【正文】 GPIO_SetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN_C)。 //定時器2 失能 UltrasonicWave_CalculateTime_B()。 //低電平 while(!GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT,ECHO_PIN_B))。 // printf(\r\ndistance:%d%d cm\r\n,UltrasonicWave_Distance/256,UltrasonicWave_Distance%256)。 // 等待低電平 TIM_Cmd(TIM4, DISABLE)。 //延時 20US GPIO_ResetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN_A)。 } void UltrasonicWave_CalculateTime_C(void) { UltrasonicWave_Distance_C = TIM_GetCounter(TIM4)*5*34/2020。 //設(shè)為輸入 GPIO_Init(ECHO_PORT,amp。 GPIO_Init(TRIG_PORT, amp。 24 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)。 Time) for ( i = 0。 unsigned short int UltrasonicWave_Distance_C,UltrasonicWave_Distance_D。 19 4 經(jīng)費預(yù)算 及人員安排 經(jīng)費 預(yù)算 組別 原件名稱 單價（元） 數(shù)量 總價 硬件 減速電機(jī) 2 180 超聲波傳感器 6 溫濕度傳感器 2 煙霧傳感器 2 WIFI 模塊 209 1 209 車輪 10 2 20 萬向輪 5 1 5 亞克力板 8 4 32 STM32F103VET6 25 1 25 鈕扣電池 3 1 3 紐扣電池插座 1 1 1 串口母頭 1 1 1 MAX232 1 1 1 PCB開板 160 1 160 鋰電池 135 1 135 銅柱 20 2 TLP5214 5 2 10 LCD12864 35 1 35 LM1117 2 2 4 LM2576 2 2 4 L298N 9 1 9 軟件 《瘋狂安卓講義》 1 《 STM32開發(fā)指南》 1 人員 安排 組員 負(fù)責(zé)任務(wù) 王棟 安卓軟件部分 何謙 單片機(jī)軟件部分 李東 小車結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計 張露 文檔處理 20 進(jìn)度 安排 時間 計劃 任務(wù) 7 月初到 7 月中旬 完成對小車整體設(shè)計方案的確立 7 月中旬到 7 月底 分模塊設(shè)計完成理論的論證 8 月中旬到 8 月底 購買器 件，制作 pcb 電路板和小車結(jié)構(gòu)，完善并優(yōu)化軟件 8 月底到 9 月初 完成小車的制作 21 5 總結(jié) 我們認(rèn)為此項目的獨特創(chuàng)新之處在于小車的控制是通過手機(jī)來實現(xiàn)，而不是遙控手柄或電腦，從而使得使用更加方便，實現(xiàn)用 wifi 技術(shù)對教育機(jī)器人的實時控制。采用 3mm 厚的亞克力板不僅價格便宜而且利于切割，方便日后的加工改造。 擴(kuò)材料選擇 ① 小車底盤：亞克力板由甲基烯酸甲酯單體（ MMA）聚合而成，即 聚甲基丙烯酸甲酯 （ PMMA）板材有機(jī)玻璃，是一種經(jīng)過特殊工藝加工的 有機(jī)玻璃 。此種芯片瞬間驅(qū)動電流可達(dá) 6A，正常工作電流可達(dá) 3A，具有很強(qiáng)的驅(qū)動能力，而且此種芯片內(nèi)部還具有 過流保護(hù)的測量電路，可實現(xiàn)電路的過流保護(hù)功能。 溫濕度傳感器和煙霧傳感器 空氣溫濕度傳感器用來測量空氣中的溫度和適度，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、環(huán)境控制等行業(yè)以 及溫室大棚、氣候室、倉儲等場所。采用 2200mah 30C 型號的鋰充電電池直接對電機(jī)進(jìn)行供電， LM2576 系列是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 3A 電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)含固定頻率振蕩器 (52kHz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓 ()，并具有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路 ,故選用 LM2576將電壓轉(zhuǎn)換成 5V供， LM1117是一個低壓差電壓 調(diào)節(jié)器系列， LM1117 提供電流限制和熱保護(hù)，選用 LM1117組成穩(wěn)壓電路，將電壓轉(zhuǎn)換成 ，向單片機(jī)供電。 15 圖 8 如圖 x、 y、 z 3個方向， 以屏幕的左下方為原點，箭頭指向的方向為正。所以客戶端應(yīng)該包含兩條線程，一條負(fù)責(zé)生成主 界面 并響應(yīng)用戶動作，并將用戶輸入的數(shù)據(jù)寫入 Socket對應(yīng)的輸出流中，另一條負(fù)責(zé)讀取 Socket 對應(yīng)輸入流中的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)顯示在程序界面上。 Wifi 模塊采 用的是 wifi 轉(zhuǎn) 232串口的 WF3002，所以我們不用關(guān)心 wifi 是 14 如何轉(zhuǎn)串口的，我們只需要設(shè)置模塊的 IP 地址和端口號，把它當(dāng)做主機(jī)，這樣就可以通過 Socket 來通信了。我們可以通過 InputStream getInputStream()。 