嵌入式智能探月车系统设计与制作.docx

嵌入式智能探月车系统设计与制作卢贶蔡大山（武汉软件工程职业学院，湖北武汉430205）［摘要］详细介绍全国职业院校技能大赛高职组“嵌入式产品开发”项目竞赛用嵌入式智能探月车设计与制作过程。从三个方面介绍探月车：机械、硬件、软件。［关键词］嵌入式系统；探月车；系统设计［中图分类号］TP212［文章标识码］A［文章编号］1671-5004（2011）02-0001-03EmbeddedIntelligentLunarProbeCarSystemDesignandFabricationLUKuangCAIDa-shan(WuhanVocationalCollegeofSoftwareandEngineering,Wuhan430205,Hubei)［Abstract］Detailedintroductionofnationalvocationalcolleges,highervocationalskillscontestgroupembeddedproductdevelopmentprojectcompetitionwithembeddedintelligentlunarcardesignandmanufactureprocess.Introducedfromthreeaspects:thelunarcars:machinery,hardware,software.［Keywords］embeddedsystem；lunarcar；systemdesign随着电子技术、通信技术、计算机技术的飞速发展，特别是互联网和无线通讯技术的成熟和迅速普及，嵌入式产品已成为信息产业的主流。嵌入式系统主要包含硬件板卡、片上系统、底层驱动软件、操作系统内核、文件系统、上层应用程序以及相关平台的调试评测等方面，嵌入式系统人才培养方向应是有较强实践经验的复合型工程技术人员。教育部组织的全国职业院校技能大赛，是通过实践项目的完成，考察参赛者的能力和素质，通过实践能力竞赛，可以比出水平和素质，鼓励所有参赛者，并向全体学生和社会传达“理论联系实际”和“教育与生产劳动相结合”的教育理念。高职组“嵌入式产品开发”项目竞赛要求参赛队在规定时间组装调试一台探月车，并在嵌入式开发环境下编制个性化的控制软件。探月车制作完成后在大赛提供的模拟环境中执行寻迹、定位、图像识别与成像、无线通讯等任务。一、设计方案探月车设计与制作涉及到机械装配、电路分析、电路板焊接、单片机系统、传感器检测、嵌入式系统、整机联调等多个方面，重点要求掌握电子技术、单片机系统应用、嵌入式操作系统和无线通讯网络知识等。探月车采用模块化设计，各硬件平台及模块可以随意拆装。同时探月车采用分层结构设计，底层控制部分采用型号为STC89C58RD+单片机，上层应用采用S3C2440，配合Linux2.6系统平台。通过制定和编写相应的通讯协议及代码，实现了S3C2440与STC89C58RD+双微处理器协同工作。又集成图像颜色及形状识别算法库以及探月小车所有外围电路、模块的Linux2.6驱动程序，包括wifi及串口通讯协议[1]。探月车车体采用铝合金材质，利于减轻车体重量，并有坚固耐用和易于手动机加工的特点，能提供坚实的安装平台，各种电路模块通过螺钉和定位铜柱层叠组装在车体平台上。探月车整车尺寸（长×宽×高）为220mm×280mm×200mm，重量约2公斤。整车为四轮驱动方式，车轮外直径65mm，轮毂和轮胎可分离，采用紫铜外六角联轴器与电动机连接。探图一探月车整体设计框图月车具备一定的复杂路面行驶能力，同时能灵活操纵整车的速度、方向和姿态。探月车电路整体设计框图如图一所示。车系统由三部分组成：PC电脑，S3C2440开发板，STC单片机开发板。其中PC电脑主要作用是利用WIFI，通过无线网控制S3C2440开发板，进而控制探月车；接收S3C2440开发板发送回来的图像、图像识别结果和温度等信息，并显示。S3C2440开发板主要作用：接收PC电脑的网络控制命令，并将其转化为S3C2440与STC单片机通信协议命令字，并将命令字从串口输出，发送给STC单片机从而控制探月车；通过CMOS摄像头进行图像采集；识别采集图像中的矩形、三角形、圆形；将采集的图像、图像识别结果、STC［收稿日期］［作者简介］2011-3-14卢贶（1973-），男，湖北武汉人，武汉软件工程职业学院高级工程师，研究方向：电子技术。1第2期湖南工业职业技术学院学报2011年单片机回送的检测结果发送到PC电脑。STC单片机开发板主要作用：循迹；避障；红外测温；测速；与S3C2440开发板通过串口通信。二、硬件技术说明1、单片机控制探月车在执行循迹运行，测量温度、距离、速度，防止碰撞等任务时，都需经过单片机的处理和控制。功能模板将测得的数据传送给单片