基于51單片機(jī)WiFi智能小車(chē)制作.doc

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基于51單片機(jī)WiFi智能小車(chē)制作 一、基本原理 51單片機(jī)WiFi智能小車(chē)是利用PC或手機(jī)作為控制端，通過(guò)手機(jī)連接wifi模塊（路由器）以獲得wifi信號(hào)，同時(shí)車(chē)載也連接wifi模塊以獲得和手機(jī)相同的IP地址，實(shí)現(xiàn)手機(jī)和小車(chē)的連接，然后利用PC或手機(jī)上的控制軟件以wifi網(wǎng)絡(luò)信號(hào)為載體發(fā)送相關(guān)信號(hào)，wifi模塊接收PC或手機(jī)端發(fā)送來(lái)的相關(guān)信號(hào)并分析轉(zhuǎn)換成TTL電平信號(hào)，然后發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到的電平信號(hào)處理、分析、計(jì)算，轉(zhuǎn)化成控制指令并發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)、后退、左拐、右拐等功能。 二、購(gòu)買(mǎi)所需材料 了解51單片機(jī)WiFi智能小車(chē)基本原理后，需要購(gòu)買(mǎi)所需材料進(jìn)行制作。下面列出所需制作材料： 序號(hào) 材料 備注 圖例 1 51單片機(jī)最小系統(tǒng) 一般采用11.0592M晶振 2 51單片機(jī) 3 703n路由器 DB120或WiFi模塊 4 L298n電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 有動(dòng)手能力的可以自己做 5 減速電機(jī)及輪子一套 6 小車(chē)底盤(pán) 7 攝像頭 根據(jù)固件支持?jǐn)z像頭購(gòu)買(mǎi) 8 電源 根據(jù)自己需要購(gòu)買(mǎi)種類(lèi) 9 杜邦線及小配件 制作所需工具： 序號(hào) 工具名稱(chēng) 備注 圖例 1 電烙鐵一套 包括松香焊錫 2 螺絲刀 平口、十字等 3 微型電鉆 可以自制 4 手工刀 5 剪刀 6 萬(wàn)用表 7 熱熔膠槍或快干膠 8 USB下載器 三、開(kāi)始制作 1、制作流程 開(kāi)始制作前，我們首先需要看購(gòu)買(mǎi)路由器的型號(hào)，筆者采用的是703n路由器，所以需要引出ttl線。 總體步驟為：路由器引TTL線→路由器刷OpenWrt固件→制作51單片機(jī)最小系統(tǒng)→下載下位機(jī)程序到51單片機(jī)→安裝上位機(jī)程序至PC或手機(jī)→測(cè)試上、下位機(jī)通信→組裝→調(diào)試完成。 2、路由器引ttl線 首先打開(kāi)703n路由器，按照下圖標(biāo)示位置焊接ttl線。 注意：1、焊接的時(shí)候要小心焊接，焊好后微拉下查看松緊 2、焊接最好采用軟線焊接，防止意外整塊拉掉焊點(diǎn) 3、焊好后一定用膠固定，最好采用熱熔膠 下圖為引好ttl線樣子 3 刷OpenWrt固件 何為OpenWrt固件，OpenWrt可以被描述為一個(gè)嵌入式的 Linux 發(fā)行版，（主流路由器固件有 dd-wrt,tomato,openwrt三類(lèi)）而不是試圖建立一個(gè)單一的，靜態(tài)的系統(tǒng)。OpenWrt的包管理提供了一個(gè)完全可寫(xiě)的文件系統(tǒng)，從應(yīng)用程序供應(yīng)商提供的選擇和配置，并允許您自定義的設(shè)備，以適應(yīng)任何應(yīng)用程序。 對(duì)于開(kāi)發(fā)人員，OpenWrt 是使用框架來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序，而無(wú)需建立一個(gè)完整的固件來(lái)支持；對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這意味著其擁有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用該設(shè)備。 百度百科： http://baike.baidu.com/link?url=18s7ZQFh6grF8LDGfd4LtrUdBXv5GWlDKLrNh8CeK1W0ixQpA9f2FGZuf9ZOtKTlDZOhM1m7YsqlHXe_RNzzp_ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第一步：把電腦IP改為192.168.1.xxx 第二步：把路由網(wǎng)絡(luò)接口和電腦網(wǎng)卡直接用網(wǎng)線相連 第三步：打開(kāi)路由的控制界面，地址默認(rèn)一般是192.168.1.1（FAST和TP的一樣），用戶(hù)名密碼均為admin，自己修改過(guò)的用自己修改后的地址 第四步：進(jìn)入路由的控制界面，點(diǎn)“系統(tǒng)工具”>>“軟件升級(jí)”>>“瀏覽”，選擇下載的固件文件 第五步：點(diǎn)擊升級(jí)，耐心等待。升級(jí)成功后只能用無(wú)線和路由器連接。 到此，路由器刷固件完成。 4 51單片機(jī)最小系統(tǒng)制作 該步驟就不多說(shuō)了，一般在網(wǎng)上買(mǎi)單片機(jī)最小系統(tǒng)，買(mǎi)回來(lái)直接安裝單片機(jī)上去就可以了。不過(guò)有興趣的朋友可以買(mǎi)些散件自己焊接。 5 下載下位機(jī)到單片機(jī) 把編寫(xiě)好的下位機(jī)程序下載到單片機(jī)，下圖為usb-ttl與單片機(jī)鏈接示意圖。 6安裝上位機(jī)程序至PC或手機(jī) 下載上位機(jī)程序到電腦端或者手機(jī)上，進(jìn)行安裝。 7 測(cè)試上、下位機(jī)通信 測(cè)試上、下位機(jī)通信首先需要把路由器、單片機(jī)最小系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、減速電機(jī)連接起來(lái)，上電測(cè)試。 