【文章內(nèi)容簡介】 有串口通信接口TTL，WR703N有兩種方式實現(xiàn)TTL串口通信，一種是連接USB轉(zhuǎn)TTL，另一種是直接在電路板上焊接TTL串口，我們采用第二種方式連接獲得TTL信號如圖310。圖39 TPLINK WR703N電路板WR703N的TTL串口圖的右上角靠近內(nèi)存的位置（圖310），當(dāng)焊接好ttl線以后要連接USB轉(zhuǎn)TTL線查看連接是否通暢，TPOUT連接USB—TTL線的RX端，TPIN連接USB—TTL線的TX端。圖310 WR703N路由器TTL串口為了增加WR703N路由器的WIFI信號的傳輸功率我們需要為路由圖添加SMA天線（如圖311），網(wǎng)上有傳說，去掉C30電容后，會增大發(fā)射功率。實際效果并不明顯。圖311 SMA外接天線位置 1．原WR703N固件刷OpenWRT 訪問WR703N在OpenWrt的Wiki頁，然后在Flashing一節(jié)中找到下載鏈接：。進(jìn)入路由器管理界面，出廠配置為，用戶名和密碼均為admin。進(jìn)入路由器管理界面以后，在左側(cè)選擇系統(tǒng)工具——軟件升級，軟后選擇下載好的固件升級固件，等待一段時間大約2min后路由器自動重啟路由器固件刷新成功。第一步:使用WinSCP將升級固件上傳到路由的/tmp目錄下：,主機名也就是IP填你的路由IP,端口默認(rèn)22不改,用戶名/密碼默認(rèn)是root/admin。,然后點登陸,接著會進(jìn)行登陸過程,然后彈出一個窗口,直接點確定就可以了,顯示路由所有的文件列表,再雙擊/tmp打開,然后將703N原廠固件拖入該目錄,等待幾秒完成就行了第二步:,輸入路由IP,端口23不改,連接類型選擇SSH(OpenWRT改過密碼之后就不能用Telnet登陸了?),再點打開彈出黑框提示登陸,用戶名打root,回車之后輸密碼再回車(注意,此處密碼是不顯示的,需保證輸入正確),成功之后會顯示一個由字符組成的OpenWrt圖案以及部分參數(shù) /proc/mtd查看路由支持的升級命令。root@OpenWrt:~ cat /proc/mtddev: size erasesize namemtd0: 00020000 00010000 ubootmtd1: 0010e630 00010000 kernelmtd2: 006c19d0 00010000 rootfsmtd3: 004a0000 00010000 rootfs_datamtd4: 00010000 00010000 artmtd5: 007d0000 00010000 firmware。mtd –r write mtd5 電機驅(qū)動電路電動小車的驅(qū)動不但要求電機驅(qū)動系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性，而且電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性受電源功率的影響，這就要求驅(qū)動具有盡可能寬的高效率區(qū)。我們所使用的電機一般為直流電機，主要用到永磁直流電機、伺服電機及步進(jìn)電機三種。直流電機的控制很簡單，性能出眾，直流電源也容易實現(xiàn)。我們使用的這種直流電機的驅(qū)動及控制需要電機驅(qū)動芯片進(jìn)行驅(qū)動。常用的電機驅(qū)動芯片有L297/298，MC33886，ML4428等 電機驅(qū)動模塊使用我們使用的L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進(jìn)電動機、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動電機，該芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進(jìn)電機或四相步進(jìn)電機，也可以驅(qū)動兩臺直流電機。項目使用的是4個直流電機，項目中使用了兩塊L298N電機驅(qū)動來驅(qū)動這四個直流電機的轉(zhuǎn)動。 其實物及引腳圖如下圖37所示，其中6和11引腳是它的使能端，一個使能端控制一個電機，只有當(dāng)它們都是高電平的時候兩個電機才有可能工作，12是298的信號輸入端和單片機的IO口相連，114腳是輸出端，輸入5和7腳控制輸出2和3腳，輸入的12腳控制輸出的114腳。圖312 L298驅(qū)動芯片實物及引腳驅(qū)動部分我們使用的是L298N驅(qū)動芯片構(gòu)成的一個驅(qū)動電路模塊如圖313所示。圖313 電機驅(qū)動模塊電路原理圖如下圖314所示。圖314 L298驅(qū)動模塊電路原理圖使用直流/步進(jìn)兩用驅(qū)動器可以驅(qū)動兩臺直流電機。分別為M1和M2。引腳ENA，ENB可用于輸入PWM脈寬調(diào)制信號對電機進(jìn)行調(diào)速控制。（如果無須調(diào)速可將兩引腳接5V，使電機工作在最高速狀態(tài)，既將短接帽短接）實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)就更容易了，輸入信號端IN1接低電平輸入端IN2接高電平，電機M1正轉(zhuǎn)。（如果信號端IN1接高電平， IN2接低電平，電機M1反轉(zhuǎn)。）