基于温湿度检测的无线遥控智能小车的设计
智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车___设计报告设计报告:智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域,如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车,以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能:小车能够准确地识别地面上的线条,并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能:用户可以通过无线遥控器对小车进行控制,包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能:小车能够识别和避开遇到的障碍物,确保行驶安全。
4.具备环境感知功能:小车能够感知周围环境,包括温度、湿度、光照等参数,并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性:设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性,以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计:(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元,与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器,通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物,以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器,以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接,以实现远程控制功能。
2.软件设计:(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计,编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面,通过无线模块将控制信号发送给小车,实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序,将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建:按照设计方案中的硬件模块需求,选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发:根据设计方案中的软件设计需求,编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试:对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试:使用不同场景和材料的线条进行测试,验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发:设计用户端的界面,并完成与小车的远程控制功能的对接。
遥控小车毕业设计

遥控小车毕业设计遥控小车毕业设计随着科技的不断进步,遥控小车成为了人们生活中常见的一种智能设备。
它不仅可以提供娱乐,还可以应用于各种领域,如工业、医疗等。
本文将探讨一种遥控小车的毕业设计方案。
一、设计目标在开始设计之前,我们首先需要明确设计的目标。
本设计旨在开发一款功能强大、操作简便的遥控小车,以满足用户对于远程控制的需求。
该小车应具备较高的机动性和稳定性,能够适应各种地形和环境。
二、硬件设计1. 控制模块遥控小车的核心是控制模块。
我们可以选择使用Arduino等单片机作为控制模块,通过编程实现对小车的控制。
此外,还需要配备无线通信模块,以实现与遥控器之间的数据传输。
2. 电源系统为了保证小车的正常运行,我们需要设计一个稳定可靠的电源系统。
可以选择使用锂电池作为小车的电源,通过充电器进行充电。
此外,还需要考虑电源管理模块,以避免电池过放或过充的情况。
3. 传感器为了增加小车的智能化程度,我们可以添加一些传感器,如红外线传感器、超声波传感器等。
这些传感器可以用于检测障碍物、测量距离等功能,从而实现小车的自主避障和定位。
4. 机械结构小车的机械结构应该具备足够的稳定性和灵活性。
我们可以选择使用金属或塑料材料制作车身,同时考虑到小车的重量和外形设计。
此外,还需要设计合适的轮子和悬挂系统,以提供良好的行驶性能。
三、软件设计1. 远程控制程序为了实现对小车的远程控制,我们需要编写一套远程控制程序。
可以选择使用C/C++等编程语言,通过串口或无线通信模块与小车进行数据交互。
在程序中,可以定义各种指令,如前进、后退、转向等,以实现对小车的精确控制。
2. 自主避障算法为了增加小车的智能化程度,我们可以编写一套自主避障算法。
