基于無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI模組WIFI智能小車，介紹一種基于嵌入式微處理器無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI小車的設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)采用uCOS-II作為操作系統(tǒng)，通過(guò)PC端的WIFI串口通訊向小車發(fā)送指令，主控器根據(jù)收到的指令運(yùn)行小車，這樣就達(dá)到了PC端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制小車狀態(tài)，并能顯示小車傳送圖像的目的，該系統(tǒng)還具有紅外避障和溫度采集顯示功能。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)成本低，設(shè)計(jì)合理，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線控制，為今后的智能家居和無(wú)人檢測(cè)提供了研究方向。

近年來(lái)，人們的生活正逐步向智能化轉(zhuǎn)變，嵌入式技術(shù)和一些新技術(shù)的飛速發(fā)展，使得人們的生活、工作越來(lái)越智能化。智能型手推車可通過(guò)傳感器對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行判斷與分析，并能在無(wú)人操作的情況下自主完成任務(wù)。利用無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI技術(shù)設(shè)計(jì)的智能小車，具有避障、溫度采集等功能，實(shí)現(xiàn)了小車的智能化，可作為智能汽車或其它移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)模型，具有較大的研究空間。

該設(shè)計(jì)由硬件、軟件、無(wú)線傳輸三大部分組成，本文詳細(xì)介紹了上述三個(gè)部分的功能：無(wú)線控制、避障、循跡等。

硬件部分：輸出PWM控制電機(jī)；檢測(cè)障礙，探測(cè)距離10cm；串口通訊；需用串口來(lái)調(diào)試智能小車，串口波特率設(shè)置為115200；對(duì)接收到的指令進(jìn)行處理和判斷；通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度；與WIFI模塊相連；通過(guò)uCOS-II實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)同時(shí)完成。

軟件部分：操作接口功能；通過(guò)SOCKET編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，可接入WIFI模塊；接收STM32開(kāi)發(fā)板傳送數(shù)據(jù)并發(fā)送指令數(shù)據(jù)；使用攝像機(jī)拍攝；車輛行駛時(shí)接收小車傳送的圖片信息并顯示；實(shí)現(xiàn)小車模式切換，模式1為無(wú)線控制行駛模式，

WIFI通訊功能：PC端聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換功能。

該設(shè)計(jì)使用STM32F103開(kāi)發(fā)板，相對(duì)于51單片機(jī)，STM32可攜帶更小的系統(tǒng)，速度更快，設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖1。本設(shè)計(jì)以STM32開(kāi)發(fā)板為控制核心，利用PWM輸出波形驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)內(nèi)部定時(shí)器達(dá)到方向控制效果，并將收到的數(shù)據(jù)和指令通過(guò)處理器判斷并計(jì)算從IO口輸出。該設(shè)計(jì)采用溫度傳感器采集的溫度信息通過(guò)串行口傳送至WIFI模塊，在PC端顯示，用紅外傳感器完成溫度傳感器的檢測(cè)循環(huán)。無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI模塊是上位機(jī)與開(kāi)發(fā)板間數(shù)據(jù)交互的媒體，上位機(jī)操作指令通過(guò)WIFI模塊發(fā)送，開(kāi)發(fā)板與上位機(jī)之間設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)協(xié)議，從而判定指令接收的類型，小車按指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。

無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI通信模塊作為STM32與PC端通信的中間層，兩端通過(guò)WIFI模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，選擇CV520，其特點(diǎn)是，如果連接斷開(kāi)，再連上一次，模塊將連接到近連接的熱點(diǎn)。CV520支持三種模式，即STA模式、AP模式和STA+AP模式。該設(shè)計(jì)采用AP模式，使得其它網(wǎng)絡(luò)可以連接到ESP8266。本文采用CV520的AP模式，使得其它網(wǎng)絡(luò)可以連接到CV520，用STM32管腳連接。

照相機(jī)模塊選擇OV7670，攝像模塊采集的光信號(hào)經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)，并在屏幕上顯示顏色信息。照相機(jī)模塊的數(shù)據(jù)需要7針進(jìn)行傳輸，傳輸協(xié)議采用SCCB。

STM32通用計(jì)數(shù)器采用16位自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)器組成，通用計(jì)數(shù)器包含TIM2.TIM3.TIM4和TIM5。計(jì)時(shí)器可實(shí)現(xiàn)基本的計(jì)時(shí).輸出4路PWM.輸入捕捉等功能。本文采用STM32F103開(kāi)發(fā)板，在這種情況下，除了定時(shí)器6和定時(shí)器7都能產(chǎn)生PWM輸出，本文所用的定時(shí)器是TIM3。

