基于ZigBee無線控制小車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：基于ZigBee無線小車的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人員：學(xué)號：學(xué)號：學(xué)號：學(xué)號：學(xué)號：指導(dǎo)教師：2015年4月 目錄摘 要IABSTRACTII1設(shè)計(jì)目標(biāo)12設(shè)計(jì)內(nèi)容13設(shè)計(jì)方案24實(shí)驗(yàn)所需器材25實(shí)驗(yàn)各個模塊的相關(guān)電路設(shè)計(jì)25.1 L298N直流電機(jī)驅(qū)動的相關(guān)參數(shù)25.2 L298N的驅(qū)動原理圖35.4 直流電機(jī)原理圖46實(shí)驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)46.1 基于VB語言上位機(jī)控制程序：46.2 ZigBee核心板下位機(jī)核心部分77作品實(shí)物圖展示98實(shí)驗(yàn)小組成員分工119實(shí)驗(yàn)總結(jié)1110.小組成員評分13ZigBee無線小車摘 要隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，ZigB

2、ee技術(shù)以其獨(dú)有的優(yōu)勢正在為我們提供更多優(yōu)質(zhì)便捷的技術(shù)成果。本課題研究的是基于ZigBee技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種無線遙控小車新的解決方案。設(shè)計(jì)以電腦控制端、ZigBee技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動模塊等硬件模塊組成的遙控小車。實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、前左轉(zhuǎn)彎、前右轉(zhuǎn)彎、后左轉(zhuǎn)彎、后右轉(zhuǎn)彎等實(shí)時控制功能。為遙控玩具小車的設(shè)計(jì)提供了一種新思路，同時可以為將來智能家居的遙控設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。【關(guān)鍵詞】ZigBee核心板 智能小車 無線控制ABSTRACTWith the rise of the Internet of Things,the ZigBee with its unique advantage pr

3、ovide us more quality and convenient technological achievements. The research is based on the ZigBee controlled smart car design, by means of ZigBee design and implementation of a wireless remote control car new solutions. Control platform designed for PC, ZigBee module, motor drive module and other

4、 hardware module remote control car. Realize the car forward, backward, turn left in front, front right turn after turn left, turn right after the other real-time control functions. For the remote control toy car design presents a new way of thinking, and can for the future smart home remote control

5、 designed to provide some reference value.key words ZigBee Intelligent car Wireless controlIZigBee無線網(wǎng)絡(luò)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告：基于ZigBee無線小車的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目標(biāo) 本次設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)一個PC端可以控制小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。PC端控制軟件可以用VB語言，對VB串口控件要熟悉的掌握。同時要求學(xué)生對CC2530芯片編程和zigbee協(xié)議棧有相當(dāng)程度的理解以及熟練的應(yīng)用，熟悉ZigBee串口以及中斷的使用，會基本的C語言熟練掌握IAR FOR 8051軟件的使用與程序下載以及手機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境。2設(shè)

6、計(jì)內(nèi)容(1) 利用ZigBee核心板，配備車載傳感器裝置，建立無線控制系統(tǒng)。(2) 自行設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動電路并配備ZigBee模塊，車載ZigBee用做終端設(shè)備，采用廣播方式接入到ZigBee協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)操作電腦控制小車前進(jìn)后退與轉(zhuǎn)向運(yùn)動。做到反應(yīng)迅速，操作準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)無線遙控小車的要求。(3) 啟動ZigBee核心板主控軟件，對小車進(jìn)行控制操作。并向車載單片發(fā)生送一個連接指令，單片機(jī)收到指令后進(jìn)行相關(guān)處理，并驅(qū)動電機(jī)完成相應(yīng)的指令內(nèi)容 串口任務(wù)初始化檢測串口收到數(shù)據(jù)開始 協(xié)調(diào)器串口收到其他控制命令 小車收到控制命令小車維持原有姿態(tài) 發(fā)往上層否是 圖2.1 系統(tǒng)組成框圖3設(shè)計(jì)方案(1) CC25

7、30芯片做接收信息設(shè)備和控制設(shè)備。(2) ZigBee終端設(shè)備和協(xié)調(diào)器組網(wǎng)成功通信。(3) 自制電機(jī)的驅(qū)動電路(根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料的具體情況) 。(4) 上位機(jī)發(fā)指令控制下位機(jī)小車運(yùn)動。 4實(shí)驗(yàn)所需器材此處用CC2530芯片用作接收信息和控制芯片，實(shí)現(xiàn)無線遙控，單跳控制距離可以達(dá)到100米以上，L298N驅(qū)動模塊(驅(qū)動電機(jī))（1） 小車底座，輪子，直流電機(jī)（2） ZigBee核心板和JLINK下載模塊及其相關(guān)的驅(qū)動（3） 杜邦線若干，電池若干（最好是可以充電的）5實(shí)驗(yàn)各個模塊的相關(guān)電路設(shè)計(jì)5.1 L298N直流電機(jī)驅(qū)動的相關(guān)參數(shù)（1） 驅(qū)動芯片：L298N雙H橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片（2）非門芯片：IA、

