李居尚，于秀明，戰(zhàn)蔭澤

長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院

基于藍(lán)牙遙控智能小車的實(shí)現(xiàn)

李居尚，于秀明，戰(zhàn)蔭澤

長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院

基于藍(lán)牙技術(shù)與手機(jī)平臺(tái)的完美結(jié)合，將人的指令通過(guò)無(wú)線遙控技術(shù)，來(lái)操控智能小車的行動(dòng)。設(shè)計(jì)方案主要由手機(jī)掌控平臺(tái)、藍(lán)牙傳輸模塊、單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等部分構(gòu)成，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)智能小車的方位移動(dòng)，包括前進(jìn)、停止、后退、向前左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)、向后左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)等功能。基于藍(lán)牙遙控智能小車的實(shí)現(xiàn)，對(duì)未來(lái)智能家居無(wú)線操控環(huán)節(jié)的擴(kuò)展和研發(fā)，具有一定的參考價(jià)值。

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的到來(lái)，手機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)限拓寬，為人類的生活、工作、學(xué)習(xí)、娛樂等諸多方面提供便捷的服務(wù)。尤其在娛樂方面，手機(jī)遙控玩具小車移動(dòng)，深受孩子們的喜愛。早期遙控類玩具是通過(guò)遙控手柄來(lái)操控的，如今時(shí)代，手機(jī)是每個(gè)人必不可少的物品，并且隨身攜帶。通過(guò)手機(jī)平臺(tái)來(lái)操控小車按照人的指令移動(dòng)，借助于藍(lán)牙技術(shù)，手機(jī)作為客戶端，小車車身上安裝的藍(lán)牙模塊作為服務(wù)端，實(shí)現(xiàn)了新一代智能小車的精準(zhǔn)遙控。

1 總體方案

藍(lán)牙遙控智能小車的總體方案如圖1所示。藍(lán)牙無(wú)線傳輸模塊最大的優(yōu)勢(shì)在于穩(wěn)定性高，設(shè)計(jì)的工作流程：首先人的指令由手機(jī)平臺(tái)與藍(lán)牙模塊進(jìn)行無(wú)線通訊，發(fā)送控制指令至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)收到的指令操控電機(jī)，電機(jī)工作控制小車移動(dòng)。

圖1 藍(lán)牙遙控智能小車的總體方案

2 手機(jī)平臺(tái)

安卓Andriod系統(tǒng)的開放性強(qiáng)、不受束縛，是設(shè)計(jì)中手機(jī)平臺(tái)的首選。Android的系統(tǒng)架構(gòu)和其操作系統(tǒng)一樣，采用了分層的架構(gòu)，從高層到低層分別是應(yīng)用程序?qū)?、?yīng)用程序框架層、系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層和Linux內(nèi)核層。所用開發(fā)工具為Eclipse集成開發(fā)環(huán)境，最初主要用Java語(yǔ)言開發(fā)，但目前也可以通過(guò)插件作為其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的開發(fā)工具。為了在電腦上方便模擬自己開發(fā)的程序，還需要安裝無(wú)線開發(fā)工具WKT，這樣就方便電腦中預(yù)覽效果，不必要每次都下載至手機(jī)中觀察效果。手機(jī)端的控制過(guò)程：?jiǎn)?dòng)手機(jī)打開藍(lán)牙，發(fā)送請(qǐng)求建立連接，點(diǎn)擊手機(jī)界面的控制按鈕生成指令，發(fā)送至藍(lán)牙模塊。

3 藍(lán)牙模塊

藍(lán)牙技術(shù)作為一個(gè)全球開放性無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)把各種語(yǔ)言和數(shù)據(jù)設(shè)備用無(wú)線鏈路連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人區(qū)域內(nèi)語(yǔ)言和數(shù)據(jù)的交換與傳輸，隨著技術(shù)的發(fā)展和完善，藍(lán)牙技術(shù)必將對(duì)人類的生活、工作產(chǎn)生重大影響。藍(lán)牙模塊分為主機(jī)模塊和從機(jī)模塊，也有主、從一體的，主機(jī)模塊和從機(jī)模塊配對(duì)通信。手機(jī)端自身攜帶藍(lán)牙功能，相當(dāng)于主機(jī)發(fā)送模塊，小車中安裝的藍(lán)牙模塊相當(dāng)于從機(jī)接收模塊，將收到的指令通過(guò)串口傳遞給單片機(jī)處理。

4 單片機(jī)模塊

單片機(jī)又稱微控制器，與計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了輸入輸出設(shè)備。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為應(yīng)用開發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是讓單片機(jī)能正常工作并發(fā)揮其功能時(shí)所必須的組成部分，最小系統(tǒng)包括單片機(jī)主芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、輸入/輸出設(shè)備等。單片機(jī)模塊與藍(lán)牙模塊通信是通過(guò)串口連接的，在編寫單片機(jī)程序時(shí)，主函數(shù)主要是處理中斷所接收到的數(shù)據(jù)，來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式。

5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

離開電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，小車是無(wú)法控制運(yùn)動(dòng)的。常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以選用L298N芯片。L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊具有實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速的特點(diǎn)，啟動(dòng)性能好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，并且可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。設(shè)計(jì)方案中，控制單片機(jī)輸入輸出端口的高低電平，進(jìn)而控制電機(jī)的正傳與反轉(zhuǎn)。為了保證輸送至電機(jī)的電壓平穩(wěn)，外圍電路可以選用二極管整流濾波電路實(shí)現(xiàn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于藍(lán)牙遙控智能小車的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)手機(jī)平臺(tái)，應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控小車運(yùn)動(dòng)，具有編程靈活、易于操控、穩(wěn)定性好、容易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)。手機(jī)取代遙控器，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

[1]董濤.基于單片機(jī)的智能小車的設(shè)計(jì)與制作[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2009.17（2）：380-381

[2]周瑛.基于藍(lán)牙技術(shù)遙控小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].福建師大福清分校學(xué)報(bào)，2012.5：113-114

[3]劉峰.基于藍(lán)牙的果園機(jī)器人遙控系統(tǒng)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011.（12）：139-141

李居尚（1984-），女，講師，長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院，研究方向：電子技術(shù)、傳感器技術(shù)；

于秀明。

于秀明（1983-），女，講師，長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院，研究方向：電子技術(shù)、電工技術(shù)；

戰(zhàn)蔭澤（1979-），男，講師，長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院，研究方向：模擬電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)；