物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)方案-文庫吧資料
2025-05-21 02:57本頁面
【正文】 根據(jù)Arduino的原理圖我們不難看出，ATmega的RX和TX引腳一方面直接接到了數(shù)字I/O端口的0號(hào)和1號(hào)管腳， 另一方面又通過電平轉(zhuǎn)換電路接到了串口的母頭上。由于這兩者的電平有很大的不同，因此在實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和微控制器的通信時(shí)，必須進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。在串行通信中，兩個(gè)設(shè)備之間一個(gè)接一個(gè)地來回發(fā)送數(shù)字脈沖，它們之間必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)的協(xié)議以保證通信的正確性。不難看出，脈沖寬度的取值變化1，（5/255 = ）。該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，其中第一個(gè)參數(shù)是要產(chǎn)生模擬信號(hào)的引腳（10或者11）；第二個(gè)參數(shù)是用于產(chǎn)生模擬信號(hào)的脈沖寬度，取值范圍是0到255。簡而言之，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法，它通過對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等但寬度不相等的脈沖，而這些脈沖能夠被用來代替正弦波或其它所需要的波形。由于Arduino的微控制器只能產(chǎn)生高電壓（5V）或者低電壓（0V），而不能產(chǎn)生變化的電壓，因此必須采用脈寬度調(diào)制技術(shù)（PWM，Pulse Width Modulation）來模仿模擬電壓。 Arduino單片機(jī)引腳定義就像模擬輸入一樣，在現(xiàn)實(shí)的物理世界中我們經(jīng)常需要輸出除了0和1之外的其他數(shù)值。Arduino所采用的ATmega8微處理器一其有6個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC，Analog to Digital Converter），每一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度都是10bit，也就是說能夠讀取1024（2^10 = 1024）個(gè)狀態(tài)。由于傳感器表達(dá)的是模擬信號(hào)，它不會(huì)像數(shù)字信號(hào)那樣只有簡單的高電平和低電平，而有可能是在這兩者之間的任何一個(gè)數(shù)值。像溫度這樣的數(shù)據(jù)必須先被轉(zhuǎn)換成微處理器能夠處理的形式（比如電壓），才能被Arduino處理，這一任務(wù)通常由各類傳感器（sensor）來完成的。例如溫度這一我們已經(jīng)司空見慣的概念，它只能在一個(gè)范圍之內(nèi)連續(xù)變化，而不可能發(fā)生像從0到1這樣的瞬時(shí)跳變，類似這樣的物理量被人們稱為是模擬（analog）的。解決的辦法是通過上/下拉電阻，按照電路的不同通常又可以分為正邏輯（Positive Logic）和負(fù)邏輯（Inverted Logic）兩種。在數(shù)字電路中開關(guān)（switch）是一種基本的輸入形式，它的作用是保持電路的連接或者斷開?？珊唵蔚嘏c傳感器，各式各樣的電子元件連接(EX：紅外線,超音波,熱敏電阻,光敏電阻,伺服馬達(dá),…等) 支持多種互動(dòng)程序，如：Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等 應(yīng)用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠標(biāo)，鍵盤，CCD等輸入的裝置的互動(dòng)內(nèi)容，可以更簡單地達(dá)成單人或多人游戲互動(dòng)。有了bootloader之后，可以通過串口或者USB to Rs232線更新固件?？梢圆捎肬SB接口供電，不需外接電源。 Arduino單片機(jī)特色:開放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)，程序開發(fā)接口免費(fèi)下載，也可依需求自己修改。Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)作成為一個(gè)可以跟軟件溝通的接口，例如說：flash、processing、Max/MSP、VVVV 或其他互動(dòng)軟件…。 讓您可以快速使用Arduino語言與Flash或Processing…等軟件，作出互動(dòng)作品。 而且我認(rèn)為：所謂單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)，最核心的就是能自己消化一個(gè) MCU，根據(jù)控制需求自己分配 MCU 的資源，編寫相應(yīng)的程序，使之能按自己的想法工作。 “小車”的必要的信息 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)：步進(jìn)電機(jī)技術(shù)要求：步進(jìn)電機(jī)示例圖：智能小車底盤參考電路圖：藍(lán)牙模塊：3智能小車的大腦這是學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用的平臺(tái)，而單片機(jī)的種類眾多，除了流行的 8位機(jī)：5AVR、PIC系列，還有日漸被接受的 16位機(jī) MSP430系列，以及最近升勢很猛的 ARMArduino單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，功耗低、體積小、技術(shù)成熟，成本也比ARM低。 方案一：可以采用ARM為系統(tǒng)的控制器，優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，片上外設(shè)集成度搞密度高，提高了穩(wěn)定性，系統(tǒng)的處理速度也很高，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)；最后由控制單元處理數(shù)據(jù)后通過編程有序合理的將各模塊信號(hào)整合在一起并完成相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了智能控制，相當(dāng)于簡易機(jī)器人。實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)倒退、轉(zhuǎn)向行駛，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。我們要結(jié)合我國國情，在某一方面或某些方面，對(duì)智能車進(jìn)行深入細(xì)致的研究，為它今后的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相信經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域的共同努力，我國ITS及智能車輛的技術(shù)水平一定會(huì)得到很大提高。并且各交通、汽車企業(yè)越來越加大了對(duì)ITS及智能車輛技術(shù)研發(fā)的投入，整個(gè)社會(huì)的關(guān)注程度在不斷提高。目前，國內(nèi)的許多高校和科研院所都在進(jìn)行ITS關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研究。其體系結(jié)構(gòu)以水平式結(jié)構(gòu)為主，采用傳統(tǒng)的“感知建模規(guī)劃執(zhí)行”算法，其直線跟蹤速度達(dá)到20km/h，避障速度達(dá)到510km/h。（2）南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國防科技大學(xué)、該車裝有彩色攝像機(jī)、激光雷達(dá)、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器。雖然我國在智能車輛技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達(dá)國家，并且存在一定得技術(shù)差距，但是我們也取得了一系列的成果，主要有：（1）中國第一汽車集團(tuán)公司和國防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院與2003年研制成功我國第一輛自主駕駛轎車。 國內(nèi)智能車輛研究現(xiàn)狀相比于國外，我國開展智能車輛技術(shù)方面的研究起步較晚，開始于20世紀(jì)80年代。日本大阪大學(xué)的研究 大阪大學(xué)的Shirai實(shí)驗(yàn)室所研制的智能小車，采用了航位推測系統(tǒng)（Dead Reckoning System），分別利用旋轉(zhuǎn)編碼器和電位計(jì)來獲取智能小車的轉(zhuǎn)向角，從而完成了智能小車的定位。荷蘭的Com
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