标题 | 基于Android系统的智能小车的设计与实现 |
范文 | 王林生++周炜明 摘 要:Android智能手机的普及,使得利用Android智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向之一,本文通过Android智能手机、逻辑电路和蓝牙模块实现了智能小车的无线控制方式,进而实现人们探测对所不能到达区域的未知环境的目的。 关键词:Android;智能小车;无线控制 中图分类号:TP242.6 文献标识码:A 1 引言(Introduction) 智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务,适用于国防及民用等多个领域。随着科技的发展,安卓智能手机进入大众,如何通过安卓智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向。笔者以安卓智能手机为控制器,通过蓝牙模块和逻辑电路实现小车的智能控制[1,2],从而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测。 2 系统总体架构设计(Overall system architecture design) 以Android系统中的智能小车控制软件为基础,以STC89C51单片机为核心。通过安装在智能手机中的APP软件来设置小车前进、后退、左转、右转、停止动作,通过蓝牙模块把指令发送给HC-06蓝牙接收模块,然后再传递给单片机,单片机通过分析传递过来的指令不同,而跳转到不同的子程序来控制电机驱动,从而实现小车的前进、后退、左转、右转、停止等不同的动作,进而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测,具体的系统结构如图1所示。 图1 系统结构 Fig.1 System structure 3 系统硬件电路设计(Hardware circuit design) 3.1 电机驱动电路 智能小车电机采用L293D芯片,它内置了与门、非门、三极管组成的两组电路,通过控制三极管的通断就可以是电机旋转起来,而通过控制不同三极管的导通,电流的流向就会发生改变,电机的转向也就会发生变化[3],从而驱动感小车的前进、后退、左转、右转、停止。具体电路如图2所示。 图2 电机驱动电路 Fig.2 The motor drive circuit 3.2 蓝牙模块设计 蓝牙模块主要是为了实现手机端与智能小车端的数据传输,通过蓝牙转串口模块实现上位机与下位机的无线通讯功能,所以本质上使用的是单片机串口通信。本设计中采用HC-06蓝牙模块,设置为主机,通过接收AT指令来控制智能小车的。 3.3 电源电路设计 图3 电源电路 Fig.3 Power circuit 图3中J6为电池接口,U1为ASM1117稳压芯片,C1、C2、C3为滤波电容,D1为续流二极管,当小车断电时,电路板中会产生感应电流通过D1流向地端,这样减小了感应电流对元器件的损坏。S1,S2是电池供电和USB供电的切换开关,当S1拨到2,4位、S2拨到3,6位时小车由电池供电,当S1拨到3,6位、S2拨到2,4位时,小车由USB供电。VCC_Motor为电机驱动芯片电源,BLU_VCC为蓝牙通讯模块电源。 4 软件设计(Software design) 4.1 系统主程序 智能小车主要是在单片机的控制下,对蓝牙模块输入的信息进行分析,进而控制电机驱动,以达到控制小车的前进、后退、左转、右转[4]。智能小车主程序软流程图如图4所示。 图4 主程序流程图 Fig4 The main program flow chart 4.2 手机端程序设计 在Eclipse集成开发环境下,建立android项目工程,工程名命名为Bluetooth-car,选择Create Activity,用Textview文本控件和Butten按钮控件,布局好手机端画面,同时为每一个控件设置一个ID,(如android:id="@+id/button1")。然后在主程序里面编写监听程序,当按键按下的时候,通过监听按键的ID地址的不同,采用switch结构,跳转到不同的case里,向小车蓝牙模块发送不同的数据。在程序里直接写进小车蓝牙模块的蓝牙地址,当程序开始运行时,将会自动搜索该地址的蓝牙芯片,当进行过一次配对连接以后,将会记忆该地址,以后每次只要打开手机界面,开始运行时就会自动进行搜索配对连接好[5]。 5 结论(Conclusion) 该作品采用了安卓智能手机控制方式和逻辑电路设计,整体成本极低(约70元),便于实际应用。配合无线视频、音频传感器可以对危险环境监测,例如反恐现场环境探测、有害毒气泄露场所、野外监测等。也可用于教育、娱乐等,由于采用模块化便于升级,可以以此为基础开发成教育机器人和娱乐机器人。整体成本极低,便于推广,可以获得良好的经济效益。 参考文献(References) [1] 王林生,等.林木温室育苗机械自动化作业平台设计研究[J]. 农机化研究,2014(12):107-110. [2] 李炜恒,席东河,王林生.基于ZigBee和ARM的畜牧业物流实 时监测系统设计[J].物流技术,2013(8):255-257. [3] 秦斌.电子线路[M].北京:科学出版社,2009. [4] 王静霞.单片机应用技术C语言版[M].北京:电子工业出版社, 2009. [5] 骆伟,初海英,于海燕.基于Android的实时监控系统的设计与 实现[J].软件工程师,2013(5):39-41. 作者简介: 王林生(1981-),男,硕士,讲师.研究领域:计算机控制 技术. 周炜明(1987-),男,本科,助教.