摘 要：現(xiàn)階段，企業(yè)生產(chǎn)水平不斷提高，生產(chǎn)技術面臨著不斷的挑戰(zhàn)，自動化水平的要求也在步步攀升。在這一大環(huán)境下，人工智能的發(fā)展成為了科技發(fā)展及多領域需求的焦點，無線小車作為其中的一員在自動化水平的提升及實際生產(chǎn)過程中均扮演著越來越重要的角色。文章圍繞無線小車的設計為核心展開論述，基于OpenWRT系統(tǒng)，對小車的整體設計、硬件系統(tǒng)設計及軟件系統(tǒng)設計展開探討，并提出了相應的一些方案。

關鍵詞：OpenWRT系統(tǒng)；無線小車；軟件；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.118

近年來，隨著科技的發(fā)展與進步，人工智能逐步滲透生活中的方方面面，在多個領域內(nèi)發(fā)揮著重要作用，無線小車即是其中之一。本文中以無線小車為設計對象，采用OpenWRT操作系統(tǒng)進行設計，其基本功能是通過無線網(wǎng)絡，控制小車運動，同時小車上的圖像采集系統(tǒng)可實現(xiàn)對實時畫面的傳送，從理論角度說，其功能性還可以根據(jù)不同的需求加以擴展。

1 總體設計方案

本設計中的智能小車屬輪式移動機器人，其優(yōu)勢在于結構簡單，控制便捷，在室內(nèi)地面或較為平坦的環(huán)境下可進行較好地工作。在對智能小車進行設計時，需就小車的三個設計方向加以考量，即傳感器系統(tǒng)設計、模式操作設計與基于OpenWRT的無線通信系統(tǒng)設計。在傳感器系統(tǒng)設計中，旨在實現(xiàn)小車的遠程控制，包括障礙物檢測、速度檢測等目標；模式操作設計較為整體，關系到小車運行的方方面面；而無線通訊系統(tǒng)設計，則是基于OpenWRT系統(tǒng)下，搭建無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對小車的遠程通訊。

2 系統(tǒng)硬件設計

如上圖所示，硬件系統(tǒng)模塊主要包括直流電驅動系統(tǒng)模塊、圖像采集模塊、超聲波測距模塊、無線通信模塊、紅外感應模塊等。具體來說，小車硬件系統(tǒng)的主要構建有單片機、ARM處理器、外圍電路、電源等。本設計中，小車采用兩層架構，其中，上層核心為ARM處理器，其主板采用MINI2440作為其主板，主要功能是采集圖像，并通過無線網(wǎng)絡將圖像將圖像傳送至遠端機器；下層核心為單片機，本設計中采用51單片機，與外圍電路共同組成單片機控制系統(tǒng)，主要作用于兩方面，分別是小車移動的控制和傳感器數(shù)據(jù)的處理。

直流電驅動系統(tǒng)電路如上圖所示，在直流電驅動系統(tǒng)模塊中，小車的核心構件為L298N芯片，就其自身而言，優(yōu)勢在于帶載能力強；而外圍電路的重要構件為二極管，將由二極管構成的電橋電路與電機并聯(lián)，實現(xiàn)對電機的控制與其預定的運轉。

本設計中，小車的控制方案為H橋控制方案，對小車左右輪驅動的控制依賴于電機4路PWM的輸出，2路PWM輸出即可對一個電機進行控制，兩電機之間以并聯(lián)方式相聯(lián)。信號ENABLE的高低將直接影響輸出的變化，只有直流電驅動系統(tǒng)芯片使得ENABLE信號為高，才能使得輸出隨輸入變化，否則將處于高阻態(tài)。因此，在進行焊接過程中，應將電源引腳與ENABLE引腳VS均接電源VCC。

3 軟件系統(tǒng)設計

本設計中選用OpenWRT操作系統(tǒng)，屬嵌入式Linux系統(tǒng)，其優(yōu)勢在于OpenWRT支持各種處理器架構，無論是對ARM，X86，PowerPC或者MIPS都有很好的支持。其多達3000多種軟件包，囊括從工具鏈（toolchain），到內(nèi)核（linux kernel），到軟件包（packages），再到根文件系統(tǒng)（rootfs）整個體系，使得用戶只需簡單的一個make命令即可方便快速地定制一個具有特定功能的嵌入式系統(tǒng)來制作固件。

本設計中小車的操作程序編寫在Kubuntu CodeBlock IDE集成開發(fā)環(huán)境中進行，并將編譯出的代碼再經(jīng)ARM eabi較差編譯工具再編譯，再由中斷經(jīng)由串行口向移動終端燒入交叉編譯后的系統(tǒng)及程序。在通信方面，主機端利用vsftp軟件進行FTP服務器假設，并以無線網(wǎng)卡實現(xiàn)無線局域網(wǎng)建立。在驅動系統(tǒng)方面，可根據(jù)MINI2440開發(fā)板現(xiàn)有的例程結合小車功能硬件及功能需要進行改寫，編譯后輸入內(nèi)核。在攝像控制方面，其軟件mjpg-streamer由OpenWRT提供，為軟件包形式，用法比較簡單，參數(shù)直接寫在命令行中，通過8080端口輸出為MJPEG格式圖像。本設計中通過Putty進行指令操作，其代碼如下：

mjpg_streamer -i "input_uvc.so -d /dev/video0" -o "output_http.so -p 8080 -w /www/camwww"。

4 結語

綜上所述，為了適應社會生產(chǎn)發(fā)展需要，在科學技術發(fā)展的推動下，人工智能逐漸嶄露頭角，并在多個領域中扮演著越來越重要的角色。文章以無線小車的設計為核心展開探討，著重對其總體設計、硬件系統(tǒng)設計及軟件系統(tǒng)設計展開闡述，提出相應的設計方案。

參考文獻：

[1]滕泓虬.基于OpenWrt的移動機器人系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2012，12（01）：50-52.

[2]喻濤.基于無線控制模式的智能小車設計[D].南京理工大學，2015.

作者簡介：徐廣允（1984-），男，云南宣威人，本科，工學學士，講師，研究方向：自動化。