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基于IAP15F2K61S2的蓝牙无线智能小车

专家
2013-01-16 10:53:02    评分

作者:桂林电子科技大学信息科技学院 李润杰 赵乾森 闫晨曦
指导教师:刘涛

  产品简介

  蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司,蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范。它以低成本的近距离无线连接为基础为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接手机之间通过蓝牙实现数据共享已成为常理将手机变身为遥控器为人们的生活带来无限方便遥控小车在工业国防科研等领域应用越来越广泛。例如说消防遥控 小车,探测小车等本文详细阐述了使用蓝牙通信的手机遥控小车前行倒退左转右转和停止等功能的软硬件设计过程蓝牙技术组成蓝牙技术由三部分组成包括蓝牙无线电技术、蓝牙协议栈和蓝牙互操作性蓝牙无线电技术。蓝牙无线电工作在全球通用的,即工业科、学医、学频段支持全双工传输使用协议蓝牙设备。即连即用抗干扰能力强使用方便蓝牙协议栈蓝牙协议栈包含一个软件栈和一个硬件栈蓝牙硬件协议栈由蓝牙硬件提供蓝牙软件协议栈由软件实现蓝牙软件协议栈提供蓝牙给程序开放人员使用蓝牙互操作性蓝牙互操作性包括三方面内容通用访问定义了设备管理功能性服务发现应用定义了服务发现方面的内容串口定义了互操作设备和模拟串口电缆的能力手机客户端设计手机客户端设计采用的是开发环境是一个开放源代码的基于的可扩展开发平台还需要为安装一个开发程序的插件同时为了在电脑上方便模拟自己开发的程序 。
  基于IAP15F2K61S2的控制类智能小车的主要功能:
  1、可以通过简单的I/O操作实现小车的前进、后退、左转、右转功能。
  2、配合IAP15F2K61S2无线控制功能,利用系统的无线识别资源,实现蓝牙控制的功能。
  3.可以手机重力控制小车
  产品结构:
  根据设计要求,本系统主要由IAP15F2K61S2控制器模块,蓝牙控制模块,电源模块、直流电机及其驱动模块等模块构成。
  使用说明:
  1、通过操纵员手机按键指令能实现前进、后退、左右转动
  2、通过手机重力感应实现前进、后退、左右转动
  注意事项:
  1. 安装电池一定要注意电池的正负极性,切勿装反;
  2. 长期不用请将电池从电池盒中取出;
  3. 由于小车行动比较灵活,速度比较快,在使用时一定要注意保持场地足够大,且保证不会对周围的物体造成伤害;
  4. 不要让小车长时间运行在堵转状态(堵转状态:由于小车所受阻力过大,造成小车电机加电但并不转动的现象),这样会造成很大的堵转电流,有可能会损坏小车的控制电路。  

 

  设计说明

  1系统设计模块构成
  根据设计要求,本系统主要由IAP15F2K61S2控制器模块、电源模块、直流电机及其驱动模块、蓝牙模块等模块构成,本系统的方框图如图2所示:  

 

  1.1、硬件设计
  1.1.1、车体设计
  自己制作的小车。经过反复考虑论证,我们制定了三个车轮分别驱动,利用三个舵机分别对三个车轮进行方向控制,这样,当小车转弯时,整个车体不用转动,只需通过舵机对三个车轮方向进行调整,以让小车能轻松实现操纵员对它的控制。小车底盘实物图如下图所示:
  1.1.2、控制器模块
  采用IAP15F2K61S2控制器模块识别,这是一块精简的开发板,该系统板体积小、功能齐全、资源丰富,处理速度高。
  (如下图)  

 

  1.1.3、电源模块
  通过串联3个4V充电锂电池给舵机供电,外接外部12V电源(也可以用电池)给直流电机供电。
  1.1.4蓝牙控制模块
  由于无线接收器和单片机通信的方式是串口,为了是小车能迅速响应上位机发送来的信号单片机使用串口中断的方式,并控制电机的转动。  

 

