WiFi小车技术报告_汽车技术报告
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WiFi小车技术报告
学校：北华航天工业学院 队伍名称：DIB团队
参赛队员：周广成 夏宏伟 吴忠得 任志伟
李磊
尹强
任迎春 张嘉慧 中文摘要
Wifi智能小车由电机、小车车身、STC12C5A60S2单片机、驱动板、无线路由器、驱动电机、电源、摄像头等主要部件以及灯光、电平转换等辅助模块构成。Wifi智能小车利用笔记本连接无线路由器的终极智能设备连接到路由器，通过应用软件显示显示器上摄像头上采集到的视频信号，再通过这些智能的终端设备发送控制指令到无线路由器，通过无线路由器将指令传送给单片机进行处理。然后通过单片机控制驱动电机驱动电机转动、舵机转动，从而实现控制小车的运动及视频采集。本文详细介绍了wifi 智能小车的原理，组件及其功能。该小车以STC12C5A60S2单片机为控制核心主要利用WiFi实现对车模的速度方向以及摄像头角度的调整。经过大量测试，实验结果表明，该方案运行稳定。
关键词：WiFi、路由器、视频传输、STC12C5A60S2单片机、英文摘要
Wi-fi smart car driven by a motor, car body, STC12C5A60S2 microcontroller, plate, wirele router, drive motor, power supply, cameras, main components and lighting, level conversion and other auxiliary modules.Wi-fi smart car use notebook ultimate intelligent device connected to the wirele router to connect to the router, by applying the software display monitor camera, video signals were collected by these intelligent terminal equipment send control instructions to a wirele router, transmitting instructions over a wirele router to the single chip microcomputer for proceing.Then by single chip microcomputer control drive motor drive motor rotate, steering gear, thus controlling the movement of the car and video collection.This paper introduced the principle of wi-fi smart car components and their functions.The car to STC12C5A60S2 microcontroller as the control core is mainly using WiFi speed direction of models and camera Angle adjustment.Through a large number of tests, the experimental results show that the proposed scheme runs stably.Keywords: WiFi, routers, video transmiion, STC12C5A60S2 MCU，第一章 论述
现在是一个智能化的时代，各种智能化设备正在逐步替代人为的操作。随着汽车工业的迅速发展，关于智能汽车的研究也越来越受人关注。设计的智能小车能够实现自动寻迹、避障功能、可控制行驶速度、电脑手机wifi连接控制行驶及其他的控制方式。本系统能实现对小车的运动状态进行实时控制。系统控制灵活、可靠、精度高，可满足对系统的各项要求。通过对本小车的研究，我们可以初步构建智能汽车的模型与理论基础。所谓的wifi智能小车就是可以通过WIFI网络控制的视频传输可移动甚至可以安装其他机械手各类传感器实现数据互动的小车，对于那些不安全的以及人无法进入的场所进行无线监测，wifi小车监控是一个很好的解决方案，能够很好的进行监控控制。现在无线wifi功能的设备随处可见，本设计利用现有的网络资源搭建一台wifi视频监控小车，即利用带有wifi的设备进行控制小车，实现无线监控。