具體接法見(jiàn)下圖： 注意：該圖從網(wǎng)上下載，最終接法按照各位買(mǎi)的模塊說(shuō)明書(shū)進(jìn)行接線，不過(guò)接線方法都是大同小異?？刂茊卧B接需要根據(jù)下位機(jī)程序連接in1~4. 路由器與單片機(jī)連接按照下圖標(biāo)示的接口，GND連GND、TX連RX、RX連TX。 連接好各自的線路后（有攝像頭的可以插上攝像頭），最后給單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、路由器上電，等待路由器啟動(dòng)完成。在電腦無(wú)線網(wǎng)絡(luò)里尋找WifRobot的昵稱(chēng)連接上。 打開(kāi)上位機(jī)軟件，按如下設(shè)置： 確定后重啟上位機(jī)程序，查看攝像頭圖像是否正常，分別按下wasd看是否能驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 7 組裝WiFi小車(chē) 到這一步基本沒(méi)什么問(wèn)題了，接下來(lái)就按照自己的嗜好組裝自己心愛(ài)的小車(chē)了。 8 調(diào)試 車(chē)子安裝好了以后就可以試車(chē)了，前后左右功能是否正常？攝像頭功能是否正常？前進(jìn)與后退有沒(méi)有偏向？  上位機(jī)程序 private void ReadFromArm() { byte[] buffertocheck = new byte[1]; int bytesize = 0; do { byte[] bufferofread = new byte[1024]; try { bytesize = stream.Read(bufferofread, 0, bufferofread.Length); } catch (Exception ex) { connection = Indicator.Unconnected; MessageBox.Show("連接中斷,程序?qū)⑼顺觥?); Application.Exit(); read.Abort(); } //MessageBox.Show(BitConverter.ToString(bufferofread)); byte[] buffertochecktemp = buffertocheck; buffertocheck = new byte[buffertochecktemp.Length + bytesize]; Array.Copy(buffertochecktemp, 0, buffertocheck, 0, buffertochecktemp.Length); Array.Copy(bufferofread, 0, buffertocheck, buffertochecktemp.Length, bytesize); int index_1, index_2; while (Check7E(buffertocheck, out index_1, out index_2)) { byte[] buffertodecode = new byte[index_2 + 1 - index_1]; Array.Copy(buffertocheck, index_1, buffertodecode, 0, index_2 + 1 - index_1); byte[] bufferofdecode = PPP.Decode(buffertodecode); //MessageBox.Show(BitConverter.ToString(bufferofdecode)); if (bufferofdecode[0] == bufferofdecode.Length && CheckSum(bufferofdecode))//保證從ARM來(lái)的幀是正確的 { byte[] Zuohao = new byte[2]; int subindex = 1, index = bufferofdecode[1]*256+bufferofdecode[2]-1; string status=null; switch (bufferofdecode[3])//分別處理從ARM來(lái)的幀 { case POWER_ON://從ARM來(lái)的上電狀態(tài) status = "上電"; subindex = 1; break; case POWER_OFF://從ARM來(lái)的斷電狀態(tài) status = "斷電"; subindex = 1; break; case ABNORMAL://從ARM來(lái)的異常狀態(tài) status = "異常"; subindex = 1; break; case WARNING://從ARM來(lái)的警告信號(hào) status = "有"; subindex = 2; break; case NEED_HELP://從ARM來(lái)的求救信號(hào) status = "有"; subindex = 3; break; } if (0 <= index && index <= 49) { listView1.Items[index].SubItems[subindex].Text = status; if (status == "異常" || status == "有") listView1.Items[index].SubItems[subindex].ForeColor = Color.Red; else listView1.Items[index].SubItems[subindex].ForeColor = Color.Black; } } int newlength = buffertocheck.Length - 1 - index_2; if (newlength == 0) { buffertocheck = new byte[1]; } else { buffertochecktemp = buffertocheck; buffertocheck = new byte[newlength]; Array.Copy(buffertochecktemp, index_2 + 1, buffertocheck, 0, newlength); } } } while (connection == Indicator.Connected); } ///

