無線遙控小車—開題報告書

1、-本科畢業(yè)設計開題報告題 目： 無線遙控小車系統(tǒng)的設計 院 系：電氣與信息工程學院專業(yè)： 電子信息工程班 級： 電信08-1 姓 名： 江文聰 學 號： 3指導教師： 純鍇開題報告日期： 2021年11月25日 填寫說明一、開題報告應包括以下主要容：1研究目的和意義；2國外開展情況(文獻綜述)；3研究/設計的目標；4時間進程；5參考文獻。二、開題報告字數(shù)應不少于2.5千字。三、開題報告時間應最遲應于開題辯論后一周上交。四、假設本次開題報告未通過，需在1個月再次進展開題報告。五、開題報告完畢后，評議小組給出開題報告成績，由教研室歸檔。六、雙面打印。七、此表不夠填寫時，可另附頁。. z-科技學院本

2、科畢業(yè)設計開題報告題 目無線遙控小車系統(tǒng)的設計1、研究目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅速開展，關于汽車的研究也就越來越受人關注。全國電子大賽和省電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國各高校也都很重視該題目的研究?？梢娖溲芯恳饬x很大。無線遙控小車是上世紀提出的一種新型小車，由于在軍事偵察、反恐、防爆、防核化及污染等危險與惡劣環(huán)境作業(yè)中有廣闊的應用前景。無線遙控小車具有體積小、本錢低、生存能力強等特點。本設計基于單片機控制和無線數(shù)據(jù)傳輸技術的設計思想。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的平

3、安保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。無線數(shù)據(jù)傳輸技術迅猛開展并已被廣泛應用在各個領域, 如：無線RS485、無線PLC, 電力線無線報警, 工業(yè)遙控、遙測, 石油鉆井力無線監(jiān)測, 安防設備無線監(jiān)控等。2、國外開展情況(文獻綜述)無線遙控小車的出現(xiàn)大大的縮減了人在危險環(huán)境中工作和對危害性任務的作業(yè)的直接參與，如在軍事偵察、掃雷排險、防核化污染等這些危險與惡劣的環(huán)境中。因此，無線遙控小車在這方面的領域中，特別是近些年，開展迅速，并利用這種思想，從小車開展到大車。2005年卡基·梅隆大學與美國國防工業(yè)制造的Gladiator角斗士

4、，是一種可無線遙控，并具有自動偵察與搜索能力的無人地面車。2006年斯洛伐克研究出“天蝎座無線遙控機器人車簡易爆炸裝置的克星。2006年為了確保飛機起降平安，我國機場有關方面組織專家技術攻關，研制成功無人駕駛遙控驅鳥車，走出了一條利用高科技驅鳥的新路。人員通過遙控器操作，可以變速，在1公里圍從機場南端到北端來回行駛，具有全天候使用、承擔重復強度大、自動化程度高的優(yōu)點。2007年8月法國公司新近推出的“INBOT微型無人車，該車可通過掌上電腦或與操縱桿連接的個人計算機控制，雖然貌不驚人，但開展前景卻不容小視，無論爆炸物處理還是戰(zhàn)術偵察都是它的強項。2021年6月，科技大學機械工程學院完成氣動遙控

5、消防小車的設計，該車動力均以氣動為主，通過手持遙控器發(fā)出預設指令，在各功能的協(xié)調配合下，該車完全可代替消防人員進入復雜危險環(huán)境實施救災作業(yè)，從而確保消防人員的人身平安。此外該設備綠色環(huán)保，節(jié)能減排，有較好的應用價值，具有良好的市場推廣前景。2021年11月開場，我國科技創(chuàng)新協(xié)會首屆遙控小車比賽正式啟動?？萍紕?chuàng)新協(xié)會會員通過組員之間的配合，查閱資料，從零開場。歷經4個月，自主設計制作出了一輛輛可以左右轉向，前后行進的遙控小車，經過不斷調試，無線遙控小車最終成功啟動。2021年德國與瑞士聯(lián)合組建的“地雷狼(Minewolf)系統(tǒng)公司最近展出了新型中型“地雷狼MW330掃雷車。該車可以選擇人員操作和

6、遠程遙控兩種方式,在操作模式中能夠抵御重型反坦克地雷的攻擊。2021年5月就讀于西班牙加泰羅尼亞理工學院的兩名大學生亞歷克斯.洛維特和哈維爾·薩盧埃尼亞，制造了世界首架利用汽水鋁罐拉環(huán)作為燃料的無線遙控小車DAlH2Orean。3、研究/設計的目標：利用兩片單片機構成主從構造，主機發(fā)送控制指令，從機接收控制指令并控制小車運動。主機由單片機、NRF905無線模塊和控制按鍵組成，從機由小車、NRF905無線模塊、電機驅動、傳感器和單片機組成。主機和從機基于無線模塊進展數(shù)據(jù)傳輸，主機電路主要負責發(fā)送小車運動狀態(tài)的控制指令；從機電路主要負責小車運動狀態(tài)指令的承受和實現(xiàn)對運動狀態(tài)的控制。電機由

7、電機專用驅動芯片L298N驅動，通過單片機的控制，可輕松實現(xiàn)小車的前進、后退、左轉、右轉和速度的控制。無線遙控小車控制系統(tǒng)的軟件設計，系統(tǒng)的軟件設計分為主機和從機。主機軟件設計分為無線數(shù)據(jù)傳輸程序，控制程序，從機軟件設計分為小車車速數(shù)據(jù)采集中斷處理程序，無線傳輸程序，車體控制程序。當設計完成后，要求完成一個能夠進展無線的控制小車的前進，后退，左轉，右轉。4、研究/設計主要容： 本設計基于單片機控制的設計思想，選用價格低廉的無線集成電路，采用L298N專用電機驅動芯片驅動電機，遙控器安裝了鍵盤，通過NRF905無線模塊實現(xiàn)了車載系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)的通信，從而實現(xiàn)了小車的無線智能控制，使整個系統(tǒng)功能全