第二章 方案的设计
2.1 总体设计方案
Wifi智能小车需要由wifi模板、电机驱动模板、核心控制模板、摄像头模板等构成。组件：
驱动板：所用驱动板型号为L293；电机驱动电压5-36伏特；逻辑控制电压3-7伏特；负载电流：1A；独立驱动直流电机：两只；可驱动步进电机（4线制）：1只；电路板尺寸：51.8MM*54.3MM。
2.1.1 整体系统
如图2-1所示。
图2-1 系统结构框
项目系统包括路由器、单片机最小系统、电机驱动电路、电机、电平转换电路、电源电路、舵机、摄像头等。
路由器用于接受电脑等终端设备发送的指令和将摄像头采集到的视频信号传送到电脑等终端设备；单片机最小系统是整个小车的控制核心，控制着各个模板统一协调工作；电机驱动电路用于驱动电机转动，可以使电机产生正传、反转，从而使车体产生前进、后退、转弯等动作；电机的作用就是使整个车体转动；电源电路作用是为整个小车系统供电；舵机制作成云台，然后装上摄像头，使摄像头实现上下、水平方向180度旋转调节；摄像头用于采集视频信号。
2.1.2 整机工作原理
由电脑终端，通过wifi无线网络连接到路由器，再通过电脑应用软件，向路由器发送控制命令及数据。路由器接受到数据后通过内部的串口发送软件，将接收到的命令和数据，通过路由器串口发送到STC12C5A60S2单片机的串口端，单片机接受到的这些命令后执行相应的指令，如：驱动小车运动、舵机运动开关等。
视频信号，通过摄像头采集之后通过路由器发送到电脑终端，并在其应用软件显示摄像头采集到的视频信号。
第三章 硬件电路设计
3.1 电路板设计
电路板如图3-1
图3-1 电路板 电路板介绍
L293电机驱动板可以驱动两个直流电机，本设计中，每一路 L29输出引出了两个并联的端口，以便控制四轮的小车，左右两边的电机并联运行的。本驱动板，也可以控制 D42 步进电机，四线制的步进电机.电路板接线图如图3-2所示：
图3-2 信号控制引脚 ： 看上图，控制每一路电机，有三个信号，分别是 ENA，IN1，IN2。为了调试方便，本电路板直接设计了调试的电平，横向第一排为 VCC，横向的第三排为 GND 信号，中间行的信号，所以可以直接采用跳线帽，在板上调试。控制电机的运行.电机电压输入 ：这里接电机驱动电压。
5V 电压输入 ：这里接芯片的工作电压，也是信号的参考电压，6 脚的开关对这个输入引脚作用。
电压选择 ：当在电机电压输入时，即采用独立电源为电机供电时，这里采用短路帽跳到 7.2V。如果采用电压与逻辑电压一致时，可以把.5V电源排针 ：本设计为了向其它模块供电，这里设计了并列的排针，如果两5V电压输入端输入5V电源，并把开关打开，那么这里就可以得到5V的电压。同时也可以在这里直接输入 5V 电压，那么电路板也会工作，那么开关就不起作用了。
L293 的驱动方式比较简单，详细可见 L293 的说明书，这样简略说明，L293有两个电压输入，一个给电机的电压，一个是给芯片工作与控制逻辑的参考电压。L293 相当于有四个驱动门，每个 IN1，对应该一个 OUT1，当 IN1 为高电平是，OUT1 输出高电平，电压为 VSS，也就是给这个芯片电机的供电电压（注意这里不是逻辑电压）。见逻辑图与 L293 的内部原理图。
逻辑图
L293 内部原理图
本设计每个两个驱动门做成一路控制电机的信号，这样可以使电机在四个象限运行，即正转，反转，停车，自由滑行。ENA 与 ENB 的使能的控制，如果采用PWM对电机进行调速，可以在ENA与ENB中分别接入PWM信号，IN1与IN2，和 IN3 与 IN4，分别可以控制电机的正反转与不转
如果利用本电路板去控制步进电机，就把步进的线接到 OUT1，OUT2，OUT3，OUT4。信号引脚看下图。
3.2电源
电源采用电压为3.7V容量为4800mAh/节 锂离子电池（两节）。如图所示：
3.3单片机芯片
单片机芯片采用STC12C5A60S2 晶振频率为22.1184M，同样晶振情况下，速度是普通8051单片机的8-12倍，有8路10位AD多了两个定时器（共有四个），带PWM功能有SPI接口。