控制另一臺電機是同樣的方式，輸入信號端IN3接低電平，輸入端IN4接高電平，電機M2正轉(zhuǎn)。（反之則反轉(zhuǎn)），PWM信號端A控制M1調(diào)速，PWM信號端B控制M2調(diào)速參考如表32。表32 電機驅(qū)動狀態(tài)表電機旋轉(zhuǎn)方向控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4輸入PWM信號調(diào)速端A調(diào)速端BM1正轉(zhuǎn)高低//高/反轉(zhuǎn)低高//高/停止低低//高/M2正轉(zhuǎn)//高低/高反轉(zhuǎn)//低高/高停止//低低/高 攝像頭介紹本項目中攝像頭實現(xiàn)實時監(jiān)測小車周邊情況，使之成為一個無線可控移動的視頻監(jiān)控器，也用于判斷小車當(dāng)前路況。 攝像頭簡介攝像頭(CAMERA)又稱為電腦相機、電腦眼等，它作為一種視頻輸入設(shè)備，在過去被廣泛的運用于視頻會議、遠(yuǎn)程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面。近年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術(shù)的成熟并大量用于攝像頭的制造上，這使得它的價格降到普通人可以承受的區(qū)間。普通的人也可以彼此通過攝像頭在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有影像、有聲音的交談和溝通，另外，人們還可以將其用于當(dāng)前各種流行的數(shù)碼影像、影音處理。 攝像頭的分類攝像頭分為數(shù)字?jǐn)z像頭和模擬攝像頭兩大類。模擬攝像頭可以將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，進(jìn)而將其儲存在計算機里。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計算機上運用。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者USB接口傳到計算機里。現(xiàn)在電腦市場上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主，而數(shù)字?jǐn)z像頭中又以使用新型數(shù)據(jù)傳輸接口的USB數(shù)字?jǐn)z像頭為主，目前市場上可見的大部分都是這種產(chǎn)品。除此之外還有一種與視頻采集卡配合使用的產(chǎn)品，但目前還不是主流。由于個人電腦的迅速普及，模擬攝像頭的整體成本較高等原因，USB接口的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于串口、并口的速度，因此現(xiàn)在市場熱點主要是USB接口的數(shù)字?jǐn)z像頭。以下主要是指USB接口的數(shù)字?jǐn)z像頭。攝像頭的工作原理大致為：景物通過鏡頭(LENS)生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片(DSP)中加工處理，再通過USB接口傳輸?shù)诫娔X中處理，通過顯示器就可以看到圖像了。我們這里是將攝像頭連接在路由器的USB接口上，通過路由器上的攝像頭驅(qū)動軟件使攝像頭工作，并由路由器通過WIFI將視頻信號發(fā)送出去。電腦等終端接收設(shè)備，接收到視頻信號后通過控制軟件的界面顯示圖像。 從攝像頭的工作原理就可以列出攝像頭的主要結(jié)構(gòu)和組件：主控芯片感光芯片鏡頭LED燈。攝像頭內(nèi)部需要兩種工作電壓：，因此好的攝像頭內(nèi)部電源也是保證攝像頭穩(wěn)定工作的一個因素。在本次wifi小車的制作中我們使用的是中星微ZC301的攝像頭，如圖315所示圖315 中星微ZC301攝像頭 測速傳感器本設(shè)計通過兩塊測速傳感器來測量兩個輪胎之間的速度差，然后通過PWM信號來控制小車是直線行駛，轉(zhuǎn)彎等，同時監(jiān)控當(dāng)前小車的行駛速度等數(shù)據(jù)。我們的測試傳感器使用的是最新的電機馬達(dá)測速傳感器模塊——對射光電傳感器（槽型光耦）。該傳感器廣泛的用于電機轉(zhuǎn)速檢測，脈沖計數(shù)，位置限位等方面，—5V之間，槽寬10mm，有電源接入狀態(tài)指示燈與輸出狀態(tài)指示燈，當(dāng)輸出高電平時燈亮，輸出低電平時燈滅，如果有遮擋時輸出高電平，無遮擋時輸出低電平。采用74HC04D六組反相器，有門電路數(shù)6個，它是一種高速CMOS器件，兼容低功耗肖特基TTL電路。測速傳感器及電路圖如316所示圖316 測速傳感器及電路圖 測速傳感器使用本次設(shè)計中我們使用到兩塊測試傳感器，傳感器GND連接Arduino Uno控制板的GND，OUT電平輸出端分別連接Arduino Uno控制板3外部中斷端口。傳感器通過感應(yīng)20孔編碼器產(chǎn)生高低電平來記錄小車的行駛速度如圖317所示。圖317 20孔編碼器及使用 超聲波傳感器 本次設(shè)計中使用HCSR04超聲波傳感器主要用于測量前方物體距離小車的距離以及通過測量距離避免小車因向前行駛速度過快撞擊前方障礙物毀壞車體。