8、IB的高低電平分別控制A 、B兩個電機(jī)正反轉(zhuǎn)（3）驅(qū)動部分端子供電范圍VMS：5V46V（4）驅(qū)動部分峰值電流Io：2A（5）邏輯部分端子供電范圍VCC：5V（6）邏輯部分端子供電范圍VIN：6.5V12V（穩(wěn)壓之后給芯片VCC供電）（7）邏輯部分工作電流范圍：020mA（8）控制信號輸入電壓范圍：低電平：0.3VVin1.5V高電平：2.3VVinVss（9）使能信號輸入電壓范圍：低電平：0.3Vin1.5V（控制信號無效）高電平：2.3VVinVss（控制信號有效）（10） 最大功耗：25W（溫度T75時）（11）正常工作溫度：25130（12）驅(qū)動板尺寸：58mm×54mm（1

9、3）驅(qū)動板重量：35g5.2 L298N的驅(qū)動原理圖圖5.1 L298N原理圖說明：OUT1，OUT2，OUT3，OUT4之間分別連接兩個步進(jìn)電機(jī)，IN1，IN2，IN3，IN4引腳控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，L298N的邏輯功能如圖所示表5.1 圖5.2 L298N邏輯圖圖5.2 直流電機(jī)實(shí)物連接圖5.4 直流電機(jī)原理圖圖5.3 驅(qū)動原理圖6實(shí)驗(yàn)軟件設(shè)計(jì) 6.1 基于VB語言上位機(jī)控制程序：Private Sub Command1_Click()MSComm1.Output = "G"Label5.Caption = "前進(jìn)（GO）"End SubPrivate

10、Sub Command2_Click()MSComm1.Output = "S"Label5.Caption = "停止（Stop）"End SubPrivate Sub Command3_Click()MSComm1.Output = "B"Label5.Caption = "后退（Back）"End SubPrivate Sub Command4_Click()MSComm1.Output = "L"Label5.Caption = "左轉(zhuǎn)（Left）"End SubPr

11、ivate Sub Command5_Click()MSComm1.Output = "R"Label5.Caption = "右轉(zhuǎn)（Right）"End SubPrivate Sub Command6_Click()MSComm1.PortOpen = FalseForm1.ShowUnload MeEnd SubPrivate Sub Form_Load()Rem 串口檢測'檢測系統(tǒng)存在的串口，并設(shè)置到下拉列表框Dim a As IntegerFor a = 1 To 16 '判斷添加被占用的串口到列表 If Err.Number =

12、 8005 Then '如果錯誤號為8005(端口已經(jīng)打開),則添加到列表 Combo1.AddItem ("COM" & a - 1) End If Err.Clear '清除錯誤信息 '判斷添加可用的串口到列表 MSComm1.CommPort = a If MSComm1.PortOpen = True Then '如果串口處于打開狀態(tài)說明，此串口存在，添加到列表 Combo1.AddItem ("COM" & a) Else '如串口未處于打開狀態(tài)，進(jìn)行串口檢測操作 On Error Res

13、ume Next '下一句操作出現(xiàn)錯誤，說明這個串口號不存在，進(jìn)入下一個串口號的檢測 MSComm1.PortOpen = True '打開這個串口，如果出現(xiàn)錯誤則說明這個串口不存在 Timer1.Enabled = True End IfNext MSComm1.InputMode = 0 ' =0 輸入為文本模式 =1 輸入為二進(jìn)制 MSComm1.Settings = "115200,n,8,1"End SubPrivate Sub Timer1_Timer()Label6.Caption = NowEnd Sub6.2 ZigBee核心板下位

14、機(jī)核心部分說明：登記串口任務(wù)號，以及IO口和串口設(shè)備初始化 說明：從電腦獲取串口命令函數(shù)說明：將串口命令發(fā)送至車載ZigBee節(jié)點(diǎn)函數(shù)說明：車載ZigBee收到電腦協(xié)調(diào)器命令后執(zhí)行函數(shù)7作品實(shí)物圖展示圖7.1 小車的靜態(tài)展示圖7.2 電腦控制小車聯(lián)機(jī)調(diào)試 圖7.3 小車的電腦控制端界面圖7.4 PCB原理圖 圖7.4 PCB原理圖8實(shí)驗(yàn)小組成員分工姓名課程設(shè)計(jì)中承擔(dān)的任務(wù)負(fù)責(zé)畫PCB電路圖，編寫調(diào)試程序，組織小組成員分工合作上位機(jī)控制端的美工制作電路板，并打好電路板上的元器件焊接洞孔根據(jù)原理圖焊接實(shí)物元器件，并測試電路是否正常工作查找相關(guān)資料文獻(xiàn)，總結(jié)完成實(shí)踐報(bào)告9實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過這次課程實(shí)踐，我們學(xué)會了如何畫一個好的電路圖，對DXP電路畫圖軟件有了更深刻的了解，已經(jīng)能夠熟練地制作自己的元件庫和畫好電路圖。自己做集成電路板，根據(jù)原理圖實(shí)物焊元器件，檢測電路是否有問題等等一系列的實(shí)踐讓我們的動手能力有了很大的提高。在完成電路板的制作之后，自己寫的軟件程序來一步一步的調(diào)試，一步一步的接近成功，這個過程是很艱難的，和富有挑戰(zhàn)性的，但同時當(dāng)你真正成功控制硬件電路的時候，你會發(fā)現(xiàn)這個艱難的學(xué)習(xí)工程是很美妙的。這對我們學(xué)計(jì)算機(jī)的學(xué)生來說，是對編程能