无线式模型车运动状态监控系统.doc

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1、无线式模型车运动状态监控系统赵轩，秦绪鑫，曹仁磊,韩毅（长安大学汽车学院，陕西西安，710064）摘要：介绍了一种利用单片机和无线数据传输芯片构成的无线数据传输系统。该系统以nRF24L01无线传输芯片为核心，使用单片机MC9S12DG128B控制数据的发射，USB24L01为无线接收模块，并通过USB接口将数据发送到上位机，在计算机中对数据进行分析、优化得到智能模型车运动状态中的相关参数和运动轨迹，以此来提高模型车的行驶速度和操纵稳定性。该系统具有结构简单，工作稳定可靠，传输速率高，体积小，成本低，功耗低

2、等特点。关键词：无线传输；nRF24L01；单片机；模型车；USB24L01；中图分类号：TP302文献标识码：ATheMonitoringSystemoftheWirelessModelCar’sMotionStateZHAOXuan,QINXu-xin，CaoRen-lei,HANYi(Automobileinstitute,Chang’anUniversity,Xi’anShaanxi,710064)Abstract:Thispaperintroducesawirelessdatatransmissi

3、onsystemwhichiscomposedofakindofwirelessdatatransmissionchipandMCU.Thesystem,whosecoreisthewirelesstransmissionchipnRF24L01,employstheMC9S12DG128BtocontrolthedatatransmissionusingUSB24L01asthewirelessreceivemoduleandsendingthedatatothehostcomputerthroughth

4、eUSBinterface.Andthedataisanalyzedandoptimizedbythecomputertogettherelatedparametersandmotiontrajectoryofthemodelcar,throughwhichtoimproveitsspeedandhandlingstability.Thissystemischaracterizedbyitssimplicity,highreliability,hightransmissionrate,smallvolume

5、,lowcostandlowpowerdissipation.Keyword:wirelessdatatransmission;nRF24L01;modelcar;USB24L01;0.引言寻迹智能模型车是机器人领域广泛研究的对象，国内外很多比赛都以自动寻迹智能模型赛车为内容，如“飞思卡尔杯大学生智能车竞赛”和“瑞萨杯MCU模型车大赛”。本文以参加“飞思卡尔杯”全国智能车竞赛的智能模型赛车为研究对象，设计了一种基于无线传输的运动状态监控系统。该系统采用Nordic公司生产的工作于2.4GHz频段的射频芯片n

6、RF24L01作为收发芯片，以飞思卡尔单片机MC9S12DG128B为控制单元控制数据发送，使用USB24L01为接收模块，并通过USB接口把数据传输到上位机。在上位机中利用VC++编写数据采集程序，在屏幕上实时描绘智能模型车的运动状态，行驶轨迹和性能参数，并将数据保存到硬盘。在计算机中对数据进行分析处理和优化，得到模型赛车的最佳运动状态和性能参数，以此来提高模型赛车的行驶速度。图1是系统的示意图。图1：系统示意图近年来随着射频技术，集成电路，自动控制，无线数据通信技术的迅速发展，无线传输技术已经被广泛应用

7、于实际中[1]。本文设计了一种基于nRF24L01的无线数据传输系统，该系统具有工作稳定可靠，传输速率高，体积小，成本低，功耗低，软硬件设计简单，通信稳定，使用灵活等特点。1.概述1.1nRF24L01芯片的特点及其应用nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4GHz～2.5GHzISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只

8、有9mA；接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。nRF24L01主要特性如下[2]：（1）GFSK调制；（2）具有自动应答和自动再发射功能；（3）片内自动生成报头和CRC校验码；（4）数据传输率为lMb/s或2Mb/s；（5）SPI速率为0Mb/s～10Mb/s；（6）与其他nRF24系列射频器件相兼容；（7）供电电压为1.9V～3.6V。nRF24L01芯片