張翔宇

【摘要】 一種基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，智能小車由WiFi模塊控制器、電機驅(qū)動器、減速電機、電池組、開關(guān)、上位機控制界面所組成。智能小車通過上位機的操縱界面利用無線網(wǎng)絡(luò)任意的控制小車的行走路線。

【關(guān)鍵詞】 智能小車 WiFi通信 Arduino 智能控制

一、引言

隨著時代的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)得到了迅速的發(fā)展，利用無線技術(shù)所制造的無線終端產(chǎn)品也越來越多。由于本人對于電子產(chǎn)品有著非常濃厚的興趣，所以利用課余時間通過學習制作了一個基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，能夠?qū)崿F(xiàn)通過上位機界面控制智能小車的運動。

二、智能小車工作過程

一種基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，智能小車由WiFi模塊控制器、電機驅(qū)動器、減速電機、電池組、開關(guān)、上位機控制界面所組成，當智能小車上電后，WiFi模塊會自動尋找在控制器程序中所設(shè)定要連接的無線網(wǎng)絡(luò)名稱，當WiFi模塊連接到上位機控制界面時，控制界面會顯示當前所連接到主機的WiFi模塊的IP地址，建立起通信連接之后，就可以通過上位機界面控制WiFi小車任意的運動了，智能小車的控制器我選擇的是基于Arduino的wido控制器，其本身自帶WiFi模塊，并帶有AVR單片機，具有6路數(shù)字可控IO口，4路模擬IO口，最大限度的滿足了控制系統(tǒng)的需要，同時Arduino有大量封裝好的類庫，語言也不像C語言不易理解，它非常適合初級電子玩家制作一些電子產(chǎn)品。

三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理

上位機和智能小車之間的通信利用的是TCP/IP協(xié)議，TCP/IP是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個主機與另一個主機之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標準方法。在數(shù)據(jù)傳輸中，可以形象地理解為有兩個信封，TCP和IP就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞入一個TCP信封，并在該信封面上記錄有分段號的信息，再將 TCP信封塞入IP大信封，發(fā)送上網(wǎng)。在接受端，一個TCP軟件包收集信封，抽出數(shù)據(jù)，按發(fā)送前的順序還原，并加以校驗，若發(fā)現(xiàn)差錯，TCP將會要求重發(fā)。因此，TCP/IP在INTERNET中幾乎可以無差錯地傳送數(shù)據(jù)，當上位機給智能小車發(fā)送命令時，會將控制命令封裝在數(shù)據(jù)包中，智能小車通過WiFi模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，單片機通過內(nèi)部程序解析數(shù)據(jù)包。

智能小車的控制：當解析完上位機所發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，控制器會將命令與程序內(nèi)部命令做比較，從而智能的通過控制電機驅(qū)動器控制小車運動，通過控制器可以實現(xiàn)智能小車加速、減速、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、自動行駛等多種功能，同時由于智能小車每個輪子之間都有細微的差別，導致當發(fā)送前進命令時小車并不走直線，故此采用了PID的控制方式，我選擇的電機驅(qū)動器內(nèi)部自帶PID參數(shù)的自整定功能，這樣就大大簡化了代碼的復雜性，四個電機的編碼器將四個輪子實時的速度反饋給驅(qū)動器，若反饋回來的速度值有偏差，驅(qū)動器將調(diào)整PWM脈沖的占空比，保證四個輪子速度的一致性，從而保證小車的直線行駛。

四、實物圖

圖1。

五、結(jié)束語

本項目創(chuàng)新的使用了當前流行的WiFi控制方式，成功的實現(xiàn)了對智能小車的控制，通過此次項目的實現(xiàn)，極大的激發(fā)了個人的創(chuàng)新意識，使自己愛上了制作電子產(chǎn)品，愛上了科技創(chuàng)新，并為成為一名創(chuàng)客奠定了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻

[1]龔建偉，熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信編程實踐[M].北京：電子工業(yè)出版，2007.

[2]白瑞林，吳廣霖.嵌入式TCP/IP協(xié)議棧多線程應(yīng)用的實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用研究，32（18）：84.

[3]周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn)（第二板）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.