基于遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組智能WiFi小車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，當(dāng)今社會(huì)，智能汽車(chē)已越來(lái)越普及，智能汽車(chē)已成為未來(lái)人們生活不可或缺的一部分。智能化汽車(chē)的推廣應(yīng)用，能有效減少交通事故的發(fā)生，提高行車(chē)效率，方便人們的生活；未來(lái)與大型數(shù)據(jù)庫(kù)相連，可有效避免交通擁擠，降低交通管理費(fèi)用，提高道路利用率。無(wú)線(xiàn)智能車(chē)是智能汽車(chē)領(lǐng)域中的一個(gè)重要組成部分，它在一些比較復(fù)雜和危險(xiǎn)的場(chǎng)所有很大的應(yīng)用。無(wú)線(xiàn)電小車(chē)的移動(dòng)性強(qiáng)，重復(fù)利用性好，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，但小車(chē)的控制距離短，不能自動(dòng)避障等問(wèn)題，造成其功能單一，應(yīng)用范圍有限。設(shè)計(jì)了一種智能遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組WiFi小車(chē)虛擬控制系統(tǒng)，通過(guò)虛擬平臺(tái)控制智能小車(chē)的運(yùn)行軌跡，實(shí)時(shí)顯示小車(chē)遇到障礙的次數(shù)，并以歷史數(shù)據(jù)記錄小車(chē)與障礙物的距離。該系統(tǒng)直觀、方便地控制車(chē)輛行駛軌跡，可以有效減少交通事故的發(fā)生，提高行車(chē)效率，方便人們的生活。通過(guò)車(chē)輛運(yùn)行軌跡，實(shí)時(shí)顯示小車(chē)遇到障礙物的次數(shù)，并記錄車(chē)輛與障礙物的距離。該系統(tǒng)直觀、方便地控制車(chē)輛行駛軌跡，可以有效減少交通事故的發(fā)生，提高行車(chē)效率，方便人們的生活。

智能型WiFi小車(chē)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)控制系統(tǒng)、WiFi通信模塊、STM32F105主控芯片、雷達(dá)測(cè)距模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、云臺(tái)舵機(jī)控制模塊、燈光控制模塊。

1)遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組控制系統(tǒng)上機(jī)位采用遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組軟件搭建的控制平臺(tái)，主要用于向智能小車(chē)發(fā)送控制指令，實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)軌跡，記錄歷史數(shù)據(jù)。

2)采用TCP傳輸協(xié)議WiFi通信模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)上機(jī)、下位機(jī)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。

3)STM32F105主控芯片STM32單片機(jī)向智能小車(chē)各工作模塊發(fā)送控制指令，同時(shí)采集雷達(dá)測(cè)距的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

4)雷達(dá)測(cè)距模塊根據(jù)單片機(jī)的控制指令，完成障礙物距離數(shù)據(jù)的測(cè)量。

5)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)單片機(jī)輸出信號(hào)的控制，將輸出電壓拉高，從而驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)工作。

6)云臺(tái)舵機(jī)控制模塊分別通過(guò)單片機(jī)發(fā)出的2路PWM控制信號(hào)，對(duì)水平方向、垂直舵角分別進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。

7)車(chē)燈控制模組保證小車(chē)在光線(xiàn)較暗時(shí)安全工作。

遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組智能型WiFi小車(chē)的主要硬件電路包括STM32小系統(tǒng)控制電路、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及雷達(dá)接口電路。

STM32系統(tǒng)的控制電路由STM32主控芯片、電源、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等部分組成。采用低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器LDO(lowdropoutregulator)把7.4V鋰電池的輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V，用STM32單片機(jī)供電。

L298N電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路能承受很大的電流和電壓，電壓高可達(dá)46V，峰值電流可達(dá)3A。內(nèi)置2個(gè)高壓、大電流全橋驅(qū)動(dòng)裝置，可應(yīng)用于直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等設(shè)備上。
雷達(dá)接口電路采用HC-SR04雷達(dá)模塊，將接收到的雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)距、避障、探測(cè)等功能。HC-SR04雷達(dá)模組在2cm~4m范圍內(nèi)，芯片穩(wěn)定，體積小，測(cè)度距離正確，盲區(qū)小。

硬件電路模塊包括單片機(jī)系統(tǒng)模塊、遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組、舵機(jī)模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、超聲模塊。行走方式采用4臺(tái)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車(chē)行走，能適應(yīng)各種惡劣地形的作業(yè)環(huán)境。

啟動(dòng)程序后，進(jìn)入系統(tǒng)控制界面。連接和初始化WiFi后，在主機(jī)面板上選擇控制模式。本實(shí)用新型采用人工控制小車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，在沒(méi)有收到停止指令之前，會(huì)通過(guò)上位機(jī)軟件界面發(fā)出指令，控制小車(chē)的移動(dòng)狀態(tài)；收到停止指令后，小車(chē)立即停止運(yùn)行，判斷是否終止程序。避障模式下，通過(guò)超聲波檢測(cè)前方障礙物，并且在前方?jīng)]有障礙物的情況下手動(dòng)控制小車(chē)的運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)到障礙物后，立即停下來(lái)等待下一個(gè)動(dòng)作的指示。