该算法可以根据传感器的数据判断前方是否有障碍物,并采取相应的措施进行避障。
例如,当传感器检测到障碍物时,小车可以自动停下或改变方向,以避免碰撞。
3. 数据处理与显示为了方便用户对小车的控制和监控,我们可以设计一个数据处理与显示模块。
遥控小车设计范文

遥控小车设计范文简介:遥控小车是一种能够通过无线电波或红外线信号进行遥控操作的小型车辆。
遥控小车广泛应用于娱乐、教育、科研等领域,让人们能够远程操纵小车执行各种任务。
本文将介绍一个基于无线电波的遥控小车设计。
1.遥控器设计:遥控器是用来发送指令给小车控制模块的设备。
一个简单的遥控器通常由按键和一个发射机构构成。
首先需要设计一个电路板来接收按键的输入,并根据按键的操作发射无线电信号。
可以采用微控制器来实现遥控器的功能,通过编程来监听按键事件,并将对应的指令编码成无线电信号。
同时,遥控器还需要一个电源供电。
2.接收器设计:接收器是安装在小车上,用于接收遥控器发射的无线电信号,并将信号解码成可执行的指令。
接收器设计的核心是信号解码电路。
根据遥控器的信号编码方式,可以选择编码解码器来实现信号解码。
一旦接收器解码出指令,就可以通过蓝牙或者无线局域网将指令传输到小车控制模块。
3.控制模块设计:控制模块是小车的核心,负责执行指令,并控制小车的运动。
控制模块通常由一个微控制器构成,用于接收指令,并控制小车的电机。
在设计控制模块时,需要考虑小车的电机驱动方式和传感器的选择。
电机驱动方式可以选择直流电机驱动器或者步进电机驱动器,具体根据小车的需求来决定。
同时,还可以添加一些传感器,如红外线传感器、超声波传感器等,用于实现小车的避障功能。
4.电源设计:遥控小车需要一个可靠的电源系统来供电。
可以选择使用锂电池或者干电池来为遥控小车供电。
为了提高续航能力,可以考虑使用可充电电池,并在小车上设计一个充电电路,以便将电池充电。
5.拓展功能设计:为了增加遥控小车的功能,可以考虑添加一些拓展模块。
例如,可以添加摄像头模块,使小车能够进行实时图像传输;还可以添加声音模块,使小车具备声控功能;此外,还可以添加温湿度传感器、气体传感器等,实现更多的监测和感知功能。
总结:以上是一个基于无线电波的遥控小车设计。
该设计主要包括遥控器设计、接收器设计、控制模块设计、电源设计和拓展功能设计。
无线遥控智能小车的设计

无线遥控智能小车的设计摘要面对诸多人类不容易到达的工作环境,为了有效的到达指定位置完成指定功能,就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。
因此研究和开发无线遥控智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。
无线遥控小车具有体积小、成本低、生存能力强等特点。
本设计基于单片机控制和无线数据传输技术的设计思想。
利用两片单片机构成主从结构,主机发送控制指令,从机接收控制指令并控制小车运动。
主机由STC89C52单片机、LCD1602显示、NRF24l01无线模块和控制按键组成,从机由小车底盘、NRF24l01无线模块、电机驱动、HC-RS04超声波测距模块和STC89C52单片机组成。
主机和从机基于无线模块进行数据传输,主机电路主要负责发送小车运动状态的控制指令;从机电路主要负责小车运动状态指令的接受和实现对运动状态的控制。
电机由电机专用驱动芯片L298N驱动,通过单片机的控制,可轻松实现小车的前进、后退、左转、右转等的控制。
无线遥控智能小车控制系统的软件设计分为主机和从机两部分。
主机软件设计分为无线通讯程序,按键控制程序,显示程序,从机软件设计分为小车超声波避障程序,无线通讯程序,电机驱动程序。
概括来说,本设计就是用遥控器发射控制信号,用单片机控制直流电机输出相应的电平控制车辆的前行或者后退等动作,进而实现小车的智能遥控功能。
关键词:STC89C52;无线遥控;智能小车AbstractFacing a range of working environment that human beings can not reach easily, it is necessary to employ the intelligent car to go to the scene to accomplish the corresponding task in order to reach the specified location to complete the specified function effectively. Therefore, it is of great importance to study and develop the guidance and control system of the wireless remote controlled intelligent trolley.The wireless remote controlled car is characteristiced by small size, low cost, strong survivability and so on.The design is based on the