為使上位機(jī)可以控制小車的速度，并滿足直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓，本文選擇L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。該電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)共有兩個(gè)電源輸入接口，一個(gè)為5V，另一個(gè)為12V，在使用時(shí)12V接口的輸入電壓要大于7V,5V的接口可為單片機(jī)供電。

軟體設(shè)計(jì)部分包括硬件要求的程序和PC端的程序。上位機(jī)的軟件部分主要實(shí)現(xiàn)了控制界面、網(wǎng)絡(luò)連接和圖象顯示功能。該控制接口包括按鍵和信息接收區(qū)，鍵用于將數(shù)據(jù)和命令發(fā)送到STM32，對(duì)上位機(jī)程序進(jìn)行控制；信息接收區(qū)是接收STM32發(fā)送的部分信息顯示，如溫度可在接收區(qū)域顯示，圖象顯示部分顯示STM32所接收的圖像。

本文選用uCOS-II作為處理器內(nèi)部操作系統(tǒng)，以滿足本設(shè)計(jì)的多任務(wù)處理要求，硬件部分全部在操作系統(tǒng)內(nèi)編寫。通過(guò)main函數(shù)中的每個(gè)模塊初始化創(chuàng)建開(kāi)始任務(wù)。完成main函數(shù)后，開(kāi)始執(zhí)行起始任務(wù)函數(shù)，在起始任務(wù)函數(shù)中創(chuàng)建多個(gè)任務(wù)。在完成任務(wù)創(chuàng)建后，退出起始任務(wù)，然后開(kāi)始執(zhí)行多個(gè)已創(chuàng)建任務(wù)。

無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI模塊監(jiān)聽(tīng)WIFI模塊是否有數(shù)據(jù)發(fā)送到WIFI模塊，當(dāng)收到PC機(jī)發(fā)來(lái)的信息后，還需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷或處理，使得STM32可以識(shí)別命令并做出相應(yīng)的操作。

上位機(jī)的軟件程序部分有接口程序.網(wǎng)絡(luò)連接程序和圖像顯示程序三部分。上位機(jī)軟件采用C++語(yǔ)言編寫，采用VC++編寫。接口部分需要處理多個(gè)任務(wù)，所以需要多線程來(lái)處理多個(gè)操作。上位機(jī)軟件程序部分以網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)接收發(fā)送程序?yàn)楹诵模瑑蓚€(gè)程序分別負(fù)責(zé)PC機(jī)與STM32的數(shù)據(jù)交互。用VC++對(duì)話框來(lái)創(chuàng)建整個(gè)工程，通過(guò)在對(duì)話框界面上按某些鍵，對(duì)話框就會(huì)作出反應(yīng)，并且所有這些鍵所實(shí)現(xiàn)的功能都是獨(dú)立的。在任何時(shí)候，接收?qǐng)D片信息和鍵盤按鍵信息的任務(wù)都不會(huì)受到影響，所以需要建立多線程的PC端接口，其中包含網(wǎng)絡(luò).圖示。聯(lián)網(wǎng)部分，控制PC與無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI模塊CV520的連接；圖像顯示部分為攝像機(jī)拍攝的圖像，初的圖像是PC上的圖像，指令部分可發(fā)送命令給STM32單片機(jī)，包括拍攝命令、采集溫度命令、轉(zhuǎn)換速度指令，更改小車指令模式。

在智能車啟動(dòng)之前，先需要無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI模塊和PC端連接成功，進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸，然后將WIFI數(shù)據(jù)發(fā)送到PC上。PC端和小車必須在同一網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行，才能在PC端進(jìn)行無(wú)線控制。上位機(jī)與小車的WIFI模塊在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上連接，服務(wù)器與客戶端接口顯示成功。上位機(jī)由小車發(fā)出指令后，上位機(jī)與WIFI模塊接通后，只要小車在模式1時(shí)按鍵盤方向鍵，指令數(shù)據(jù)將發(fā)送到開(kāi)發(fā)板，并執(zhí)行相應(yīng)的操作(前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，停止)。紅外線避障結(jié)果，紅外線模塊指示燈亮表示前方有障礙，燈滅表示沒(méi)有障礙或者前方是黑色物體，實(shí)現(xiàn)有效的躲避。測(cè)溫結(jié)果，能準(zhǔn)確顯示周圍環(huán)境溫度。

該設(shè)計(jì)基于無(wú)線模組供應(yīng)商WIFI，以UCOS-II為操作系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件編程、選配外部設(shè)備及連接，實(shí)現(xiàn)串口通訊功能，可通過(guò)PC端鍵盤對(duì)小車行駛方向進(jìn)行無(wú)線控制。智能家居已經(jīng)成為未來(lái)生活與工作的必然趨勢(shì)，這一設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)為未來(lái)智能家居和無(wú)人探測(cè)提供了研究方向。