文 献 综 述 随着汽车工业以及科技的迅速发展，关于汽车无线控制的研究也越来越受到人们的关注。无线遥控智能车起源于美国，在政府政策已经各方面的资助之下，美国，德国，日本，英国等等工业强国在这方面的技术上发展极其迅速。在我们国家，通过863，973等发展技术计划的重点支持之下，我国始于20世纪中后期的无线控制智能车的研究也得到了迅速的发展，国内已大范围的在研究该项技术，同时各省乃至全国各种电子大赛也屡屡见到无线控制智能车的身影，全国各高校也开始重视该项技术研究。 无线遥控实现方法包括蓝牙、红外、射频几种，其中蓝牙技术具有一定优势，目前在信息家电方面应用正在铺设。各种家电共用遥控，并可组网与公众互联网相接，共享有用信息。目前蓝牙技术实现无线遥控的短板在于传输距离短和芯片价格高方面。但随着科技发展，这些问题正在逐步得以解决。无线遥控智能车有着广阔的应用前景。 我的毕业设计题目基于蓝牙技术的智能车控制系统设计就是在该背景下提出的，我觉得该课题的意义是极其重大的。 1.蓝牙技术的简介 蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。 2.蓝牙的工作原理 蓝牙通信的主从关系 蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。一个具备蓝牙通讯功能的设备， 可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。 蓝牙的呼叫过程 蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，也有设备不需要输入PIN码。配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。链路建立成功后，主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙链路。 蓝牙一对一的串口数据传输应用 蓝牙数据传输应用中，一对一串口数据通讯是最常见的应用之一，蓝牙设备在出厂前即提前设好两个蓝牙设备之间的配对信息，主端预存有从端设备的PIN码、地址等，两端设备加电即自动建链，透明串口传输，无需外围电路干预。一对一应用中从端设备可以设为两种类型，一是静默状态，即只能与指定的主端通信，不被别的蓝牙设备查找；二是开发状态，既可被指定主端查找，也可以被别的蓝牙设备查找建链。 3.单片机工作原理 单片机即单片微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。单片机为工业测控而设计，又称微控制器（MCU）。具有集成度高、可靠性高、性价比高三大优势。 单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件存储器中。程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。 4.蓝牙控制的智能车系统工作原理 该系统的工作芯片可以自己去找。首先需要解决的是单片机控制小车的问题，要想解决这个问题，首先需要解决智能小车的操作和功能。小车必须要有前后左右控制功能、加速、减速、刹车、左转向、又转向和倒车功能，有了这几种功能之后 小车才能行动自如。解决小车的问题，就要将小车的控制功能转于到单片机来实现，实现了这一步，下面就需要做蓝牙的通信。 蓝牙通信IC非常多，速率从几十KB～几MB不等，根据数据流的需求来选择一款蓝牙IC，进行IC-IC的通信，一般IC的DATASHEET里面都会详细的说明该器件的使用方法以及相关软件配置和操作步骤等。重点在于调试，硬件电路搭建完成之后，最重要的是软件调试。 蓝牙通信方式是串行数据无线发送/接收，我们一般使用的控制位一般是多位的，那么需要自己写一个小的并串转换程序。当然现在的蓝牙IC也有8BIT并行数据接口，如果选用类似的芯片，则更便于操作。 智能小车要想走向实用，必需拥有能胜任的运动系统、可靠的导航系统、精确的感知能力和具有既安全而又友好地与人一起工作的能力。智能小车的智能指标为自主性、适应性和交互性。适应性是指小车具有适应复杂工作环境的能力(主要通过学习)，不但能识别和测量周围的物体，还有理解周围环境和所要执行任务的能力，并做出正确的判断及操作和移动等能力。