thinking about the single-chip control and wireless data transmission technique. Using two microcontrollers constitutes the master-slave structure. The host sends control commands, which the slave receives and then controls the trolley movement.The host consists of the STC89C52 microcontroller, LCD1602 display, NRF24l01 wireless module and control buttons while the slave is made up of the car chassis, NRF24l01 wireless module, motor drive, HC-RS04 ultrasonic distance measurement module and STC89C52 microcontroller. The host and slave are based on the wireless communication module for data transmission. The host circuit is mainly responsible for sending movement control instructions to the car; the slave circuit is mainly responsible for the acceptance of the movement state of the car and the realization of the control of the state of motion. The motor is driven by the motor-specific driver chip L298N. Through the control of the single chip computer, the control of car to advance, go backward, turn left and right can be easily realized. The software design of wireless remote control intelligent car control system is divided into two parts of the host and slave. Host software design is divided into wireless communication procedures, button control procedures, display procedures. Slave software design is divided into trolley ultrasonic obstacle avoidance procedures, wireless communication procedures and motor drivers.To sum up, the design is to use the remote control to launch control signals and single-chip to control DC motor to output corresponding level of electricity to control the vehicle going forward or backward and other actions, and then it realizes intelligent remote control function of the car.Keywords: STC89C52; remote control; intelligent car目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究主要内容及要求 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.1.1研究的目的 (1)1.1.2研究的意义 (1)1.3课题国内外研究状况 (2)1.4 总结 (2)第2章总体方案设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2方案论证 (4)2.2.1 系统控制模块选择 (4)2.2.2小车遥控选择 (5)2.2.3上位机显示模块设计选择 (6)2.2.4下位机电机的选择 (7)2.2.5下位机避障模块设计选择 (8)2.2.6 直流调速方案选择 (9)2.2.7电源模块设计选择 (9)2.3本章小结 (10)第3章系统模块电路 (11)3.1单片机最小系统 (11)3.2 NRF24L01无线通讯模块 (11)3.3电机驱动模块 (13)3.3.1 L298N驱动模块 (13)3.3.2 PWM调速原理 (14)3.4电源模块 (15)3.4.1 5V稳压电路 (15)3.4.2 3.3V稳压部分 (15)3.5 避障部分模块 (16)3.5.1 避障原理 (16)3.5.2超声波测距模块 (16)3.6 其他模块电路介绍 (17)3.6.1 LCD1602显示电路 (17)3.6.2 键盘电路 (18)3.7本章小结 (19)第4章软件设计与说明 (20)4.1软件设计 (20)4.2软件的说明 (21)4.2.1 遥控部分主程序流程 (21)4.2.2 NRF24L01子程序流程图 (22)4.2.3 小车部分主程序流程图 (23)4.2.4 超声波部分程序流程图 (24)4.3 本章小结 (24)第5章硬件与软件调试 (26)5.1 硬件调试部分 (26)5.2 软件调试部分 (26)5.3 系统总体调试 (26)第6章结论 (29)参考文献 (31)附录A:电路原理图 (33)附录B:电路PCB图 (34)附录C:程序清单 (36)第1章绪论1.1课题研究主要内容及要求分析无线遥控智能小车的设计要求,确定上位机和下位机控制系统、智能小车驱动方式和避障方式、车速的检测方法,无线通信方式等,完成系统硬件电路及部分软件的设计。
基于STM32单片机的智能红外测温小车设计与实现

基于STM32单片机的智能红外测温小车设计与实现1. 引言智能红外测温技术在现代工业、医疗、农业等领域中得到广泛应用,而基于STM32单片机的智能红外测温小车的设计与实现,可以实现自动测量、远程操作等功能,提高测温效率和准确性。
本文将详细介绍该智能红外测温小车的设计与实现过程。
2. 系统架构智能红外测温小车由STM32单片机、红外测温传感器、电机驱动模块、Wi-Fi模块等组成。
STM32单片机充当中央处理器,接收并处理红外测温传感器采集的数据,通过驱动模块控制小车的运动,同时通过Wi-Fi模块实现与外界的通讯。
3. 硬件设计3.1 STM32单片机选择与连接选择STM32系列单片机作为中央处理器,根据需求选择适当的型号(如STM32F103C8T6),并将其与其他硬件模块(如传感器和驱动模块)进行连接,实现数据的输入和输出。
3.2 红外测温传感器选择合适的红外测温传感器模块,通过连接到STM32单片机的模拟输入引脚,实现对环境温度的采集和测量。
3.3 电机驱动模块选择适当的电机驱动模块,通过连接到STM32单片机的输出引脚,控制小车的运动,包括前进、后退、左转和右转等操作。
3.4 Wi-Fi通讯模块选择合适的Wi-Fi通讯模块,将其连接到STM32单片机的串口或SPI接口,通过无线网络与其他设备(如PC或手机)进行通讯,实现遥控和数据传输等功能。
4. 软件设计4.1 系统初始化在STM32单片机中,初始化各个硬件模块,包括红外测温传感器、电机驱动模块和Wi-Fi通讯模块,配置相应的引脚和参数,为后续操作做好准备。
4.2 红外测温数据采集通过STM32单片机读取红外测温传感器采集的模拟量数据,并进行相应的数值转换和校准,得到实际的温度数值。
4.3 运动控制通过STM32单片机控制电机驱动模块,实现小车的前进、后退、左转和右转等运动操作。
根据红外测温数据的变化,可以自动调整小车的运动方向,实现对温度异常区域的快速检测。
本科毕业设计无线电遥控小车系统的设计

摘要随着科技的发展,人们生活水平的提高,在生活中,无线传输有着非常广泛的应用,例如:小区的智能无线门禁系统;温室的温度无线测控系统;生物发酵无线监控系统等。
无线电遥控小车正是反映了无线传输在生活中的应用。
本次设计的无线遥控小车,采用以AT89c2051单片机作为小车的遥控控制核心,检测开关状态,并通过串口传输至无线发送模块PTR2000;以AT89c51单片机为作为小车的接收和驱动输出核心,它根据无线模块PTR2000接收到的状态信号判断其开关状态,然后控制直流电机正反转,即小车的前后左右;采用无线遥控模块PTR2000作为无线传输的通讯工具,通过串口和单片机连接;采用L298作为直流电机的驱动芯片。
关键词:AT89C51;AT89C2051;L298;无线遥控;PTR2000The Design of Wireless Remote Control CarAbstractWith the development of technology, improvement of living standard, the wireless transmission in life has a very wide range of applications, such as: Intelligent Community of the wireless access control systems; greenhouse temperature of wireless monitoring system; biological fermentation wireless monitoring system. Wireless remote control car is reflected in the wireless transmission