精品文檔-下載后可編輯一項基于單片機的智能車實時監(jiān)測系統(tǒng)設計-設計應用引言

本文介紹這樣一種系統(tǒng)設計，目的在于將智能車行駛過程中的各種實時狀態(tài)信息，通過無線串行的通信方式發(fā)送到上位機處理這些信息，于此同時，繪制出各部分狀態(tài)值的關于時間的曲線。通過這些曲線，方便我們看出智能車在賽道上的各個位置的狀態(tài)，方便控制各種參數(shù)。尤為重要的是對于電機控制PID參數(shù)的選取，通過速度—時間曲線可以很容易發(fā)現(xiàn)各套PID參數(shù)之間的差異。如果采用CCD傳感器，該系統(tǒng)便成為了調試者的眼睛，可以見智能車之所見，而且還能對這些數(shù)據(jù)作進一步處理，以得到更多的信息，便于智能車的行駛。

1硬件和軟件設計

本文給出的設計方案主要分成三個部分：無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

系統(tǒng)基本構建如圖1所示。

圖1智能實時監(jiān)測系統(tǒng)結構框圖與流程圖

2無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

下位機向上位機傳輸?shù)氖且悦?0ms傳輸一組，包含了光電編碼器值、電池電壓、舵機轉角值、傳感器當前狀態(tài)的數(shù)據(jù)。如果是在理想狀態(tài)下，上位機接收到的應是上述各值循環(huán)出現(xiàn)的周期性數(shù)據(jù)，此時上位機只需將這些數(shù)據(jù)按照順序裝入各自的數(shù)組并畫圖即可。然而，在實際的無線傳輸過程中可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。因此適當?shù)臄?shù)據(jù)校驗就顯得十分有必要了，否則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)裝入錯誤，造成畫圖混亂。我們在實際過程中是在每組數(shù)據(jù)中加入0x00,0xff的幀頭，當數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤時，舍棄該幀數(shù)據(jù)。

3車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，加入了單片機的應用，全權負責采集賽車行駛過程中的速度、傳感器狀態(tài)、電池電壓、舵機轉角等信息。為了使監(jiān)測系統(tǒng)不占用單片機的內部資源并且支持熱插拔，我們將監(jiān)測系統(tǒng)（除供電之外）與智能車控制系統(tǒng)相分離。在這里，選擇艾特梅爾公司的ATMEGA16單片機作為該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的處理器。二值型光電傳感器信號的采集直接使用該單片機的I/O口進行采集，連續(xù)型光電傳感器、電池電壓及CCD攝像頭信號則采用該單片機的A/D口進行采集，速度信息則通過光電編碼器和該單片機的計數(shù)器來采集。采集到的數(shù)據(jù)每20ms向上位機發(fā)送。

4上位機的數(shù)據(jù)接收及處理

上位機主要由以下四個模塊構成：

4.1數(shù)據(jù)接收模塊

功能：上位機通過串口采集下位機發(fā)送的原始數(shù)據(jù)。

實現(xiàn)：VC++中實現(xiàn)串口通信一般有二種方式，分別是MSComm控件和WindowsAPI函數(shù)。MSComm簡潔易用，適用于比較簡單的系統(tǒng)，WindowsAPI函數(shù)應用較廣但比較復雜繁瑣，由于此模塊的串口通信功能相對簡單，本系統(tǒng)采用前者。在實際過程中使用的是事件驅動的方式，這種方法響應及時，可靠性高，并且比查詢法占用更少的資源。

4.2存儲模塊

功能：直接存儲采集到的原始數(shù)據(jù)，為以后更多的分析處理作準備。

如何實現(xiàn)：在每個OnComm事件被觸發(fā)后，將串口接收到的數(shù)據(jù)直接存入temp臨時文件，并且可以在用戶的要求下將temp臨時文件里的值存儲到指定文件。

4.3數(shù)據(jù)分析和處理模塊

功能：將采集到的原始數(shù)據(jù)進行用戶選定的分析和處理，主要包括丟棄錯誤數(shù)據(jù)，以及去除幀頭并進行數(shù)據(jù)裝入任務，同時也可以對已保存的數(shù)據(jù)進行分析和處理。

如何實現(xiàn)：將temp臨時文件或用戶指定文件的數(shù)據(jù)讀出并裝入。

以下為主要程序代碼：

voidCChuankokjDlg::find_data（car_datac_data[],BYTEc_source[],intc_length）

{

inti=0;

while（i{if（（c_source[i]==0x00）（c_source[i+1]==0xff）（c_source[i+6]==0x00）（c_source[i+7]==0xff））//判斷幀頭并進行數(shù)據(jù)裝入

{

c_data[length].speed_data=c_source[i+2];

c_data[length].battary_data=c_source[i+3];

c_data[length].direction_data=c_source[i+4];

c_data[length].sensor_data=c_source[i+5];

i=i+1;

}

else

i++;

}

}

4.4圖顯模塊

功能：以圖形界面來顯示處理后的數(shù)據(jù)，以便更直觀更實時地觀察智能車的運行情況。

如何實現(xiàn)：將上一模塊中裝入的各數(shù)組數(shù)據(jù)在用戶的選擇的模式下進行畫圖，可以只看一幅圖，也可以將四幅圖放在一起進行對比觀看。實際的運行界面及效果如圖2。

圖2圖形顯示介面運行模塊

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