8、面。無線遙控小車的控制系統(tǒng)將硬件系統(tǒng)，傳感器，驅動控制以及遙控操作等綜合起來，集成驅動、控制、傳感和能源等于一體。首先要求具有小型化，輕量化的特點，因此要求控制系統(tǒng)尺寸小，重量輕、能耗低、能集成在小車體；其次，實時性是對控制系統(tǒng)的另一個根本要求，對于不確定環(huán)境下的信息采集，處理對小車控制系統(tǒng)的實時性提出了更高的要求。另外，要現(xiàn)一個無線遙控小車的運動控制將有諸多工程和技術方面的實際困難。遙控方式是目前普遍采用的最實用的控制方式，是解決小車智能開展水平與復雜任務之間矛盾的一條有效途徑。為了在復雜環(huán)境中獲取有效的信息，小車必須配置各種類型的傳感器。所以，針對無線遙控小車系統(tǒng)的作業(yè)性能要求，配備適宜的

9、傳感器系統(tǒng)作為移動無線小車的感知系統(tǒng)是非常重要的。 本設計是自動控制方面的設計，主要基于無線模塊NRF905進展數(shù)據(jù)的傳輸，通過按鍵進展運動狀態(tài)的選擇，工作狀態(tài)為前進，后退，左轉，右轉和數(shù)據(jù)傳輸，當按鍵按下時主機端發(fā)送狀態(tài)控制指令，從機端承受狀態(tài)控制指令并調用相應的控制程序，實現(xiàn)小車的運動功能。圖1 整體框圖本系統(tǒng)采用NRF905無線收發(fā)模塊來進展無線數(shù)據(jù)的傳輸。如圖2所示為該模塊和單片機的連接圖。NRF905模塊使用Nordic公司的NRF905芯片開發(fā)而成。NRF905單片無線收發(fā)器工作在433/868/915MHZ的ISM頻段，由一個完全集成的頻率調制器一個帶解調器的接收器、一個功率放大

10、器、一個晶體震蕩器和一個調節(jié)器組成。NRF905通過SPI外圍串行接口與單片機通訊,硬件上面沒有SPI的單片機也可以控制本模塊，用普通單片機I/O口模擬SPI不需要單片機SPI模塊介入，只需添加代碼模擬SPI時序即可11。 曼徹斯特編碼/解碼由片硬件完成，無需用戶對數(shù)據(jù)進展曼徹斯特編碼，因此使用非常方便。圖2 無線收發(fā)模塊單片機應用系統(tǒng)的人機接口局部，需要單片機能夠實時、準確地響應用戶的輸入信號。鍵盤是一個人機交互的接口，是單片機識別不同的輸入信號，并作出不同的響應。鍵盤有很多種類型，其中使用最多的有獨立式按鍵構造和矩陣式鍵盤兩類。由于本系統(tǒng)需要用到比較多的按鍵，為了節(jié)省單片機I/O線資源，所

11、以采用矩陣式鍵盤構造，如圖3所示。按鍵選擇是一種四管腳的按鍵，鍵盤由4根行線和4根列線穿插構成，按鍵位于行列的穿插點上，這樣便構成16個按鍵。在同樣使用8根I/O線的情況下，大大提高了按鍵的數(shù)量。穿插點的行列線是不連接的，當有按鍵按下的時候，此穿插點處的行線和列線才被導通9。圖3 4×4矩陣鍵盤5、時間進程：2021年11月12月，確定畢業(yè)設計的論文題目，收集相關資料。完成開題。2021年12月2021年2月末，提出課題研究初步方案，完成電路圖的設計。2021年2月28日2021年3月25日，畢業(yè)實習。2021年3月26日2021年4月1日，確定系統(tǒng)*些模塊，搭建好各個模塊的連接。2

12、021年4月2日2021年4月10日，完成遙控器和鍵盤的焊接工作。2021年4月11日2021年4月30日，加上無線模塊，并且檢查各個模塊。2021年5月1日2021年5月31日，系統(tǒng)控制過程完成軟件設計局部，并進展調試。2021年6月初到最后，對研究工作和成果進展總結，撰寫論文，完成整個設計的研究。6、參考文獻：1譚浩強.C程序設計(第三版).清華大學.20052建領.51系列單片機開發(fā)寶典.電子工業(yè),20073Vizimuller. P.RF design guide-systems, circuits, and equations.ArtechHouse, Boston, MA, 199

13、54Sheng-MingYang;Pei-DerSu.Active damping control of hybrid steppingmotor,Power Electronics and Drive Systems,2001. Proceedings, 2001 4th IEEE International Conferenceon,Volume 2,22-25 Oct.2001 Page(s):749-754 vol.25建平.常用無線收發(fā)模塊應用與選型.?無線電?,20216紅剛,學海,任思璟.51單片機自學筆記.航空航天大學,20217AT89S52 DATA SHEEP Atmel

14、 Corporation 2001.dec8WANG SH *,WU G N,JIANG W,et al.The principle and illumination applies of light emitting diodeJ.Light and Lighting,2006,30(4):32-359建洪,金剛,申明等.無線收發(fā)芯片NRF905在監(jiān)測系統(tǒng)中的應用.電子技術，2002.1110Sheng-MingYang;Pei-DerSu.Active damping control of hybrid steppingmotor,Power Electronics and Drive Systems,2001. Proceedings, 2001 4th IEESheu J K,Chang S J,Kuo C H,et al.White2Light Emi