applications in life.The design of the wireless remote control car use AT89c2051 as the core of the remote control, detecting switch state and sending through the serial port to a wireless module PTR2000. AT89c51 microcontroller is the core of its control . It receives the wireless module PTR2000 to determine the state of the signal switch status ,and then control it around. It use a wireless remote control module PTR2000 as wireless communication tools, and Connecte through the serial port to the MCU,and use L298 driver chip as a DC motor.Key Words:AT89C51;AT89C2051;L298;Wireless Remote Control;PTR2000目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.2单片机的选定 (1)1.2.1被控部分单片机89C52 (1)1.2.2遥控部分单片机89C2051 (2)2 系统总体设计 (4)2.1系统功能模块的划分 (4)2.2主要模块硬件设计方案 (5)2.2.1无线模块方案设计 (5)2.2.2驱动模块方案设计 (6)2.2.3主要模块各方案对比选择 (6)2.3模块软件设计简介 (7)3 系统硬件的设计 (8)3.1无线电遥控模块的设计 (8)3.1.1选择无线电遥控原因 (8)3.1.2无线电遥控分类 (8)3.1.3无线电遥控器原理 (9)3.1.4影响无线电遥控距离因素 (11)3.1.5 PTR2000特性及引脚说明 (11)3.1.6 PTR2000与单片机硬件接口电路 (12)3.1.7 PTR2000对PCB制作影响 (13)3.2电机驱动模块 (14)3.2.1 H桥驱动原理 (14)3.2.2 L298驱动芯片 (17)3.3电源模块 (19)3.3.1 无线遥控部分电源设计 (19)3.3.2 无线接收部分电源设计 (19)3.4键盘模块 (19)3.5其他模块 (20)4 系统软件的设计 (21)4.1软件设计需要完成任务 (21)4.2PTR2000编程注意事项 (21)4.3系统软件主要程序的设计 (21)4.3.1 发射部分控制程序设计 (21)4.3.2 接收部分控制程序设计 (22)5 系统软硬件调试 (24)5.1硬件调试 (24)5.2软件调试 (24)5.3调试结果 (25)结论 (26)参考文献 (28)附录A系统硬件电路图 (29)附录A1无线遥控发射电路 (29)附录A2无线遥控接收电路 (30)附录A3电机驱动电路 (31)附录A4无线遥控部分最终PCB板 (31)附录A5无线接收部分最终PCB板 (32)附录B程序清单 (33)附录B1遥控发射部分程序清单 (33)附录B2遥控接收部分程序清单 (35)附录C小车实物图 (39)附录C1无线电遥控实物图 (39)附录C2小车车体实物图 (40)致谢 (41)1 绪论1.1概述随着现代通信技术的飞速发展,近距离无线电通信技术受到了很多关注,呈现非常好的发展势头,,因为在我们现实生活中存在着如此多这样的应用领域,系统需要不断地实时传输小量的突发信号,在传统的无线电通信系统中,短距离的无线通信技术可以在相对较近距离内实现相互之间通信或相关操作,无线电数据传输系统已成为现在通信业乃至整个信息业的热点,被广泛应用于报警、无线遥控、军事通信、无线局域网等范围,具有很大的实际应用价值[1]。
无线遥控探测小车设计
无线遥控智能小车的设计pdf
引言概述:无线遥控智能小车的设计是一个将无线通信和智能控制技术相结合的项目。
该设计通过无线遥控来控制小车的行动,同时通过智能控制算法使其能够自动避障和巡航等功能。
本文将详细介绍无线遥控智能小车设计的各个方面,包括硬件设计、软件设计、通信技术选择、避障和巡航算法实现等内容。
正文内容:一、硬件设计1.主控单元选型:介绍主控单元选择的几个关键因素,如处理能力、通信能力、外设接口等,并给出推荐的主控单元选型。
2.动力系统设计:阐述小车动力系统的设计原理和选用电机的考虑因素,以及电路设计和电源系统设计。
3.传感器选择与接口设计:分析选择适合的传感器,并详细介绍传感器的接口设计。
4.无线通信模块设计:介绍无线通信模块的选择和设计,包括通信协议选择、通信距离和通信速率等。
5.外观设计:介绍小车外观设计的几个关键方面,包括外壳材料的选择、外形设计和装饰等。
二、软件设计1.控制系统架构设计:介绍控制系统的总体架构设计,包括遥控控制和自动控制模式的切换设计。