自主性是指小车能根据工作任务和周围环境情况，自己确定工作步骤和工作方式;交互性是智能产生的基础，交互包括小车与环境、小车与人及小车之间三种，主要涉及信息的获取、处理和理解。 智能小车为轮式结构，机械部分主要为转向机械和驱动机械。转向机构主要由舵机，转向架和两个前轮组成。舵机根据转向信号正向或反向旋转一定角度;前轮为从动轮，会根据转向角度的大小自动调节内外侧车轮的转速;驱动机构包括一个直流电机、减速装置和两个后轮，后轮为主动轮，其转速大小由直流电机控制。智能小车的控制策略是在稳定性的基础上，追求车速最高。小车在过S型弯道时，根据不同路况，选择不同的控制策略，因此，智能小车的控制系统在控制舵机转向的同时，还需要根据转弯半径大小调节驱动电机转速，即自动调节车速大小，从而顺利通过弯道。 智能小车控制系统硬件电路的总体设计本着可靠、高效、简洁的原则进行.系统的硬件电路包括控制系统核心电路、电源稳压电路、视频同步分离电路、电机驱动电路等。 上位机系统设计包括三部分:上位机系统界面设计、路径处理模块设计和串行通信模块设计。流程图是上位机系统软件设计的灵魂，它决定了整个系统的骨骼框架。系统整体设计流程图只是表达了一个总体处理过程，其中还有很多的具体细节问题需要进 一步分析解决。 该智能小车是VB上位机控制软件。Visual Basic(简称VB)是由微软公司在1991年开发的一种包含协助开发环境的事件驱动编程语言。它具有以下特点: (1)编程环境易于学习和使用，对话框的构造快速而有效。 (2) VB拥有图形用户界面和快速应用程序开发系统，可以轻易连接数据库，或创建ActiveX控件。 (3)程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。 (4)工程可以是独立的，也可以嵌入到图形中，这为开发人员提供了非常灵活的方式来发布他们的应用程序。 下位机系统由三个模块组成:步进电机控制模块、与上位机的串行通信模块、和数据采集模块。 5.参考文献 [1] 孙颖.基于路径规划的智能小车控制系统研究[D].青岛大学,2007. [2] 石亿.嵌入式智能小车运动控制系统的研制[D].湘潭大学,2012. [3] 陈懂.智能小车运动控制系统的研究与实现[D].东南大学，2005. [4] 李宜达.控制系统设计与仿真「M].清华大学出版社，2004. [5] 王宝萍.玩具智能小车控制系统的设计与实现[D].电子科技大学,2012.[6] 李江全.单片机通信与控制应用编程实例[M].中国电力出版社,2012. [7] 刘建华.单片机原理及应用技术[M].上海科学技术出版社,2010. [8] 陈步月.基于单片机的测试技术原理与应用[M].机械工业出版社,2007. [9] 趟继贤.51单片机工程应用实例[M].北京航空航天大学出版社，2009. [10] 刘坤.51单片机C语言应用开发技术大全[M].人民邮电出版社，2008. [11] 赵见领.精通51单片机开发技术与应用实例[M].电子工业出版社，2012. [12] 求是科技.单片机典型外围器件及应用实例[M]. 人民邮电出版社，2006. [13] 刘锦涛译.嵌入式机器人学[M].西安交通大学出版社，2012. [14] 蔡述庭.智能汽车竞赛设计与实现[M].北京航空航天大学出版社，2012.02. [15] 冯德虎.智能车运行状态实时监控系统[J].实验室研究与探索，2011. [16] 鲁小雨.基于MC9S12XS128单片机的智能小车控制系统设计与实现[J].成都大学学报，2011:264-273. [17] 张银中.基于MC9S12DG128B的智能小车控制系统的设计[J].伺服控制,2010:51-56. [18] 周柱.基于STM32的智能小车研究[D].西南交通大学,2008. [19] 葛广军.基于单片机的智能小车控制系统设计[J].河南城建学院学报，2011:47-50. [20] 李柠.基于单片机的智能小车速度控制设计[J].科技视界，2012:454-456.
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