基于嵌入式Linux的無(wú)線小車(chē)控制系統(tǒng)ppt課件

1、基于嵌入式Linux的無(wú)線小車(chē)控制系統(tǒng),目錄,研究背景與意義,基本框架及總體設(shè)計(jì),主要硬件和技術(shù),主要內(nèi)容,實(shí)物展示,總結(jié)與展望,研究背景與意義,背景：遙控小車(chē)是玩具市場(chǎng)一種很常見(jiàn)的玩具，但是每個(gè)小車(chē)都有自己特定的遙控器，原裝遙控器壞了很難與其它型號(hào)的進(jìn)行匹配?，F(xiàn)在手機(jī)使用非常普遍，如果利用手機(jī)，可以很方便的在一個(gè)硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多種小車(chē)的遙控器。WiFi，使用最廣的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。則可以通過(guò)手機(jī)WiFi來(lái)控制小車(chē),意義 利用本系統(tǒng)控制模塊可擴(kuò)展至對(duì)所有家電的控制 可利用無(wú)線小車(chē)在危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、搜集數(shù)據(jù)等,研究背景與意義,基本框架及總體設(shè)計(jì),本系統(tǒng)提供一種基于嵌入式Linux的小車(chē)的軟件控

2、制方案。配合小車(chē)車(chē)體、主控板和智能手機(jī)等硬件 設(shè)備，本軟件可幫助使用者更好地控制小車(chē)動(dòng)作。 該軟件系統(tǒng)使小車(chē)智能化，有良好的實(shí)用價(jià)值，并 且對(duì)設(shè)計(jì)基于移動(dòng)設(shè)備的控制系統(tǒng)也有一定的參考 意義,基本框架及總體設(shè)計(jì),總體設(shè)計(jì),系統(tǒng)框架圖,分為兩部分：客戶端模塊，服務(wù)器模塊,基本框架及總體設(shè)計(jì),系統(tǒng)流程圖,客戶端系統(tǒng)流程圖,服務(wù)器端系統(tǒng)流程圖,主要硬件和技術(shù),小車(chē)主控芯片介紹 小車(chē)的主控芯片使用的是雷凌公司的RT5350，其運(yùn)行的是嵌入式Linux操作系統(tǒng)，可運(yùn)行簡(jiǎn)單的UDP服務(wù)器。RT5350可驅(qū)動(dòng)WiFi模塊，便于和上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)控制命令的傳輸。另外帶有GPIO口，可用于控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),

3、主要硬件和技術(shù),電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片介紹 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)主要是對(duì)L298N驅(qū)動(dòng)芯片的操作，只需控制 器直接提供電壓信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，可以通過(guò)電 源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,主要硬件和技術(shù),Android Android是一種基于Linux的自由及開(kāi)放源代碼的操作系 統(tǒng)，主要使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦，Google 公司和開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟領(lǐng)導(dǎo)及開(kāi)發(fā)。其具有一下特點(diǎn)： 開(kāi)放性 不受束縛 豐富的硬件 方便開(kāi)發(fā) Google應(yīng)用,系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì),服務(wù)器端設(shè)計(jì),小車(chē)部分主要完成的任務(wù)是接收控制端發(fā)送的控制命令，解析控制命令和輸出PWM信號(hào)到底層驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)。 RT5350帶有WiFi模塊

4、，可與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)接收控制命令，并可控制IO口輸出PWM信號(hào)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（L298N）來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),服務(wù)器端設(shè)計(jì),1）命令接收模塊,控制信息交互過(guò)程,服務(wù)器端設(shè)計(jì),2）命令解析模塊,控制協(xié)議格式,小車(chē)控制信息,1. 速度分為0-7級(jí)，0表示靜止，7表示最大速度運(yùn)行; 2. 0表示后退，1表示前進(jìn),服務(wù)器端設(shè)計(jì),3)PWM轉(zhuǎn)換模塊 脈沖寬度調(diào)制PWM (Pulse Width Modulation)通過(guò)調(diào)整直流電源開(kāi)關(guān)電壓的固定頻率脈沖寬度(占空比)來(lái)改變負(fù)載上得到的平均電壓，達(dá)到實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。 本系統(tǒng)小車(chē)的速度等級(jí)分為8級(jí)，因此可用PWM信號(hào)來(lái)控制實(shí)現(xiàn)不同的速度等級(jí)。若電壓周期

