作者/胡城瑜，成都理工大學信息科學與技術(shù)學院

基于單片機的WiFi智能小車設計

作者/胡城瑜，成都理工大學信息科學與技術(shù)學院

單片機就是一種電路集成芯片，主要是采用線路集成技術(shù)將電路數(shù)據(jù)處理后，連接到硅片上構(gòu)成一個類似于微型計算機的系統(tǒng)。單片機在工業(yè)生產(chǎn)控制中應用比較廣泛。在信息技術(shù)智能化發(fā)展的今天，單片機WiFi智能小車系統(tǒng)應運而生。文章?lián)?，主要分析單片機的WiFi智能小車系統(tǒng)的作用和特點。

單片機；WiFi；智能小車；系統(tǒng)

引言

智能設備正逐漸代替人工設備，單片機的WiFi智能小車設計主要組成部分有小車車體、電機驅(qū)動和電源、舵機、攝像頭等。單片機中的WiFi智能小車設計主要是為了通過終端智能設備發(fā)送、控制指令，實現(xiàn)小車的視頻數(shù)據(jù)采集。

1.單片機WiFi智能小車系統(tǒng)內(nèi)容

■1.1 總體構(gòu)造

信息科技水平的提高，促進了人們對人工智能系統(tǒng)的研究和應用，智能小車的應用范圍較廣，在單片機WiFi智能小車系統(tǒng)設計中，主要是將單片機作為控制芯片，科學獲取障礙物距離小車的距離，這個數(shù)據(jù)是由超聲波來控制距離測定的?；韭窙r和小車行駛情況都可以根據(jù)信息反饋來獲取。單片機的WiFi智能小車系統(tǒng)總體構(gòu)造由主控模塊、驅(qū)動模塊和避障模塊構(gòu)成。主控模塊主要根據(jù)小車的行駛情況和路障情況進行方向和路線的判斷、選擇，控制其電機信號的輸入輸出。驅(qū)動模塊主要是為了對小車的速停、速動進行調(diào)制。避障模塊也包括循跡模塊的內(nèi)容，這也是單片機智能小車系統(tǒng)設計的核心內(nèi)容，主要是利用紅外線和超聲波等進行信息探測、收集。單片機WiFi智能小車西系統(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、設計。[1]

■1.2 軟件設計

單片機WiFi智能小車系統(tǒng)中的軟件設計構(gòu)成有主程序、中斷子程序、電機驅(qū)動子程序和調(diào)速子程序等，主要功能就是信號的監(jiān)測、采集、分析和控制。電機的路障躲避、左右轉(zhuǎn)動和前后進退等都需要軟件控制速度和方向。單片機的系統(tǒng)設計、調(diào)制中需要利用計算機網(wǎng)絡程序完成編程、初始化等工作。單片機WiFi智能小車軟件主程序設計內(nèi)容有系統(tǒng)上電和初始化，其次是電機驅(qū)動和鍵盤、LED的初始化，最后是傳感器的初始化。單片機智能小車設計主程序設計原理是結(jié)合傳感器和單片機原理，構(gòu)成完整的功能模塊，利用超聲波和紅外線的探測功能，使系統(tǒng)運行通常。單片機智能小車在WiFi和藍牙技術(shù)的支持下，廣泛應用于電腦、收集、游戲設備中，在軟件設計中，實行開放源碼操作，加強通信交流，實現(xiàn)遠程控制。

2.單片機WiFi智能小車系統(tǒng)設計內(nèi)容

■2.1 驅(qū)動設計

單片機智能小車驅(qū)動設計一般電壓高，最大電壓可達45V以上，并且輸出電流較大，功率在25w左右。WiFi智能小車系統(tǒng)中的驅(qū)動模塊主要有兩個高電壓橋式驅(qū)動器組成，這主要是用來完成步進電動機和直流電動機的驅(qū)動工作，并且能夠同時保證繼電器線圈的感應功能。在單片機WiFi小車驅(qū)動部分有兩個控制點，減少外界輸入信號的干擾，但是允許一個禁止電器工作的邏輯電源輸入。在驅(qū)動電路還有一個用于檢測的外接電阻，能夠?qū)⑤旊娮兓考皶r反饋給控制端，使其在低壓狀態(tài)下也能完成工作。單片機中使用芯片進行電機驅(qū)動，可以同時比控制兩臺直流電機。WiFi小車智能驅(qū)動模塊設計運用芯片驅(qū)動直流電機的轉(zhuǎn)動，主要依賴終端控制、反饋系統(tǒng)，保證信息和命令的傳輸速率。[2]