2.无线通信协议的实现:分析选择适合的无线通信协议,并详细介绍协议的实现原理和通信流程。
3.遥控控制算法设计:介绍遥控模式下的控制算法设计,包括信号解析、指令发送和驱动控制等。
4.自动控制算法设计:介绍自动控制模式下的控制算法设计,包括避障算法、巡航算法和路径规划等。
5.图形界面设计:详细介绍图形界面设计的几个关键方面,包括界面布局、控件设计和交互设计等。
三、通信技术选择1.无线通信技术的分类:分析无线通信技术的分类,并比较它们的优缺点,为后续的技术选择提供依据。
2.无线通信技术选择标准:介绍无线通信技术选择的一些标准,包括通信距离、通信速率、抗干扰能力等。
3.无线通信技术比较:对几种常见的无线通信技术进行比较,包括蓝牙、Wi-Fi、红外线等,分析其适用场景和应用范围。
4.无线通信技术的实现:详细介绍选择的无线通信技术的实现原理和通信协议。
5.无线通信技术的未来发展:展望无线通信技术的未来发展趋势,分析其在智能小车设计中的应用前景。
全国电子设计大赛设计报告
题目名称:智能小车的设计徐鲁辉1 ,靳英辉2,范坤1(1.中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221116;2.中国矿业大学理学院,江苏徐州221116)摘要:本设计以STC89C52单片机为控制核心。
经红外对射完成循迹,寻光以及躲避障碍物,测距的检测,经比较器LM393进入单片机。
单片机通过内部程序完成对小车的控制。
通过红外解码来实现小车的遥控功能。
以上功能使用一块液晶显示。
并且单独采用一块单片机对空气中的温湿度实时采集且用另一块液晶显示出来。
关键词:控制;检测;红外对射;智能小车;Abstract:Keyword:目录1方案论证与比较 (3)2总体方案设计 (3)2.1电源模块选择方案 (3)2.2系统控制模块方案 (3)2.3红外对射模块方案 (3)2.4恒流源模块 (3)2.5比较器转换模块 (3)3单元模块设计设计 (4)3.1电源电路设计 (4)3.2电机驱动模块 (4)3.3循迹检测设计 (5)3.4避障检测设计 (6)4 系统软件设计 (6)5系统调试 (6)6设计总结 (7)参考文献 (7)1方案论证与比较方案一:用一片STC89C52单片机作为核心,控制整个小车,并添加红外循迹,红外寻光,红外避障等模块。
方案二:用两片STC89C52单片机作为主控芯片,其中一片控制红外循迹,红外寻光,超声波测距避障等模块检测,另一片检测空气中的温湿度。
由于我们选用的dht11温湿度芯片是单总线时序芯片,对时序要求很高,并且要求实时采集数据,而红外灯其他传感器也是实时检测的,写起程序颇有难度,因此,我们采用两块STC89C52来控制小车,一块单独用于采集温湿度,另一块控制循迹,避障,和遥控。
2总体方案设计2.1电源模块选择方案方案一:采用电池作为电源直接输入直流后,用多个稳压器稳压得到理想的不同幅值直流电源。
这种方法获取电源方便,且电源输出电流能力大。
方案二:采用变压器将220V电压变压后,经整流桥整流滤波,再经三端稳压器稳压后等到直流电源。
WiFi智能小车远程温湿度测量设计
WiFi智能小车远程温湿度测量设计
何爱睿
【期刊名称】《中国科技信息》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】本文设计了一种借助WiFi传输的智能型小车温湿度测量装置,用于实现远距离或者针对仓储场地移动测量温湿度的功能。
本装置可基于远距离控制以及超声波避障控制的小车,来远程采集环境的温度及湿度数据信息。
实际进行测试后,表明该装置实现对于仓储场地的多次循环测量操作、多点动态测量以及数据信息传送的目标。
两类操作模式可随时切换,具备优良的适应性及灵活性,能提升仓储场地实时监测的能力,有较高的应用价值。
1.概述温度以及湿度指标是仓储场地的2类关键性的环境参数数据,对温度以及湿度的测量工作通常会选取相应的传感器装置实施单点、静态模式的操作,或在某空间内设置多个测量用的节点,使用无线网络连接的办法达成多点类型的温度及湿度的测量目的,也可能有使用一套总线下面挂载多个传感器装置实施测量的模式。
【总页数】3页(P93-95)
【作者】何爱睿
【作者单位】兰州博文科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.WiFi技术在温湿度远程监测系统中的应用
2.测量船机房远程温湿度监测系统设计与实现
3.基于树莓派和Java语言的温湿度远程实时测量系统的设计
4.WiFi在农业物联网温湿度测量的研究
5.基于WiFi智能小车的远程温湿度测量系统
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基于温湿度检测的无线遥控智能小车的设计作者:刘冬梅
来源:《电子世界》2013年第15期
【摘要】基于STC89C51单片机设计了一种具有温湿度测量的无线智能遥控小车。
小车具有遥控启动、停止功能、避障功能、测量和显示温湿度值及行驶距离值、并把这些数据通过无线发送接收方式传给手持设备显示和存储。
【关键词】传感器;温湿度;避障
1.引言