客戶端通常使用 Socket 的構(gòu)造器來連接到指定的服務(wù)器， Socket 有兩種構(gòu)造器： Socket（ IAddress/String remoteAddress， int port） ：沒有指定本地地址，本地端口，默認(rèn)使用本地主機(jī)的默認(rèn) IP地址。 （ 2） 測試界面 功能選擇界面： 圖 6 普通模式界面： 圖 7 重力感應(yīng)界面： 12 超聲波蔽障界面： 設(shè)置界面： 13 （ 3） 通信模塊設(shè)計： Android 支持 JDK 自身的 TCP 和 UDP 編程 API，由于 TCP/IP 通信協(xié)議是一種可靠的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它在通信的兩端各建立一個 Socket，從而在通信的兩端之間形成網(wǎng)絡(luò)虛擬鏈路。安卓可以通過 AVD 在電腦端實現(xiàn)虛擬手機(jī)進(jìn)行模擬測試。 硬件結(jié)構(gòu)框圖 圖 2 硬件 總框圖 8 WIFI 通信流程圖 圖 3 程 序 開始連 接 W i F i 是 否成 功A n d r o i d 手 機(jī)發(fā) 送數(shù) 據(jù) 包是S T M 3 2 解 析數(shù) 據(jù) 并 響應(yīng) 操 作W i F i 模 塊 接 收數(shù) 據(jù)S T M 3 2 解 析 數(shù)據(jù) 并 響 應(yīng) 操 作程 序 退 出 時 關(guān) 閉 連 接手 機(jī) 是 否斷 開 連 接否重 新 連 接是否 9 單片機(jī)軟件工作 流程圖 wifi 是否連接成功是否等待數(shù)據(jù)接收或發(fā)送S T M 32 F 1 0 3 V E T 6 主控芯片指令P W M 調(diào)速直流減速電機(jī)P W M 調(diào)速P I D 算法霍爾傳感器超聲波避障是否大于安全距離是否執(zhí)行避障程序煙霧傳感器檢測濃度濃度是否超標(biāo)否是溫 、 濕度傳感器連接 wifi提醒用戶是否再次連接退出程序是否報警數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)匹配不正確 圖 4 10 安卓軟件部分 安卓平臺介紹 Android 系統(tǒng)是在 Google 公司基于 Linux 系統(tǒng)開發(fā)的一款手機(jī)操作系統(tǒng)，它由 5 個部分構(gòu)成 : 運行時 內(nèi)核 搭建安卓開發(fā)環(huán)境 安卓開發(fā)軟件一般有 NetBeans 和 Eclipse。是使用方法成熟的驅(qū)動芯片。原理是在探測器的離室內(nèi)放一α放射源 Am241，其不斷地持續(xù)放射出α粒子射線，以高速運動撞擊空氣中的氮、氧等分子，在α粒子的轟擊下引起電離，產(chǎn)生大量的帶正負(fù)電荷的離子。按照數(shù)據(jù)手冊給出的時序圖，測出的數(shù)據(jù)格式為 8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 溫度整數(shù)數(shù) 據(jù) +8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 校驗和。 溫濕度模塊 溫濕度傳感器采用數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11。超聲波傳感器 通過超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波 后計時，聲波遇到障礙物后返回聲波，通過發(fā)送和接收的時間誤差來計算距離。該方案不需要自己寫底層通信協(xié)議，只需將通信雙方連接在同一網(wǎng)絡(luò)中，其中一方充當(dāng)服務(wù)器，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以教育機(jī)器人平臺為本體，通過藍(lán)牙與安卓手機(jī)平臺建立連接。主控芯片的選擇主要是考慮到本項目需要的傳感器非常多，需要一塊芯片完成所有的控制和數(shù)據(jù)采集，這時STM32F103VET6 就非常實用。STM32F103VET6 處理器價格 非常便宜 ，相當(dāng)具有競爭力，完全可以取代傳統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用；而其主頻卻高達(dá) 72MHz， 非常適合多任務(wù)工作。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至 10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 ATmega16 是 8 位 AVR 微控制器具有 16KB系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 的 8位 AVR 微控制器。 軟件平臺是機(jī)器人的靈魂，機(jī)器人要完成一個任務(wù)，除了硬件平臺、結(jié)構(gòu)平臺提供的有形支撐外，還要給它輸入一種思維，那就是軟件平臺所要完成的功能。 項目任務(wù)要求 本課題要求利用安卓手機(jī)系統(tǒng)開發(fā)一個控制軟件，該軟件將實現(xiàn)用 wifi 技術(shù)對小 車進(jìn)行控制（包括前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，速度控制）和顯示小車傳回的數(shù)據(jù)信息（速度，溫度，濕度， CO 濃度），同時利用 STM32 開發(fā)板和其他硬件外設(shè)設(shè)計一輛可 wifi 控制的小車 （ 1）實現(xiàn)手機(jī)和小車的 wife 連接 （ 2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和對小車的實時控制 2 （ 3）軟件操作界面簡潔美觀，可操作性強(qiáng) （ 4 ） 小 車 外 形 結(jié) 構(gòu) 合 理 3 2 總體設(shè)計方案的選擇及論證 基于 ARM CortexM3 的 STM32F103VET6 的 XKI教育機(jī)器人平臺總體框圖如圖 1所示 硬件平臺