5、為T(mén)，小車(chē)的速度等級(jí)為t，則其占空比為t/T,服務(wù)器端設(shè)計(jì),3）PWM轉(zhuǎn)換模塊 本設(shè)計(jì)中PWM脈沖信號(hào)的產(chǎn)生，采取軟件延時(shí)方法以及計(jì)時(shí)器延時(shí)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。PWM軟件設(shè)計(jì)流程圖,PWM信號(hào)控制流程,服務(wù)器端設(shè)計(jì),4）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,電機(jī)的驅(qū)動(dòng)主要利用L298N驅(qū)動(dòng)芯片完成，控制器直接提供電壓信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。另外可以通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。輸入信號(hào)和小車(chē)運(yùn)動(dòng)的狀況對(duì)應(yīng)如表所示,輸入信號(hào)與小車(chē)運(yùn)動(dòng)關(guān)系表,系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì),客戶端設(shè)計(jì) 系統(tǒng)客戶端程序是基于Android平臺(tái)用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，實(shí)現(xiàn)獲取控制信息并發(fā)送給服務(wù)器，客戶端通過(guò)UDP協(xié)議傳輸控制信息,客戶端主要實(shí)現(xiàn)重力感應(yīng)控

6、制和信號(hào)發(fā)送，即手機(jī)通過(guò)WIFI與小車(chē)連接成功后，通過(guò)對(duì)手機(jī)的前、后、左、右翻轉(zhuǎn)，改變重力傳感器的方向進(jìn)而將手機(jī)前后左右傾斜的角度的位置變化，識(shí)別相應(yīng)的控制信號(hào)并將其發(fā)送到服務(wù)器端,客戶端設(shè)計(jì),1)重力感應(yīng)器模塊 重力感應(yīng)編程分為以下幾個(gè)步驟：獲取傳感器管理對(duì)象、得到傳感器對(duì)象、注冊(cè)傳感器對(duì)象和傳感器事件監(jiān)聽(tīng)，安卓系統(tǒng)提供SensorManager類(lèi)來(lái)管理重力感應(yīng)傳感器對(duì)象，而數(shù)據(jù)處理和發(fā)送數(shù)據(jù)是在OnSensorChanged()方法中實(shí)現(xiàn)的。 在本設(shè)計(jì)中，利用對(duì)手機(jī)的前、后、左、右翻轉(zhuǎn)以及平放分別產(chǎn)生小車(chē)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止的控制信號(hào)。而速度大小則用傾斜的角度來(lái)衡量。重力方向與信號(hào)

7、轉(zhuǎn)換表如表,手勢(shì)與信號(hào)轉(zhuǎn)換表,客戶端設(shè)計(jì),2)信號(hào)發(fā)送模塊 信號(hào)識(shí)別和信號(hào)轉(zhuǎn)換是在客戶端上實(shí)現(xiàn)，將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送給服務(wù)器端，服務(wù)器端接收到信號(hào)后驅(qū)動(dòng)小車(chē)作出相應(yīng)的動(dòng)作。 客戶端與服務(wù)器端之間采用C/S方式進(jìn)行通信，服務(wù)器運(yùn)行在小車(chē)上，雙方之間基于WiFi，并采用UDP傳輸協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程,實(shí)物展示,總結(jié)與展望,本設(shè)計(jì)是一個(gè)基于嵌入式Linux的手機(jī)遠(yuǎn)程控制的智能小車(chē)，創(chuàng)新性的運(yùn)用WiFi進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信。在設(shè)計(jì)期間主要完成的工作包括以下幾個(gè)方面： （1）設(shè)計(jì)初期收集電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單片機(jī)等相關(guān)資料，對(duì)智能小車(chē)的實(shí)現(xiàn)原理由比較清晰的了解。 （2）確定系統(tǒng)框圖，對(duì)各模塊實(shí)施方案進(jìn)行比較，確定最終的智能小車(chē)控制的設(shè)計(jì)方案。 （3）根據(jù)智能小車(chē)控制的原理圖制作出電路連接圖。 （4）根據(jù)系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等功能編寫(xiě)出小車(chē)端軟件程序。 （5）在eclipes開(kāi)發(fā)環(huán)境下，應(yīng)用java程序編程上位機(jī)程序，并且通過(guò)模擬器來(lái)檢測(cè)手機(jī)程序。 （6）軟硬件調(diào)試通過(guò)后進(jìn)行整體調(diào)試