一種基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車

張翔宇

【摘要】 一種基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，智能小車由WiFi模塊控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、減速電機(jī)、電池組、開關(guān)、上位機(jī)控制界面所組成。智能小車通過上位機(jī)的操縱界面利用無線網(wǎng)絡(luò)任意的控制小車的行走路線。

【關(guān)鍵詞】 智能小車 WiFi通信 Arduino 智能控制

一、引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)得到了迅速的發(fā)展，利用無線技術(shù)所制造的無線終端產(chǎn)品也越來越多。由于本人對(duì)于電子產(chǎn)品有著非常濃厚的興趣，所以利用課余時(shí)間通過學(xué)習(xí)制作了一個(gè)基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，能夠?qū)崿F(xiàn)通過上位機(jī)界面控制智能小車的運(yùn)動(dòng)。

二、智能小車工作過程

一種基于WiFi通信網(wǎng)絡(luò)的智能小車，智能小車由WiFi模塊控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、減速電機(jī)、電池組、開關(guān)、上位機(jī)控制界面所組成，當(dāng)智能小車上電后，WiFi模塊會(huì)自動(dòng)尋找在控制器程序中所設(shè)定要連接的無線網(wǎng)絡(luò)名稱，當(dāng)WiFi模塊連接到上位機(jī)控制界面時(shí)，控制界面會(huì)顯示當(dāng)前所連接到主機(jī)的WiFi模塊的IP地址，建立起通信連接之后，就可以通過上位機(jī)界面控制WiFi小車任意的運(yùn)動(dòng)了，智能小車的控制器我選擇的是基于Arduino的wido控制器，其本身自帶WiFi模塊，并帶有AVR單片機(jī)，具有6路數(shù)字可控IO口，4路模擬IO口，最大限度的滿足了控制系統(tǒng)的需要，同時(shí)Arduino有大量封裝好的類庫(kù)，語(yǔ)言也不像C語(yǔ)言不易理解，它非常適合初級(jí)電子玩家制作一些電子產(chǎn)品。

三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理

上位機(jī)和智能小車之間的通信利用的是TCP/IP協(xié)議，TCP/IP是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備，尤其是一個(gè)主機(jī)與另一個(gè)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎(chǔ)協(xié)議，也是一種電腦數(shù)據(jù)打包和尋址的標(biāo)準(zhǔn)方法。在數(shù)據(jù)傳輸中，可以形象地理解為有兩個(gè)信封，TCP和IP就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞入一個(gè)TCP信封，并在該信封面上記錄有分段號(hào)的信息，再將 TCP信封塞入IP大信封，發(fā)送上網(wǎng)。在接受端，一個(gè)TCP軟件包收集信封，抽出數(shù)據(jù)，按發(fā)送前的順序還原，并加以校驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，TCP將會(huì)要求重發(fā)。因此，TCP/IP在INTERNET中幾乎可以無差錯(cuò)地傳送數(shù)據(jù)，當(dāng)上位機(jī)給智能小車發(fā)送命令時(shí)，會(huì)將控制命令封裝在數(shù)據(jù)包中，智能小車通過WiFi模塊接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)通過內(nèi)部程序解析數(shù)據(jù)包。

智能小車的控制：當(dāng)解析完上位機(jī)所發(fā)來的數(shù)據(jù)包后，控制器會(huì)將命令與程序內(nèi)部命令做比較，從而智能的通過控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制小車運(yùn)動(dòng)，通過控制器可以實(shí)現(xiàn)智能小車加速、減速、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、自動(dòng)行駛等多種功能，同時(shí)由于智能小車每個(gè)輪子之間都有細(xì)微的差別，導(dǎo)致當(dāng)發(fā)送前進(jìn)命令時(shí)小車并不走直線，故此采用了PID的控制方式，我選擇的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部自帶PID參數(shù)的自整定功能，這樣就大大簡(jiǎn)化了代碼的復(fù)雜性，四個(gè)電機(jī)的編碼器將四個(gè)輪子實(shí)時(shí)的速度反饋給驅(qū)動(dòng)器，若反饋回來的速度值有偏差，驅(qū)動(dòng)器將調(diào)整PWM脈沖的占空比，保證四個(gè)輪子速度的一致性，從而保證小車的直線行駛。

四、實(shí)物圖

圖1。

五、結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目創(chuàng)新的使用了當(dāng)前流行的WiFi控制方式，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能小車的控制，通過此次項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，極大的激發(fā)了個(gè)人的創(chuàng)新意識(shí)，使自己愛上了制作電子產(chǎn)品，愛上了科技創(chuàng)新，并為成為一名創(chuàng)客奠定了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]龔建偉，熊光明.Visual C++/Turbo C串口通信編程實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版，2007.

[2]白瑞林，吳廣霖.嵌入式TCP/IP協(xié)議棧多線程應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，32（18）：84.

[3]周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)（第二板）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.