基于温湿度检测无线遥控智能小车设计

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1、基于温湿度检测无线遥控智能小车设计　　【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

2、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。5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

3、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5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

4、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

5、，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5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

6、，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。2.6LCD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

7、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5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