/// 向ARM發(fā)送 ///

/// 座號(hào) 2字節(jié) /// 命令字 1字節(jié) public void WriteToArm(byte[] Zuohao, byte mingling) { if (connection == Indicator.Connected)//在與ARM保持連接的情況下可寫(xiě) { byte[] frame = new byte[5]; frame[0] = 0x05; Array.Copy(Zuohao, 0, frame, 1, 2); frame[3] = mingling; byte temp = 0; foreach (byte item in frame) temp += item; frame[4] = (byte)(0 - temp); byte[] frametosend = PPP.Encode(frame); Console.WriteLine(BitConverter.ToString(frametosend)); try { stream.Write(frametosend, 0, frametosend.Length); } catch (Exception ex) { } } } ///

/// 向ARM發(fā)送 ///

/// 座號(hào) 2字節(jié) /// 命令字加ASC碼 n字節(jié) public void WriteToArm(byte[] Zuohao, byte[] minglingandASC) { if (connection == Indicator.Connected)//在與ARM保持連接的情況下可寫(xiě) { byte[] frame = new byte[4+minglingandASC.Length]; frame[0] = (byte)frame.Length; Array.Copy(Zuohao, 0, frame, 1, 2); Array.Copy(minglingandASC,0,frame,3,minglingandASC.Length); byte temp = 0; foreach (byte item in frame) temp += item; frame[frame.Length-1] = (byte)(0 - temp); byte[] frametosend = PPP.Encode(frame); Console.WriteLine(BitConverter.ToString(frametosend)); try { stream.Write(frametosend, 0, frametosend.Length); } catch (Exception ex) { } } } 另外數(shù)據(jù)收發(fā)還需要協(xié)議，和嵌入式網(wǎng)關(guān)通信的指令和協(xié)議定制如下： 因此數(shù)據(jù)量較少，協(xié)議也就比較簡(jiǎn)單，此協(xié)議在發(fā)送接收時(shí)用PPP封裝。顯示部分使用C#編寫(xiě)的運(yùn)行于Windows .Net Framework 上的窗體應(yīng)用程序，根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)狀態(tài)的顯示使用ListView控件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況，或?qū)嶒?yàn)臺(tái)出現(xiàn)警告、求助信號(hào)時(shí)，ListView的相應(yīng)字段文字會(huì)通過(guò)改變顏色來(lái)提醒監(jiān)視人員，監(jiān)視人員還可以通過(guò)一個(gè)文字發(fā)送窗體來(lái)向LED屏發(fā)送要顯示的文字?？傊缑媲逦庇^，簡(jiǎn)便易用。