  1.1.6、电源模块
  MAX1811是美信公司生产的USB接口单节锂电池充电控制器,它可以直接由USB端口供电,或由其他外部电源供电,电源电压可达+6.5V。
  1 特性
  MAX1811无须微处理器控制,最大充电电压可由引脚设置为4.1 V或4.2 V,最大误差为0.5%。
  MAX1811对电池充电电流可通过逻辑控制电路置为100mA或500mA,符合USB的电流标准。MAX1811工作于线性模式,无须外部电感,内置的MOSFET功率开关有效节省了线路板尺寸。
  当采用U部端口电源给电池充电时,对于低功率USB端口,应将MAX1811芯片的SETI端电位拉低,其充电电流设定为100mA,对于高功率的USB端口,应将MAX1811芯片的SETI引脚接高电平,此时充电电流设定为500mA;将5ETV端接高电平或接低电平,锂电池的充电电压分别被设置为4.2 V或4.1 V。MAX1811的CHG端允许芯片在充电期间点亮LED。
  2 引脚功能
  MAX1811采用增强散热型8引脚SO封装,允许耗散功率为1.4 W:另外,MAX1811内部还带有热保护二极管,进而降低了充电器的成本与尺寸。
  max1811锂电池充电的电路:  

 

  1.1.7、电机模块驱动
  我们采用了专用芯片L293N作为电机驱动芯片。L293N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片,它相应频率高,一片L293N可以分别控制两个直流电机,而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动,操作方便,稳定性好,性能优良。
  1.1.8、上位机软件
  初始化本地蓝牙
  初始化本地蓝牙设备建立LocalDevice 类包括取得本地设备 实 例 蓝 牙 名 称设置发现模式获得发现代理。
  搜索蓝牙设备
  初始化本地蓝牙设备成功 开始搜索周围蓝牙设备每发现一个设备就调用监控DeviceDiscover接口在这个接口中添加自己的代码 把搜索到的设备记录在list列表中搜索设备完成调用接口inquirycompleted完成搜索后把搜索到的所有设备显示出来这样就可以手动选择小车上的蓝牙设备在WTK模拟器上的模拟效果。
  搜索蓝牙服务
  在设别列表list中选择一个需要的设备开始搜索服务发现服务时自动调用接口serviceDiscovered并把服务记录在servicerecord 服务搜索完成调用接口servicesearchcompleted。
  建立连接
  根据上一步搜索到服务记录servicerecord建立连接要获得URL 调用接口函数servicerecord.getconnectionURL打开连接connector.open并打开数据流openDataoutputstream和就可接收和发送数据如图所示。
  监听键盘事件
  由Canvas 类监听按键事件 当有按键按下时自动调用keypressed 并传入按键编码发出控制信号控制小车的运动如图所示。
  3、结论
  经过个方面的测试,小车完整的完成了给小车设定的任务,接收命令反应正常、行驶路线正常。

  产品特色

  在科幻作家和未来学家想象的世界中,我们会用蓝牙来控制我们的日常设备。在现实世界里,人类也在向蓝牙控制的方向努力,现在,我们已经能初步对某些东西进行蓝牙控制了,虽然还不成熟,但是,蓝牙控制这一领域,必然成为未来非常热门的技术,蓝牙控制的世界正在来临。在这个大背景下我们设计了基于IAP15F2K61S2控制的蓝牙控制类智能小车。
  该蓝牙控制类智能小车是基于IAP15F2K61S2控制的典型应用,在产品设计上我们手机上的蓝牙发布指令控制小车前进、后退、左转、右转,并且利用感应系统控制小车发布指令。
  随着科技的发展智能小车的用途将成为我们生活的一部分,我可以遥控它帮我们做勘测,擦拭室外玻璃,疏通管道等等。

系统演示视频:




关键词: 基于     IAP15F2K61S2     蓝牙     无线     智能         

工程师
2013-07-05 14:45:26    评分
2楼
不错,不错

高工
2013-07-05 15:09:42    评分
3楼

IAP15F2K61S2无线控制功能指的是?

另外上位机软件在什么系统下运行呢


菜鸟
2013-07-06 16:30:36    评分
4楼

不错,只是演示视频呢?楼主TJ了


我要做一个四驱的,楼主可否共享一下上位机


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