郝海燕（咸陽師范學院物理與電子工程學院，陜西咸陽，712000）

基于無線Wi—Fi的智能小車控制系統(tǒng)設計

郝海燕
（咸陽師范學院物理與電子工程學院，陜西咸陽，712000）

設計了一種基于Wi—Fi的超低功耗遠程智能小車控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以STC89C52單片機作為主控芯片，采用Wi—Fi模塊將視頻模塊采集到的小車的視頻信號傳輸給智能終端，并將智能終端的控制信號發(fā)送給小車的控制核心—MCU，控制電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)對智能小車的控制，有效實現(xiàn)小車對陌生和危險環(huán)境的探索。結果顯示，該設計可以實現(xiàn)有效距離的精準控制和實時視頻的穩(wěn)定傳輸。系統(tǒng)具有低功耗、低成本、運行可靠的特點，具有很好的實用價值和應用前景。

無線Wi—Fi；STC89C52單片機；智能控制

0 引言

Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設備等終端以無線方式互相連接的技術，具有通信距離遠、傳輸速度快、入網(wǎng)門檻低等優(yōu)點，被廣泛應用在家庭和辦公室以及酒店和機場[1]。本文利用WI-FI技術設計并實現(xiàn)了智能小車的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對智能小車進行左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進和后退四個動作的運行控制，并具有功耗低、小型化、可擴展等優(yōu)點。

1 總體方案

該無線WI-FI智能小車控制系統(tǒng)由視頻模塊、wifi收發(fā)模塊、電機驅(qū)動模塊和單片機四個模塊組成。Wi—Fi模塊將視頻模塊采集到的小車的視頻信號傳輸給智能終端，并將智能終端的控制信號發(fā)送給小車的控制核心單片機，由單片機控制電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)對智能小車的驅(qū)動。

2 系統(tǒng)硬件設計

2.1 視頻模塊

本系統(tǒng)為了能使小車對周圍環(huán)境進行實時監(jiān)控，采用了USB免驅(qū)高清數(shù)字攝像頭來實現(xiàn)這一功能。該攝像頭使用USB通信協(xié)議，內(nèi)部配有USB通信芯片，可以無障礙與電腦等用戶端通信，并且可以無障礙的與wifi模塊實現(xiàn)USB通信。由該攝像頭對小車前方的畫面進行采集后將圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過wifi模塊傳輸給上位機，以實現(xiàn)wifi小車的視頻功能。

2.2 WI-FI通信模塊

本系統(tǒng)中WI-FI模塊一方面要將視頻模塊采集到的視頻信號傳輸給上位機進行處理，另一方面又要將上位機發(fā)出的控制信號送給單片機進行處理。本系統(tǒng)采用由深圳普聯(lián)技術有限公司生產(chǎn)的超低功耗WI-FI模塊。該模塊基于IEEE802.11n標準，能擴展無線網(wǎng)絡范圍，提供高達150Mbps的穩(wěn)定傳輸，易于管理并且提供多種安全防護措施[2]。

2.3 單片機主控模塊

單片機的主要功能是接收從無線模塊傳輸過來的控制信號，發(fā)出對智能小車的控制信號來控制電機的驅(qū)動模塊。本設計采用宏晶科技公司生產(chǎn)的新一代8051單片機STC12C5202AD，該單片機速度比傳統(tǒng)8051快8-12倍；內(nèi)部集成專用復位電路；2路PWM；8路高速8位A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)常應用于針對電機控制的強干擾場合。采用該單片機，完全可以滿足進行智能小車運動控制的要求。

2.4 電機驅(qū)動模塊

電機驅(qū)動模塊的作用是用來接收單片機的控制信號，隨后根據(jù)接收的控制信號來控制電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，以控制小車的運行軌跡。系統(tǒng)選用的電機驅(qū)動芯片為L298N芯片，是一種雙H橋電機驅(qū)動芯片，其中每個H橋可以提供2A的電流，邏輯部分5v供電，接受5vTTL電平。該芯片采用15腳垂直、彎曲和錯列引線的封裝形式。一片L298N芯片可以用來驅(qū)動兩個直流電機和步進電機等[3]。

2.5 電源模塊

本設計中為了能夠獲得穩(wěn)定的系統(tǒng)工作電壓，電源轉(zhuǎn)換部分主要采用了三端穩(wěn)壓集成電路L7805，其作用在于將電池提供的電壓穩(wěn)定在5V為系統(tǒng)供電。由于L7805的工作電壓最小7V，所以電池就選用了輸出電壓7V且最大可提供1.5A電流的電池。

3 系統(tǒng)測試

該系統(tǒng)的上位機可以是電腦或智能手機，通過網(wǎng)絡可實現(xiàn)對小車進行控制，并且觀看攝像頭返回的視頻。通過對系統(tǒng)進行實測，結果滿足預期目標并且系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，上位機對系統(tǒng)的控制距離達到100m左右。

4 結論

無線WI-FI網(wǎng)絡技術被廣泛應用在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航空航天等領域。測試結果表明，該智能系統(tǒng)利用WI-FI技術可以實現(xiàn)對小車的控制，并實時監(jiān)控小車所處環(huán)境圖像，檢測距離遠且運行穩(wěn)定。系統(tǒng)通用性強，易擴展，具有較強的實用價值。

[1] 陳文周.WI-FI技術研究及應用[J].數(shù)據(jù)通信，2008（2）：14-17.

[2] 李曉陽.WIFI技術及其應用發(fā)展[J].信息技術，2012（2）：196-198.

[3] 郗艷華.基于無線WI-FI的溫度檢測控制系統(tǒng)設計[J].自動化與儀器儀表，2015（3）81-82.

Design of intelligent car control system based on wireless WI-FI

Hao Haiyan
(Department of Physics and Electronics Engineering, Xianyang Normal College, Xianyang Shaanxi, 712000)

wireless WI-FI; STC89C52MCU; intelligent control

郝海燕（1974-），女，陜西渭南人，講師，碩士，研究方向為智能控制。

咸陽師范學院專項科研基金項目（17XSYK009）。

Abstarct: A low-power remote intelligent car control system based on Wi-Fi is designed. System to STC89C52 microcontroller as the main control chip, the use of Wi-Fi module to the video module to collect the the car’s video signal transmission to the intelligent terminal, and intelligent terminal control signal sent to the car’s control core-MCU, control motor drive module To achieve the control of intelligent car, the effective realization of the car on the strange and dangerous environment to explore. The results show that the design can achieve 110 meters effective distance of precision control and real-time video transmission. The system has the characteristics of low power consumption, low cost and reliable operation, and has good practical value and application prospect.