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基于远距离wifi图传模组智能WiFi小车控制系统设计

发布日期:2022-01-04  浏览次数:2381
基于远距离wifi图传模组智能WiFi小车控制系统设计,当今社会,智能汽车已越来越普及,智能汽车已成为未来人们生活不可或缺的一部分。智能化汽车的推广应用,能有效减少交通事故的发生,提高行车效率,方便人们的生活;未来与大型数据库相连,可有效避免交通拥挤,降低交通管理费用,提高道路利用率。无线智能车是智能汽车领域中的一个重要组成部分,它在一些比较复杂和危险的场所有很大的应用。无线电小车的移动性强,重复利用性好,对环境的适应性强,但小车的控制距离短,不能自动避障等问题,造成其功能单一,应用范围有限。设计了一种智能远距离wifi图传模组WiFi小车虚拟控制系统,通过虚拟平台控制智能小车的运行轨迹,实时显示小车遇到障碍的次数,并以历史数据记录小车与障碍物的距离。该系统直观、方便地控制车辆行驶轨迹,可以有效减少交通事故的发生,提高行车效率,方便人们的生活。通过车辆运行轨迹,实时显示小车遇到障碍物的次数,并记录车辆与障碍物的距离。该系统直观、方便地控制车辆行驶轨迹,可以有效减少交通事故的发生,提高行车效率,方便人们的生活。

智能型WiFi小车控制系统结构主要包括无线局域网控制系统、WiFi通信模块、STM32F105主控芯片、雷达测距模块、电机驱动模块、云台舵机控制模块、灯光控制模块。

1)远距离wifi图传模组控制系统上机位采用远距离wifi图传模组软件搭建的控制平台,主要用于向智能小车发送控制指令,实时显示运动轨迹,记录历史数据。

2)采用TCP传输协议WiFi通信模块,实现对上机、下位机数据的实时通讯。

3)STM32F105主控芯片STM32单片机向智能小车各工作模块发送控制指令,同时采集雷达测距的实时数据。

4)雷达测距模块根据单片机的控制指令,完成障碍物距离数据的测量。

5)电机驱动模块通过单片机输出信号的控制,将输出电压拉高,从而驱动直流电动机工作。

6)云台舵机控制模块分别通过单片机发出的2路PWM控制信号,对水平方向、垂直舵角分别进行旋转控制。

7)车灯控制模组保证小车在光线较暗时安全工作。

远距离wifi图传模组智能型WiFi小车的主要硬件电路包括STM32小系统控制电路、L298N电机驱动电路及雷达接口电路。

STM32系统的控制电路由STM32主控芯片、电源、复位电路、时钟电路等部分组成。采用低压差线性稳压器LDO(lowdropoutregulator)把7.4V锂电池的输入电压转换为3.3V,用STM32单片机供电。

L298N电动机的驱动电路能承受很大的电流和电压,电压高可达46V,峰值电流可达3A。内置2个高压、大电流全桥驱动装置,可应用于直流电机、步进电机等设备上。
雷达接口电路采用HC-SR04雷达模块,将接收到的雷达信号转化为电信号进行测距、避障、探测等功能。HC-SR04雷达模组在2cm~4m范围内,芯片稳定,体积小,测度距离正确,盲区小。

硬件电路模块包括单片机系统模块、远距离wifi图传模组、舵机模块、电源模块、电机驱动模块、超声模块。行走方式采用4台直流电机驱动的小车行走,能适应各种恶劣地形的作业环境。

启动程序后,进入系统控制界面。连接和初始化WiFi后,在主机面板上选择控制模式。本实用新型采用人工控制小车运行状态,在没有收到停止指令之前,会通过上位机软件界面发出指令,控制小车的移动状态;收到停止指令后,小车立即停止运行,判断是否终止程序。避障模式下,通过超声波检测前方障碍物,并且在前方没有障碍物的情况下手动控制小车的运动,检测到障碍物后,立即停下来等待下一个动作的指示。

该控制系统的前面板分为两个控制子面板:手动控制模式子面板和雷达避障模式子面板。雷达避障模子面板用来控制小车的行驶轨迹,雷达避障模式子板是用来控制小车自动行驶,完成避障功能,同时显示小车遇到障碍物时的实时数据波形及历史数据。

运动控制、舵角控制、车灯控制等模块。①运动控制模块通过4个布尔键来完成给下位机的前后、左右的控制指令。在连续按压按钮的同时,手推车继续移动,手推车停止移动。②舵角控制模块该模块由2个旋钮控制单元组成,水平方向舵角量程为0°~180°,每小格角精度2°;直舵角为0°~90°、小格角为2°,旋转旋钮即改变小车运行的角度值。③灯控模块通过垂直摇杆开关控制LED灯泡的开关,保证小车在光线较暗时安全工作。

通过布尔键控制雷达避障模式的开关,包括实时数据模块和历史数据模块。①实时数据模块小车工作在雷达避障模式下,运行状态下为连续直线运行;当遇到障碍物时,随后再恢复直线,直到遇到障碍物时方波信号再次出现。波信号的纵轴高度表示小车和障碍物的距离,单位为cm,每个小格表示0.5cm。②历史数据模块主要记录小车遇到障碍的次数,以及小车与障碍物的距离,单位为cm,精度为0.5cm。

STM32单片机与各模块连接完毕后,对远距离wifi图传模组无线局域网模块天线位置进行调整,保证天线处于垂直状态,确保热点信号不受干扰。接通下位机电源指示灯,等大约15秒后,WiFi模块完成初始化,模组的LED灯由闪烁变为常亮,指示热电信号成功建立。开启上位机控制系统界面,测试软件程序能否正常工作,将电脑连接到WiFi模块发出的热点信号。当运行成功后,下位云台舵机的水平方向舵角度将略微转向,表明上一台与硬件电路连接成功,就可以操纵小车。

按一下前进按钮,手控界面,小车按前面板的动作,相应地向前移动。释放按钮后,小车立停止移动。按压左转按钮时,小车在原地进行左旋;按动右键时小车向右旋转;按下后退按钮时小车向后移动。按一下灯光垂直遥感开关,下位机车LED灯亮。再按一次前面板开关,关闭小车LED灯,循环使用。调整平舵角和直舵角,使下位机的云台舵机在不同角度下调整,以达到90度和180度角。

雷达避障方式试验雷达避障按钮,下位机启动雷达感应器,进入小车避障模式。历史数据模块记录了小车在遇到障碍物时所遭遇的7次障碍时所处的时间和距离。

该方法以雷达避障方式测量车与障碍物之间的距离为实测值,用红外测距仪测得的距离作为标准值,用0.05~40m范围内测量。

本文介绍了一种基于远距离wifi图传模组智能WiFi小车控制系统。系统的主芯片为STM32F105,主要包括减速电机、L298N驱动模块、AR9331无线模组,主模块如水平垂直舵,超=雷达传感器等。主机采用无线局域网技术搭建控制平台,通过无线网络模块实现数据的实时通讯。对系统进行测试,可控制智能小车完成前后左右行驶轨迹,云台舵机的水平转角和垂直转角范围分别为0°~180°,在0~15cm范围内采用35~90°的雷达,通过实时控制系统直观、方便地对小车运行轨迹进行控制,车辆与障碍物的距离显示,有效地减少了交通事故的发生,提高了行车效率,方便了人们的生活。
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