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基于蓝牙遥控的多功能智能车的设计
关键词：单片机; 蓝牙遥控器; PWM速度控制; 光电传感器
摘 要：无线遥控机器人汽车可以在危险环境作业和搜救人员中发挥特殊作用，我的论文选择了一款带蓝牙遥控功能的多功能智能汽车。本文介绍了系统硬件电路原理图和PCB图的设计。控制系统电路主要由STC12C5A60S2 MCU为主芯片，电机驱动用L293D芯片，遥控用蓝牙无线通信模块，物体检测用红外光电传感器模块，超声波发射器和接收器模块用于距离测量。智能车是由自控电路，控制程序代码和四轮车机械结构组合而成。实验测试表明，智能车完全实现了蓝牙无线遥控，自动避障，自动跟踪路线，自动感知对象和自动检测距离等功能。
- 介绍
随着汽车工业的快速发展，对汽车的研究越来越普及。遥控汽车起源于美国，因为政府支持发展无线遥控汽车及对推动日本，美国，德国等工业强国在遥控汽车技术方面的相关支持已经展示出很大的优点。中国无线遥控车的研究工作始于20世纪后期，在国家863,973等技术发展计划的支持下，国内已广泛开展无线遥控车的研究。 全国电子竞赛和省内电子竞赛几乎每次都有智能车，国立大学也非常重视科研课题，但与国际先进者存在一定的差距，在这样的背景下，研究设计非常重要。无线遥控方式包括蓝牙，红外线，射频等，它具有蓝牙技术的一定优势，正在广泛应用于智能家电，各种家电共享遥控器，并且可以连接到公共互联网和公共互联网 ，分享有用的信息。而蓝牙技术实现无线遥控的短板是传输距离短，芯片价格低廉，随着科学技术的发展，正在逐步解决，蓝牙无线遥控器具有广阔的应用前景[1]。
本设计基于蓝牙无线遥控器，安装光电红外传感器，超声波传感器，光敏电阻，温度传感器，电动车速度，位置，运行状态，实时监控，并将测量数据传输至单片机。
- 系统硬件设计
2.1智能汽车控制系统的总体设计
这款车是STC系列STC12C5A60S2控制器。首先，电脑或手机发送蓝牙无线信号启动并重置汽车，然后通过超声波传感器或红外传感器进行障碍物检测，通过单片机控制汽车，显示屏，避开障碍物和速度。智能车使用四轮驱动，以提高车辆运动的平稳性; 在智能车的行驶过程中，双极型H型PWM脉宽调制技术能够快速稳定地实现速度; 通过超声波传感器和红外光电传感器实现自动避障，自动跟踪等功能; 通过传动型光电传感器测量轮的旋转圈数（这是脉冲数）来实现速度检测功能; 最后通过蓝牙无线传输功能将智能车辆的行车信息实时传输到上位机，以实现实时监控功能。 当然，它也可以用来通过蓝牙无线遥控器来控制汽车的状态。
2.2智能汽车控制系统的硬件电路设计
2.2.1 MCU的选择
该设计使用STC12C5A60S2微控制器。 STC12C5A60S2微控制器是控制集成电路芯片应用所需的基本内容[2]。按功能划分，由微处理器，数据存储器，程序存储器，并行I / O口，串口，定时器/计数器，PWM发生器，内置看门狗，内置8 通道高速10位A / D转换，独特的波特率发生器，中断系统和特殊功能寄存器组成。它们中的每一个都连接到单个总线上，其基本结构仍然是CPU加外设芯片的传统结构模式。
2.2.2电机驱动电路的设计
本设计采用L293D芯片，L293是一款高电压，小电流马达驱动芯片ST。该芯片封装在一个16引脚上，由一个由双极管组成的H桥电路组成，其输出电流为100mA，最大电流为2A，最大工作电压为36V，可驱动感性负载，并可控制电机的电机，易于被单片机控制。在可调占空比的开关状态下与单片机控制晶体管一起工作，精确调节电机转速。由于管子饱和，效率非常高。 H桥电路可以用来控制速度的速度和方向，稳定性高。
2.2.3显示电路的设计
本设计采用LCD1602字符型液晶显示屏作为显示设备，液晶显示屏广泛应用于便携式电脑，数码相机，PDA移动通讯工具等诸多领域。 DB0 DB7 - LCD端口和单片机的P0端口，RS连接到P2.7端口，RW P2.6端口，以便该端口可以连接到P2.5端口E. P0端口作为数据写入结束。
2.2.4蓝牙模块的设计
蓝牙模块主要实现上位机与下位机之间的数据传输。此设计是通过蓝牙在上位机和下位机之间进行无线通信。使用WE-40C蓝牙模块，我们设置一个为主机，另一个为从机。通过发送AT命令来控制智能汽车的前进，后退和转向，WE-40C易于使用，可以支持一对多通讯，也可以通过AT命令切换模块的主从模式。蓝牙模块打开时，红色指示灯闪烁，另一个蓝牙模块快速闪烁，蓝色指示灯亮起。
2.2.5速度测量模块的设计
速度测量模块的功能是完成当前汽车速度信息采集，并输出标准脉冲信号，用于单片机处理，计算汽车的实时速度。速度检测可以通过加速度传感器，光电编码盘，速度电机等来实现。采用光电红外传感器，轮辐面板上有均匀的刻槽，轮子固定在红外发射和接收设备的两侧，相对位置[4]。
- 软件设计
3.1主程序的设计
图2为蓝牙遥控车程序流程图，从图中可以看出，该车可以实现蓝牙遥控，并且在汽车行驶过程中自动检测和控制人员。 它还可以自动测试速度，将速度值发送到主机显示器。
在主程序中最重要的部分是程序的串口通信程序，单片机的串口通信是实现主机与下位机的数据传输，单片机是通过RXD与TXD进行外部通信的，SUBF是串行 端口缓冲寄存器，单片机和通信数据存储在SUBF寄存器中。
3.2超声波避障方案的设计
超声波避障方案如图3所示。
- 结论
本设计在实验调试的基础上设计了蓝牙遥控多功能智能车，实现了智能车蓝牙无线遥控，自动避障，自动跟踪等功能。 在采用模块化设计思想[6]的软件设计中，智能车操作设计简单，稳定可靠，具有广泛的应用价值和潜力。
参考文献
1]何立民。 基于Arduino / Android的蓝牙通信系统设计[M]。北京：航空航天大学出版社，2002。
[2]李光娣。 单片集成电路[M]。 北京：航空航天大学出版社，2001。
[3]傅强，任凤华。 基于手机的遥控车设计[J]。现代计算机（专业版），2011，（31）：77-79
[4]林长琴，程海良。 基于Android系统和蓝牙通信的移动遥控车的设计[J]。 山西电子技术，2012，（03）：56-58
[5]郑浩，钟志锋，郭浩。 基于Arduino / Android的蓝牙通信系统设计[J]。 物联网技术，2012，（5）：50-51
[6]孙玉燕。 PC机与单片机之间的数据通信与控制[J]。 广州白云工业技术学校学报，2002，（04）：46-49
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