該控制系統(tǒng)的前面板分為兩個(gè)控制子面板：手動(dòng)控制模式子面板和雷達(dá)避障模式子面板。雷達(dá)避障模子面板用來(lái)控制小車(chē)的行駛軌跡，雷達(dá)避障模式子板是用來(lái)控制小車(chē)自動(dòng)行駛，完成避障功能，同時(shí)顯示小車(chē)遇到障礙物時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波形及歷史數(shù)據(jù)。

運(yùn)動(dòng)控制、舵角控制、車(chē)燈控制等模塊。①運(yùn)動(dòng)控制模塊通過(guò)4個(gè)布爾鍵來(lái)完成給下位機(jī)的前后、左右的控制指令。在連續(xù)按壓按鈕的同時(shí)，手推車(chē)?yán)^續(xù)移動(dòng)，手推車(chē)停止移動(dòng)。②舵角控制模塊該模塊由2個(gè)旋鈕控制單元組成，水平方向舵角量程為0°~180°，每小格角精度2°；直舵角為0°~90°、小格角為2°，旋轉(zhuǎn)旋鈕即改變小車(chē)運(yùn)行的角度值。③燈控模塊通過(guò)垂直搖桿開(kāi)關(guān)控制LED燈泡的開(kāi)關(guān)，保證小車(chē)在光線(xiàn)較暗時(shí)安全工作。

通過(guò)布爾鍵控制雷達(dá)避障模式的開(kāi)關(guān)，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模塊和歷史數(shù)據(jù)模塊。①實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模塊小車(chē)工作在雷達(dá)避障模式下，運(yùn)行狀態(tài)下為連續(xù)直線(xiàn)運(yùn)行；當(dāng)遇到障礙物時(shí)，隨后再恢復(fù)直線(xiàn)，直到遇到障礙物時(shí)方波信號(hào)再次出現(xiàn)。波信號(hào)的縱軸高度表示小車(chē)和障礙物的距離，單位為cm，每個(gè)小格表示0.5cm。②歷史數(shù)據(jù)模塊主要記錄小車(chē)遇到障礙的次數(shù)，以及小車(chē)與障礙物的距離，單位為cm，精度為0.5cm。

STM32單片機(jī)與各模塊連接完畢后，對(duì)遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)模塊天線(xiàn)位置進(jìn)行調(diào)整，保證天線(xiàn)處于垂直狀態(tài)，確保熱點(diǎn)信號(hào)不受干擾。接通下位機(jī)電源指示燈，等大約15秒后，WiFi模塊完成初始化，模組的LED燈由閃爍變?yōu)槌Ａ?，指示熱電信?hào)成功建立。開(kāi)啟上位機(jī)控制系統(tǒng)界面，測(cè)試軟件程序能否正常工作，將電腦連接到WiFi模塊發(fā)出的熱點(diǎn)信號(hào)。當(dāng)運(yùn)行成功后，下位云臺(tái)舵機(jī)的水平方向舵角度將略微轉(zhuǎn)向，表明上一臺(tái)與硬件電路連接成功，就可以操縱小車(chē)。

按一下前進(jìn)按鈕，手控界面，小車(chē)按前面板的動(dòng)作，相應(yīng)地向前移動(dòng)。釋放按鈕后，小車(chē)立停止移動(dòng)。按壓左轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，小車(chē)在原地進(jìn)行左旋；按動(dòng)右鍵時(shí)小車(chē)向右旋轉(zhuǎn)；按下后退按鈕時(shí)小車(chē)向后移動(dòng)。按一下燈光垂直遙感開(kāi)關(guān)，下位機(jī)車(chē)LED燈亮。再按一次前面板開(kāi)關(guān)，關(guān)閉小車(chē)LED燈，循環(huán)使用。調(diào)整平舵角和直舵角，使下位機(jī)的云臺(tái)舵機(jī)在不同角度下調(diào)整，以達(dá)到90度和180度角。

雷達(dá)避障方式試驗(yàn)雷達(dá)避障按鈕，下位機(jī)啟動(dòng)雷達(dá)感應(yīng)器，進(jìn)入小車(chē)避障模式。歷史數(shù)據(jù)模塊記錄了小車(chē)在遇到障礙物時(shí)所遭遇的7次障礙時(shí)所處的時(shí)間和距離。

該方法以雷達(dá)避障方式測(cè)量車(chē)與障礙物之間的距離為實(shí)測(cè)值，用紅外測(cè)距儀測(cè)得的距離作為標(biāo)準(zhǔn)值，用0.05~40m范圍內(nèi)測(cè)量。

本文介紹了一種基于遠(yuǎn)距離wifi圖傳模組智能WiFi小車(chē)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主芯片為STM32F105，主要包括減速電機(jī)、L298N驅(qū)動(dòng)模塊、AR9331無(wú)線(xiàn)模組，主模塊如水平垂直舵，超=雷達(dá)傳感器等。主機(jī)采用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)搭建控制平臺(tái)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通訊。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，可控制智能小車(chē)完成前后左右行駛軌跡，云臺(tái)舵機(jī)的水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角范圍分別為0°~180°，在0~15cm范圍內(nèi)采用35~90°的雷達(dá)，通過(guò)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)直觀、方便地對(duì)小車(chē)運(yùn)行軌跡進(jìn)行控制，車(chē)輛與障礙物的距離顯示，有效地減少了交通事故的發(fā)生，提高了行車(chē)效率，方便了人們的生活。