研究领域:自动化专业. 摘 要:Android智能手机的普及,使得利用Android智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向之一,本文通过Android智能手机、逻辑电路和蓝牙模块实现了智能小车的无线控制方式,进而实现人们探测对所不能到达区域的未知环境的目的。 关键词:Android;智能小车;无线控制 中图分类号:TP242.6 文献标识码:A 1 引言(Introduction) 智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务,适用于国防及民用等多个领域。随着科技的发展,安卓智能手机进入大众,如何通过安卓智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向。笔者以安卓智能手机为控制器,通过蓝牙模块和逻辑电路实现小车的智能控制[1,2],从而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测。 2 系统总体架构设计(Overall system architecture design) 以Android系统中的智能小车控制软件为基础,以STC89C51单片机为核心。通过安装在智能手机中的APP软件来设置小车前进、后退、左转、右转、停止动作,通过蓝牙模块把指令发送给HC-06蓝牙接收模块,然后再传递给单片机,单片机通过分析传递过来的指令不同,而跳转到不同的子程序来控制电机驱动,从而实现小车的前进、后退、左转、右转、停止等不同的动作,进而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测,具体的系统结构如图1所示。 图1 系统结构 Fig.1 System structure 3 系统硬件电路设计(Hardware circuit design) 3.1 电机驱动电路 智能小车电机采用L293D芯片,它内置了与门、非门、三极管组成的两组电路,通过控制三极管的通断就可以是电机旋转起来,而通过控制不同三极管的导通,电流的流向就会发生改变,电机的转向也就会发生变化[3],从而驱动感小车的前进、后退、左转、右转、停止。具体电路如图2所示。 图2 电机驱动电路 Fig.2 The motor drive circuit 3.2 蓝牙模块设计 蓝牙模块主要是为了实现手机端与智能小车端的数据传输,通过蓝牙转串口模块实现上位机与下位机的无线通讯功能,所以本质上使用的是单片机串口通信。本设计中采用HC-06蓝牙模块,设置为主机,通过接收AT指令来控制智能小车的。 3.3 电源电路设计 图3 电源电路 Fig.3 Power circuit 图3中J6为电池接口,U1为ASM1117稳压芯片,C1、C2、C3为滤波电容,D1为续流二极管,当小车断电时,电路板中会产生感应电流通过D1流向地端,这样减小了感应电流对元器件的损坏。S1,S2是电池供电和USB供电的切换开关,当S1拨到2,4位、S2拨到3,6位时小车由电池供电,当S1拨到3,6位、S2拨到2,4位时,小车由USB供电。VCC_Motor为电机驱动芯片电源,BLU_VCC为蓝牙通讯模块电源。 4 软件设计(Software design) 4.1 系统主程序 智能小车主要是在单片机的控制下,对蓝牙模块输入的信息进行分析,进而控制电机驱动,以达到控制小车的前进、后退、左转、右转[4]。智能小车主程序软流程图如图4所示。 图4 主程序流程图 Fig4 The main program flow chart 4.2 手机端程序设计 在Eclipse集成开发环境下,建立android项目工程,工程名命名为Bluetooth-car,选择Create Activity,用Textview文本控件和Butten按钮控件,布局好手机端画面,同时为每一个控件设置一个ID,(如android:id="@+id/button1")。然后在主程序里面编写监听程序,当按键按下的时候,通过监听按键的ID地址的不同,采用switch结构,跳转到不同的case里,向小车蓝牙模块发送不同的数据。在程序里直接写进小车蓝牙模块的蓝牙地址,当程序开始运行时,将会自动搜索该地址的蓝牙芯片,当进行过一次配对连接以后,将会记忆该地址,以后每次只要打开手机界面,开始运行时就会自动进行搜索配对连接好[5]。 5 结论(Conclusion) 该作品采用了安卓智能手机控制方式和逻辑电路设计,整体成本极低(约70元),便于实际应用。配合无线视频、音频传感器可以对危险环境监测,例如反恐现场环境探测、有害毒气泄露场所、野外监测等。也可用于教育、娱乐等,由于采用模块化便于升级,可以以此为基础开发成教育机器人和娱乐机器人。整体成本极低,便于推广,可以获得良好的经济效益。 参考文献(References) [1] 王林生,等.林木温室育苗机械自动化作业平台设计研究[J]. 农机化研究,2014(12):107-110. [2] 李炜恒,席东河,王林生.基于ZigBee和ARM的畜牧业物流实 时监测系统设计[J].物流技术,2013(8):255-257. [3] 秦斌.电子线路[M].北京:科学出版社,2009. [4] 王静霞.单片机应用技术C语言版[M].北京:电子工业出版社, 2009. [5] 骆伟,初海英,于海燕.基于Android的实时监控系统的设计与 实现[J].软件工程师,2013(5):39-41. 作者简介: 王林生(1981-),男,硕士,讲师.研究领域:计算机控制 技术. 周炜明(1987-),男,本科,助教.研究领域:自动化专业. 