■2.2 電源設計

電源設計中主要需要提供5V和6V的電源分別控制單片機和舵機。單片機中通過使用具有高集成性的穩(wěn)壓芯片構(gòu)成電源供電。常見的電源集成線路分為正電壓輸出和負電壓輸出。電路內(nèi)部需要有一定的外圍元件來穩(wěn)壓電源，使電流過流、過熱時保護和調(diào)整電路。常用的控制元件有三端IC、EIC等，使用方便、運用可靠，并且價格也比較低廉。這種系列的設計能夠?qū)㈦娫措妷罕３衷谝粋€相對穩(wěn)定的水平。[3]

■2.3 攝像頭設計

單片機的WiFi智能小車系統(tǒng)的中的攝像頭部分主要用于視頻數(shù)據(jù)采集，因此也被稱為電腦眼和電腦相機，其接受終端指令信號后就能進行視頻輸入。智能小車中的攝像頭主要運用于醫(yī)療遠程監(jiān)控和視頻會議，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的進步和發(fā)展促進了智能攝像技術(shù)水平的提高。網(wǎng)絡時代發(fā)展模式下，感光成像器也成為單片機智能小車攝像系統(tǒng)制造的重要組成部分。人們可以通過攝像頭進行圖片信息處理和接收，

3.結(jié)語

也能夠利用影響技術(shù)交流、溝通。單片機的WiFi智能小車系統(tǒng)設計蘊含的技術(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CWiFi智能小車周邊情況進行實時監(jiān)測，繼而將小車演變?yōu)榭梢苿拥臒o限視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這種攝像頭敏感性強、流暢度高，且動態(tài)監(jiān)控效果好，能夠有效提高影像、影音的畫質(zhì)質(zhì)量和音質(zhì)質(zhì)量。[4]

■2.4 舵機設計

單片機智能小車的舵機部分一共有三條輸入線，電源線是中間部分的紅色線，兩邊則是黑色的接地線。這些電線也是為舵機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)矩標準不同，因而輸出力矩也不同。單片機智能小車的舵機設計中一般將信號的控制周期調(diào)制在20ms左右，舵盤的位置在180°以內(nèi)，且線性變化明顯，脈沖的寬度在0.5ms和2.5ms之間。舵機設計中一般會在內(nèi)部的基準電路中增設一個比較器，使之與外加信號比較，判斷出大小和方向。單片機WiFi智能小車舵機內(nèi)部基準電路的信號寬度是1.5ms，產(chǎn)生周期在20ms左右。[5]

單片機作為一種電路集成芯片，主要工作條件就是電源、復位和時鐘晶振。在信息科技水平的發(fā)展中，單片機WiFi智能小車系統(tǒng)設計通過一系列傳感器和多種驅(qū)動模塊的結(jié)合，實現(xiàn)信息的搜集、傳輸和反饋，控制小車的機械運動，為工業(yè)生產(chǎn)提供便利，同時也為機器人智能系統(tǒng)研究提供理論依據(jù)。

＊ [1]聶茹.基于單片機的WIFI智能小車系統(tǒng)[J].微型電腦應用,2016,10:77-79.

＊ [2]梁順可,官俊偉,楊自立,梁寶舜,陳榮彬.基于單片機的WIFI遠程智能小車[J].科技展望,2016,34:102-103.

＊ [3]郗海東,許江淳,李玉惠,王晴.基于單片機的自主移動智能小車系統(tǒng)的設計[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,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控制系統(tǒng)研究[J].無線互聯(lián)科技,2014,06:98-99+131.

＊ [5]賈瑞.基于ArduinoMega2560的無線監(jiān)控小車設計[J].數(shù)字技術(shù)與應用,2013,10:144-146.