3.4液晶显示屏
液晶显示屏选用1602液晶显示屏。能够同时显示16*02即32个字符。是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。通电正常后1602液晶显示屏会点亮并显示字符，同时蜂鸣器会发出滴滴声，表示初始化成功。注意,程序中定义了1602液晶模块初始化程序，必须连接1602液晶才能初始化成功！
3.5 TP-LINK WR703N无线路由器
路由器如图3-1：
图3-1 TP-LINK WR703N无线路由器
无线WIFI路由器采用TP 703迷你型路由器，可通过USB连接（接线定义:红-VCC 黑-GND 绿-RXD 白-TXD）RXD 与 TXD 连接至单片机的10.11脚.在路由器软件中可通过设置路由地址控制，刷好的路由器中可以更改IP地址.3.6 摄像头
本小车摄像头从网上购买的高清天敏摄像头
第四章 设计功能的优点与缺点
4.1合理性
能够在地面桌面等条件下前进后退转弯以及速度的调节。通过视频传输影响可以做到人工避障。
能够利用路由器进行WiFi连接。能够实现电脑操控。不仅包括智能车的运动控制，还包括对摄像头的拍摄角度的调整。
能够进行影像传输。摄像头拍摄实时影像，通过WiFi传输，电脑端手机端均可接收。
4.2创新点
目前国内wifi技术只是运用在手机、电脑等设备，而本设计将wifi无线通信技术运用在对机械的控制方面，将传统的有线控制转变为无线控制，避免了繁琐的布线及后期的维修等，从而更好地服务了社会。另外，就目前来说，基于红外信号的一些控制装置比比皆是，但是红外信号的弱点就是传输范围小，当有障碍物是其范围更小，而wifi信号的传输范围远远大于红外信号，所以基于wifi信号控制的电子产品具有很好的发展前景。相比于蓝牙技术控制装置，wifi技术控制装置有着更好的灵活性，能够实现多点通信。此外，它还具有更好的穿透性以及抗干扰性。
4.3缺点
尽管我们作了很大的努力，但是由于时间紧迫以及缺乏经验等原因本系统
仍然存在着一些问题。主要有以下缺点；①由于只有一个摄像头只能看到前方。想要看到后方视野需要转弯。同时也存在视角太小可能导致车身碰撞障碍物。②因本WiFi小车采用4WD底盘驱动，在操作左旋右旋或左右转向的时候，有阻滞现象，特建议在光滑的地面或桌面运行，可提高驱动电机电压至九伏特左右测试。
第五章 设计总结
现在越来越多的家用电器及电子产品开始支持wifi功能。wifi的普及以及相关软件的发展将会使家用电器完成功能上的飞跃。通过网络将各种家电连接，可实现功能上的重构和资源的再配置。随着网络的普及和推广，将家庭中的各种带有网络功能的家用电器通过无线技术连接成局域网络，并与外部Internet相连，构成智能化、多功能的现代家居智能系统将会成为新的流行趋势。
第六章 附录
6.1 Wifi小车操作步骤： 1：首先给小车上电，通电正常后1602液晶显示屏会点亮并显示字符，同时蜂鸣器会发出滴滴声，表示初始化成功。(1602液晶模块是必须加上并正常工作的没有它整板是不能正常初始化的!)2：PC端软件运行需要安装.NETFRAMEWORK插件方可正常运行软件。
3: 小车的通信是建立在WIFI路由基础之上，所以需要您的电脑具备无线网络，如是台式机需要另购无线网卡 4： 打开网络连接 找到无线网络 IP设置为自动获取，并同时把本地连接停用！5：路由器上面贴有IP地址 一般为'192.168.1.20' 6: 在电脑中运行命令 ping 192.168.1.20-t 如显示 time out 表示未连通路由 不可访问 如显示 time =9MS(参考参数)表示电脑与路由已接通，可正常访问
7：打开小车软件中的‘WifRobot.exe ’即可启动控制软件,“设置”选项参数一般不用调整，除了IP地址改动之外,根椐买家的路由决定!8：启动正常后点击 ‘F1’或键盘相应按键，会听到‘滴滴’声，到时表示小车已成功连接至WIFI路由器。
9：小车有速度选择，默认为‘0’所以每次启动需要点击一下相应的速度，小车方可运行,目前的小车可支持的功能有“速度控制，蜂鸣器，摄像头监控，截图” 其它功能可以在基础之上添加。
10:如小车运行速度慢 可给驱动板单独加电,如运行后视频卡住,可给路由器单独供电
6.2 本小组制作的wifi小车实物
.6.3 程序代码
