基于安卓蓝牙控制的智能车设计报告____论文.doc

摘要：在科技日益发展的今天，无线遥控的机器人小车在危险环境作业、人员搜集等应用中可发挥特殊的作用。智能车作为智能车辆的仿真车，是研究智能车辆的基础。介绍了基于蓝牙遥控的多功能智能车。该设计采用STC89C52RC芯片为主控制器，利用L298N芯片驱动直流电机。同时利用安卓手机蓝牙无线遥控小车进入蓝牙手动模式，循迹模式和避障模式。在蓝牙模式下小车采用蓝牙模块利用Android平台远程控制小车的移动；在循迹模式下，采用红外光对管对黑线检测，判断出黑线的位置，将采集到的路况信息输入STC89C52单片机中，让小车沿着黑线自动行驶；在避障模式下，让小车自由移动，避障模块将使小车不会撞上障碍物。为了避免小车撞上障碍物，该小车使用了HS-RS04超声波模块，通过超声波的发射与接受来确定障碍物的位置，避免小车撞上障碍物。 关键词：智能车；51单片机；蓝牙通讯；超声波测距；红外检测； 目录 1 1.1 循迹单元方案比较与选择 1 1.2 避障单元方案比较与选择 1 1.3 无线单元方案与比较 2 2 硬件电路设计 3 2.1 总体设计 3 2.2 单片机模块 3 2.2.1 STC89C52简介 3 电机驱动模块 4 4 2.4 电源模块 6 2.5 蓝牙模块 6 2.6 循迹模块 7 2.7 避障模块 7 3 软件设计 8 3.1 智能车运动控制程序 8 3.1.1 智能车运动控制程序构思与框架 8 3.1.2 智能车基础运动设计与实现 11 13 3.1.4 智能车蓝牙手动模式设计与实现 14 3.1.5 智能车自主循迹模式设计与实现 16 3.1.6 智能车自动避障模式设计与实现 17 3.2 Android蓝牙客户端设计与实现 19 3.2.1 客户端界面设计 19 3.2.2 BluetoothCar类设计 19 4 系统测试与结论 20 4.1 硬件电路调试 20 4.1.1 独立元件的检测 20 4.1.2 单片机最小系统的调试 20 4.1.3 电源电路的调试 21 4.1.4 驱动模块的调试 21 4.2 软件调试 21 4.2.1 C语言的调试 21 4.2.2 JAVA语言的调试 22 4.3 制作总结 22 参考文献 24 附录一：原理图 25 附录二：源程序 27 方案比较与论证 循迹单元方案比较与选择 方案一：采用可见光发光二极管和光敏二极管 采用普通可见光发光管和光敏管组成的发射－接收电路。其缺点在于易受到环境光源的影响。即便提高发光管亮度也难以抵抗外界光的干扰。 方案二：采用反射式红外发射－接收器 采用反射式红外发射－接收器。直接用直流电压对发射管进行供电，其优点是实现简单，对环境光源的抗干扰能力强，在要求不高时可以使用。 结论：根据成本和实现容易性，以及由于传感器可以在车体的下部，发射、接收距地面都很近，外界光对其的干扰都很小。在基本不影响效果的前提下，为了简便起见，系统选用了方案二。 避障单元方案比较与选择 方案一：超声波探测 超声波测距对色彩和光照不敏感，可用于识别透明及漫反射性的物体，可在黑暗、有灰尘或烟雾的环境当中使用，超声波测距对电磁场及其他电磁干扰不敏感，可用于电磁干扰强、有毒、有害等恶劣环境中，超声波传感器结构简单、体积小、成本低、技术难度小、信息处理简单可靠、易于小型化和集成化。当然超声波测距也有一定的缺点，比如受温度、气流、材质的影响。 方案二：红外式探测 光电对管价格低廉，性能稳定，但探测距离过近（一般不超过3cm），使得小车必须制动迅速。而我们由于采用普通直流电机作为原动力，制动距离至少需要10cm。 方案三：雷达探测 雷达测距受恶劣天气的影响比较大，且成本比较高，雷达还必须满足电磁兼容要求。 方案四：使用视频采集处理装置进行探测 使用CCD实时采集小车前进路线上的图像并进行实时传输及处理，这是最精确的障碍物信息采集方案，可以对障碍物进行精确定位和测距。但是使用视频采集会大大增加小车成本和设计开发难度，而且考虑到我们小车行进转弯的精确度并未达到视频处理的精度，因而使用视频采集在实际应用中是个很大的浪费。 结论：综上所述，再结合我们的设计目标，采用方案一最符合设计要求。 无线单元方案与比较 无线控制是为了能够实现对智能车的远程遥控，使小车可以在遥控状态下代替人类完成一些危险项目。目前短距离无线数据传输技术主要有两大类，一类是基于IrDA红外无线通信技术，另一类是基于ISM(Industrial Scientific Medical)频段射频通信技术。较为主流的几种通信技术之间既存在着相互竞争，但又在某些实际应用领域内相互补充、相互配合，究竟选择何种技术更优越，需要由具体的工作环境来决定。表1-3所示为四种短距离无线通讯技术主要性能参数。