温度、湿度是工农生产中的主要环境数据,对于特殊作业环境的工农业生产要求对温湿度进行适时控制,传统的温湿度传感器需通过较复杂的电路才能将温湿度信号转化为数字信号,且远距离传输会引起较大的误差,智能化的温湿度无线监控系统造价较高,特别是在测量点比较多的情况。
为此本文设计了一种基于温湿度检测的无线智能遥控小车,以小车为平台来完成测量任务,这种方案可把大范围的测量简化为多个小模块利用小车移动分别进行监测,结构简单、成本低、可靠性高、便于维护。
系统采用模块化设计,用两块单片机作为智能遥控小车的检测和控制核心,通过三个传感器实现智能检测,以PT2262和PT2272为核心实现了对小车的无线遥控和数据的发送接收,实现了在小车移动过程中,动态测量各点的温湿度值及行驶距离、并以无线的方式传送给手持设备进行存储和显示,且对超限的温湿度值进行报警,要求小车在行驶过程中能自动避障。
2.系统组成及工作原理
无线智能小车分手持设备和小车车体两部分。
硬件电路设计说明如图1所示。
2.1 温湿度传感器
SHT71是单片集成的数字温湿度传感器,所有信号的调理都在芯片内部完成,采用I2C总线串行接口电路实现通信,完成数据和时钟的传输,而且直接输出数字信号。
这样不仅节省了单片机的I/O口线,而且减少了A/D转换器件,降低了成本,与单片机接口简单、检测准确、稳定性好,实现了对温湿度参数的测量。
在实际测量中由于SHT71的输出特性呈一定的非线性,采用软件补偿以获取准确数据。
SHT71接口电路原理图如图2所示。
2.2 无线数据发送接收模块
如图3、4所示,PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编解码电路,外部元器件少,RC振荡电阻,工作电压范围宽:2.6~15v,是目前在
无线通信电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。
PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空、接高电平、接低电平)地址设定引脚,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端引脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
2.3 超声波避障模块
超声波检测障碍物的精度高,反映灵敏,受外界干扰小,计算简单、易于控制。
通过单片机控制超声波模块判断障碍物的距离,进而发出指令控制直流电机驱动模块(L298N),控制小车实现转向,达到避障的目的。
本系统设计采用HC-SR04超声波测距模块,该模块可自己产生供40KHZ的方波,并经放大电路驱动超声波发射探头发射超声波,发射出去的超声波经障碍物反射后由超声波接收探头接收。
经接收电路的检波放大,积分整形,在ECHO引脚上产生方波脉冲,该脉冲宽度与被测距距离成线性关系。
TRIG是触发控制信号输入端,接单片机的P2.3引脚,ECHO回响信号输出端接P2.2引脚。
HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能,测距精度可达到3cm,模块包括超生波发射器,接收器与控制电路。
与单片机接口简单、检测准确。
超声波模块接收图如图5所示。
2.4 电机驱动模块
采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片,使小车移动。
L298N芯片内部包含4通道逻辑驱动电路,是一种二相和四相的专用驱动器,内含2个H桥的高电压大电流双全桥驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,符合两轮驱动和单片机控制。
它可驱动46V,2A以下的电机,满足小车马达的驱动要求。
采用一个L298N,可以同时驱动两个电机。
使用PWM方式的调速电路搭接简单、驱动电流大、可靠性高,电机驱动原理如图6所示。
2.5 红外传感器测距模块
如图7所示,红外测距仪由红外光电对管组成的。
测轮子的周长为记数的单位,精度根据电动车控制的需要确定。
安光电对管装在车轮上,这样能使记数值准确。
2.6 LCD显示模块
采用1602LCD,由单片机的总线模式连接。
为节约电源电量并且不影响LCD的功能,LCD的背光用单片机进行控制,使LCD的背光在小车行驶的过程中不亮,因为我们不必看其显示;在其它我们需要看显示的内容的时候LCD背光亮,LCD显示原理图见图8。
2.7 超限报警
当测量的温湿度值超限后,进行声、光报警,以便进行相应的控制,如采取加湿、降温等措施,报警电路如图9所示。
3.软件程序设计
程序设计分手持设备和小车车体两部分。
手持设备完成控制、显示并存储温湿度值、报警功能,小车车体在行进过程中能避开障碍物且进行温湿度测量,并与手持设备进行无线通信,显示测量距离及其测量点的温湿度值。
4.结束语
本文基于STC89C51单片机,结合多种传感器设计了一种无线智能遥控小车测量温湿度,易于操作,可靠性高,经扩展升级后,可对数据进行分析和处理,以改善工农业生产过程控制。
参考文献
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