| 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. |
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