、报警电路、指示灯电路、按键电路、LCD12864液晶显示电路组成。从机硬件系统由STM32控制器、指示灯电路、烟雾模块、温湿度模块、无线模块、超声波模块、红外反射式开关模块、直流电机驱动电路、电源稳压电路组成。其硬件结构框图如图1-1和1-2所示。

主机系统先对LCD12864液晶显示模块、按键模块、NRF24L01模块、报警模块进行初始化,然后通过无线模块接收的数据在LCD12864上显示。若出现烟雾浓度达到阈值比较,可以及时报警,同时主机按键按下,通过无线模块NRF24L01发射数据,可以控制从机前进、后退、左转。右转、停止。

从机系统先对烟雾模块、超声波模块、温湿度模块、红外反射式开关模块、NRF24L01模块、直流电机模块进行初始化,然后通过无线模块将采集到的数据发送到主机,同时从机可以接收主机的信号,实现自主行进,在有障碍物时还可以自动避障。

无线智能探测小车的每个模块功能如下:

(1) 微控制器模块。该控制模块作为整个设计的核心模块,主要收集信息、处理数据、协调系统中的每个功能模块预计要完成的任务。

(2) 电源模块。电源稳压模块LM7805(三端稳压器)是为系统提供5V稳压的一种器件,板载ASM1117芯片提供3.3V电压的稳压芯片。分别为STM32控制芯片、直流电机、超声波模块、温湿度模块、电源指示灯模块、STM32控制芯片、烟雾MQ-2模块、以及2.4G无线模块系统提供电源电压。

(3) 超声波避障模块和红外漫反射开关电路模块。它主要利用的超声波模块和红外漫反射开关电路模块,在小车运动过程中不断的发射超声波和红外漫反射波

对障碍物进行检测扫描,然后发射相应的信号给控制器进行避障。

(4) 电机驱动模块。负责控制整个系统的运动状态,小车行进状态有五种,分别是前进、后退、左转、右转、停止。智能探测小车的行进状态主要是由MCU输出的PWM脉冲的占空比来控制车轮的速度,从而改变行进方向。

(5) 无线通信模块。NRF2401通信模块主要是用来完成主机与从机实时通信,由于小车在行进过程中不停的移动,所以系统采用2.4G无线进行数据传输。无线通信主要由NRF2401实现。无线模块可以将智能小车上搭载的超声波模块测距的距离。DHT11模块采集的数据实时传输到STM32主机控制终端,并进行处理。

(6) 烟雾模块。主要是用来检测小车所在区域的烟雾,从而实现控制终端在烟雾超标时,发出报警信息。

(7) 温湿度模块。主要是用来检测小车所在区域的温湿度,从而实现未知区域的温湿度的探测。

(8) LCD12864液晶显示模块。主要是用来显示从机发射过来的温湿度数据和障碍物的距离以及系统运行时间。

(9) 按键模块。主要用来发送小车行进命令,五个按键在主机上安装。通过不同按键按下,代表小车前进、后退、左转、右转、停止五种状态。主机通过NRF2401发送行走命令,从机接收到主机发送的命令,小车将执行前进、后退、左转、右转、停止这五种行进状态中的一种状态。

(10) 报警指示模块。主要是由蜂鸣器和红色LED指示灯作为报警提示。

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?

?智能探测小车软件系统设计

?
本系统软件设计主要是分为主机和从机程序设计。主机要编写的驱动函数由LCD12864液晶屏驱动、定时器配置、按键IO口初始化配置,控制蜂鸣器、LED IO口初始化配置以及NRF24L01驱动函数的编写。从机要编写的驱动函数主要有DHT11驱动代码、超声波驱动代码、定时器配置、直流电机IO初始化配置、烟雾模块、红外开关模块接口的IO初始化配置以及NRF24L01驱动函数的编写。
在主机、从机上电时,首先对各个传感器模块初始化,然后根据需要实现的功能进行编程,具体编程思想:首先在主从机上电后,主机静态显示“基于嵌入式的无线智能探测小车设计”,从机静止。当主机按下“前进”按键,主机清屏,并通过NRF24L01发送指令,一旦从机接收到指令,从机开始执行行走指令,同时从机发射它搭载的传感器模块采集的数据发送到主机,主机接收后处理后,并在LCD12864上进行显示。主机系统并自动进行通信时间的计算,通过LCD12864显示。当主机再无指令按下发送时,从机将进入自动模式,一直前进,探测周围环境,并不断发送采集的数据,主机也不停的接收数据进行显示。当主机遇到障碍物时,会自动壁障。当主机按键按下时,从机将从自动模式切换成手动模式,执行主机下达的按键指令行走命令。主机软件设计流程图如图3-1所示,从机软件设计流程图如图3-2所示。


图3-1? 主机软件流程图


?图3-2? 从机软件流程图


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楼主贴上完整的流程图会更好哦!
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厉害,所有的知识几乎全用到了。能整理的更加详细些,可以当实验教材了
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厉害,资料这么齐全
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哦楼主是厉害。不过 附件没有资料啊
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谢谢楼主!
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