摘 要:Android智能手机的普及,使得利用Android智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向之一,本文通过Android智能手机、逻辑电路和蓝牙模块实现了智能小车的无线控制方式,进而实现人们探测对所不能到达区域的未知环境的目的。 关键词:Android;智能小车;无线控制 中图分类号:TP242.6 文献标识码:A 1 引言(Introduction) 智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务,适用于国防及民用等多个领域。随着科技的发展,安卓智能手机进入大众,如何通过安卓智能手机控制智能小车成为众多学者的研究方向。笔者以安卓智能手机为控制器,通过蓝牙模块和逻辑电路实现小车的智能控制[1,2],从而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测。 2 系统总体架构设计(Overall system architecture design) 以Android系统中的智能小车控制软件为基础,以STC89C51单片机为核心。通过安装在智能手机中的APP软件来设置小车前进、后退、左转、右转、停止动作,通过蓝牙模块把指令发送给HC-06蓝牙接收模块,然后再传递给单片机,单片机通过分析传递过来的指令不同,而跳转到不同的子程序来控制电机驱动,从而实现小车的前进、后退、左转、右转、停止等不同的动作,进而实现对人们所不能到达区域未知环境的探测,具体的系统结构如图1所示。 图1 系统结构 Fig.1 System structure 3 系统硬件电路设计(Hardware circuit design) 3.1 电机驱动电路 智能小车电机采用L293D芯片,它内置了与门、非门、三极管组成的两组电路,通过控制三极管的通断就可以是电机旋转起来,而通过控制不同三极管的导通,电流的流向就会发生改变,电机的转向也就会发生变化[3],从而驱动感小车的前进、后退、左转、右转、停止。具体电路如图2所示。 图2 电机驱动电路 Fig.2 The motor drive circuit 3.2 蓝牙模块设计 蓝牙模块主要是为了实现手机端与智能小车端的数据传输,通过蓝牙转串口模块实现上位机与下位机的无线通讯功能,所以本质上使用的是单片机串口通信。本设计中采用HC-06蓝牙模块,设置为主机,通过接收AT指令来控制智能小车的。 3.3 电源电路设计 图3 电源电路 Fig.3 Power circuit 图3中J6为电池接口,U1为ASM1117稳压芯片,C1、C2、C3为滤波电容,D1为续流二极管,当小车断电时,电路板中会产生感应电流通过D1流向地端,这样减小了感应电流对元器件的损坏。S1,S2是电池供电和USB供电的切换开关,当S1拨到2,4位、S2拨到3,6位时小车由电池供电,当S1拨到3,6位、S2拨到2,4位时,小车由USB供电。VCC_Motor为电机驱动芯片电源,BLU_VCC为蓝牙通讯模块电源。 4 软件设计(Software design) 4.1 系统主程序 智能小车主要是在单片机的控制下,对蓝牙模块输入的信息进行分析,进而控制电机驱动,以达到控制小车的前进、后退、左转、右转[4]。智能小车主程序软流程图如图4所示。 图4 主程序流程图 Fig4 The main program flow chart 4.2 手机端程序设计 在Eclipse集成开发环境下,建立android项目工程,工程名命名为Bluetooth-car,选择Create Activity,用Textview文本控件和Butten按钮控件,布局好手机端画面,同时为每一个控件设置一个ID,(如android:id="@+id/button1")。然后在主程序里面编写监听程序,当按键按下的时候,通过监听按键的ID地址的不同,采用switch结构,跳转到不同的case里,向小车蓝牙模块发送不同的数据。在程序里直接写进小车蓝牙模块的蓝牙地址,当程序开始运行时,将会自动搜索该地址的蓝牙芯片,当进行过一次配对连接以后,将会记忆该地址,以后每次只要打开手机界面,开始运行时就会自动进行搜索配对连接好[5]。 5 结论(Conclusion) 该作品采用了安卓智能手机控制方式和逻辑电路设计,整体成本极低(约70元),便于实际应用。配合无线视频、音频传感器可以对危险环境监测,例如反恐现场环境探测、有害毒气泄露场所、野外监测等。也可用于教育、娱乐等,由于采用模块化便于升级,可以以此为基础开发成教育机器人和娱乐机器人。整体成本极低,便于推广,可以获得良好的经济效益。 参考文献(References) [1] 王林生,等.林木温室育苗机械自动化作业平台设计研究[J]. 农机化研究,2014(12):107-110. [2] 李炜恒,席东河,王林生.基于ZigBee和ARM的畜牧业物流实 时监测系统设计[J].物流技术,2013(8):255-257. [3] 秦斌.电子线路[M].北京:科学出版社,2009. [4] 王静霞.单片机应用技术C语言版[M].北京:电子工业出版社, 2009. [5] 骆伟,初海英,于海燕.基于Android的实时监控系统的设计与 实现[J].软件工程师,2013(5):39-41. 作者简介: 王林生(1981-),男,硕士,讲师.研究领域:计算机控制 技术. 周炜明(1987-),男,本科,助教.研究领域:自动化专业. |
随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台,免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。