HCSR04超聲波測距模塊可提供2cm400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟砣鐖D318：1．采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；2．模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；3．有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲；4．兩次測距時間間隔最少在60ms以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響；波從發(fā)射到返回的時間。測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2。HCSR04電氣參數(shù)如表33所示表33 HCSR04電氣參數(shù)電氣參數(shù)HCSR04超聲波模塊工作電壓DC5V工作電流15mA工作頻率40HZ最遠(yuǎn)射程400cm最近射程2cm測量角度15度輸入出發(fā)信號10uS 的 TTL 脈沖輸出回應(yīng)信號輸出 TTL 電平信號，與射程成比例圖318 超聲波時序圖 HCSR04傳感器的使用有時序圖可知，只需要提供 一個 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號，我們需要把Trig連接Arduino控制板的12端口，該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個 40kHz 周期電平并檢測回波。需把Echo連接到Arduino Uno控制器的13端口檢測回報信號，一但檢測到有回波信號則輸出回響信號 回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時間間隔可以計算得到距離。公式：uS/58=厘米或者 uS/148=英寸；或是：距離 =高電平時間*聲速（340M/S）/2；建議測量周期為 60ms 以上，以防止發(fā)射信號 對回響信號的影響。要注意的是此模塊不宜帶電連接，若要帶電連接，則先讓模塊的 GND 端先連接，否則會影響 模塊的正常工作。測距時，被測物體的面積不少于 平方米且平面盡量要求平整，否則影響測量的結(jié)果。在本設(shè)計中我們使用的舵機型號為SG90，舵機的輸入線共有三條，紅色中間是電源線，一邊棕色的是地線，這輛根線給舵機提供最基本的能源保證，主要是電機的轉(zhuǎn)動消耗。電源有兩種規(guī)格，，分別對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)，即輸出力矩不同，具體看應(yīng)用條件；另外一根線是控制信號線，F(xiàn)utaba的一般為白色，JR的一般為桔黃色。另外要注意一點，SANWA的某些型號的舵機引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認(rèn)。但記住紅色為電源，黑色或棕色為地線，一般不會有錯。舵機如圖311所示。圖319 SG90舵機舵機的控制信號為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號，相對應(yīng)舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應(yīng)的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應(yīng)的位置上。舵機內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期20ms，有一個比較器，將外加的PWM信號與基準(zhǔn)信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當(dāng)中。比方說機器人的關(guān)節(jié)、飛機的舵面等。圖 320 舵機工作原理在本次wifi小車中我們利用兩個舵機做成一個云臺（如圖321），將攝像頭固定在云臺上，通過Arduino Uno單片機控制舵機旋轉(zhuǎn)一定的角度，把我們想要角度的圖像通過攝像頭傳送到電腦等終端設(shè)備。圖321 攝像頭云臺 電源模塊在本次設(shè)計中為了節(jié)約設(shè)計成本以及給小車提供足夠的電力，我們將使用已有的12v移動電源來為小車提供充足的電力，通過移動電源12v輸出連接一個多了輸出電源模塊來隔絕電路，路由器的電源通過移動電源5v、。 硬件系統(tǒng)整體設(shè)計通過各硬件模塊構(gòu)成整個wifi小車硬件系統(tǒng)如圖所示第4章 系統(tǒng)軟件安裝及設(shè)計軟件提供了發(fā)揮硬件功能的方法和手段擴大其應(yīng)用范圍，并能改善人一機界機，方便用戶使用。沒有配備軟件的計算機稱為“裸機”，是沒有多少實用價值的。硬件與軟件的形象比喻為：硬件是計算機的“軀體”，軟件是計算機的“靈魂”。對于一款好的智能設(shè)備來說，軟件就是它的靈魂，如果沒有了軟件智能設(shè)備也不在是智能設(shè)備。因此為設(shè)備設(shè)計一款好的軟件也是相當(dāng)重要的。硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成，軟件在硬件平