基于蓝牙技术的智能小车设计

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1、基于蓝牙技术的智能小车设计田小建江苏省南通中等专业学校摘要：智能作为现代的新发明是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动地运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等的用途。智能小车的发展主要是在自动化控制领域，全国职业院校技能大赛电子整机装调项目近年来的赛题越来越侧重于实际应用。为了培养学生动手及编程能力，同时提高学生的兴趣，我校电子技能训练队提出了“基于蓝牙技术的智能小车的设计”项关键词：STM32系统;蓝牙;Android系统;壁障;收稿日期：2017-01-10Received

2、：2017-0卜10基于Android开源手机平台，借助于蓝牙技术，设计一种无线遥控小车的解决方案。智能小车主要以STM32F103RC处理器为核心，通过手机蓝牙，遥控实现小车前后、左右移动以及小车超声波测距和通过红外线光电传感器实现小车的避障功能等。设计从最小系统到Android手机蓝牙遥控、超声波测距和红外避障，都按科学严谨态度完成。通过调试检测各模块，得到正确的信号输岀，实现其功能。结合程序，通过微处理器的控制，将各模块有效整合，达到所预期目标，最终完成设计与制作，使小车在一定的环境中运转。结合

3、STM32的Cortex-M3内核处理器、蓝牙通信模块、电机驱动模块、壁障电路等硬件模块组成的蓝牙遥控小车。实现小车的前进、后退、前左转弯、前右转弯、后左转弯、后右转弯等实时控制功能。为遥控玩具小车的设计提出了一种新的思路。1功能与结构智能小车分为两大部分:Android平台上位机和微处理器下位机。智能小车下位机主要含有如下电路功能模块:STM32F103RC作为微处理器的最小系统、L298N作为直流电机驱动、HC-SR04超声波测距模块电路、主从收发一体蓝牙模块HC-05、红外壁障模块、红外对管测速

4、、LCD1602液晶显示等器件构成。1.1上位机上位机通过图形界面，触控屏幕不同的按键，上位机将根据按键N容，开启手机蓝牙进程，通过蓝牙以不同的指令格式传输至下位机。上位机触屏按键值主要有以下儿部分内容:加速、减速、前行、左转、右转、后退、后转和停止指令按键。上位机的结构框图如图1所示。图1上位机系统结构框图下载原图上位机采用预设定的通信格式，以HC-05主从蓝牙模块为媒介，发送指定指令，控制智能小车运行状态。上位机主要依托Android手机进行软件编程，以手机触屏按键为例，Android操作系统通过

5、响应不同事件发生，及时发出相应指令代码，做到上位机与下位机无缝连接。1.2下位机智能小车整体供电电源采用锂电池供电，其输出电压高、电池容量大等优点很适合为智能小车稳定持久的电源。下位机通过接收手机遥控指令，能够远程控制智能小车运行。智能小车在运行中，实时通过前方超声波测距电路测量前方障碍物距离以及智能小车后方红外壁障电路，能够有效地防止运行中碰撞其他物体。当小车处于停止运行状态时，系统将采集供电电池电压，并显示前方障碍物距离。其结构框阁如阁2所示。图2下位机系统结构框图下载原图2硬件基于蓝牙技术的智能

6、小车其硬件电路组成电路基本选用市场上可以购买的成熟模块电路，仅将其中几处核心模块做适当介绍供各位读者参考。2.1核心控制电路智能小车核心控制器需要有很强的控制能力，普通的的8位单片机机不能满足其所达到的控制要求。为了实现这一控制目的，采用了由意法半导体公司生产的STM32E103RCT6控制器，该控制器是以ARM-Cortex-M3为内核的32位SOC系统，拥有72-MHz工作频率，可以胜任智能小车所要求的高速信息处理能力。2.2电源智能小车因其需要供电稳点及电机驱动电流大等原因，所以采用锂电池组供电

7、。电池组采用聚合物锂离子电芯组合，聚合物电芯具有内阻小、容量大、循环次数多、寿命长、无记忆效应防爆等优点；电池组带智能控制保护电路，能防止过充、过放和过流。除微控制器为3.3V供电外，超声波模块和红外壁障功能电路为5V直流供电电源。因此智能小车稳压电路分为两大模块:5V稳压电路和3.3V稳压电路。综合考虑以上因素稳压单元选择了稳压精度高、压降小的AMS1117正向低压降稳压器，其具有1%的稳压精度。5V直流电主要为超声波和红外壁障使用。锂电池电源通过C1和C2电容滤波，经AMS1117-5.0芯片将电

8、池电源稳压至5.0V。电路如图3所示。图35V稳压电路下载原图直流电源经过5V稳压之后，通过C5电容滤波，经AMS1117-3.3芯片将5V直流电源稳压至3.3V。电路如阁4所示。图43.3V稳压电路下载原图为丫确保AMS1117的稳定性，输出需要连接一个小容量的钽电容。3软件3.1上位机程序流程图手机控制端主要任务是提供指令发送服务，用户通过触碰不同的屏幕按键，上位机将给智能小车下达不同的运行指令。上位机界面含有如下几个触屏键:加速、减速、左转、右转、