文档介绍：优秀
嵌入式探月小车作品设计报告
广东科贸职业学院信息工程系
开发小组成员:
指导老师:
2011年5月
目录
1. 原创性声明 1
2. 摘要 2
3. 嵌入式探月小车系统方案 3
概述 3
系统方案 3
嵌入式探月小车 4
功能与指标 4
4. 探月小车硬件设计 5
硬件框图 5
MINI2440开发板简介 5
主要I/O口说明 6
直流电机驱动模块 7
电机驱动模块实物图 7
L298N驱动原理图 8
H桥控制方案 8
超声波测距模块(避障) 9
无线通讯模块 10
摄像头模块 11
5 嵌入式探月车软件设计 11
软件整体设计 12
驱动程序设计 12
添加MINI2440 GPIO LED灯支持 12
电机控制子程序 13
无线通讯子程序 16
摄像头控制程序 17
Openwrt嵌入式系统的移植 17
嵌入式小车的PC客户端设计 22
6 系统测试方案 25
直流电机驱动模块(l298n)测试 25
无线通信模块测试 26
7 创新性描述 27
8 附录 1
原创性声明
参赛作品原创性声明
本人郑重声明:所呈交的参赛作品报告,是本人和队友独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果,不侵犯任何第三方的知识产权或其他权利。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
参赛队员签名:
日期: 年月日
摘要
探月小车实现了全方位自主移动及避障,行走中的图像采集、无线数据传输。采用ARM处理器S3C2440作为主板控制器。选择一种独特的嵌入式LINUX发行版— OpenWrt作为操作系统。小车系统采用两层架构,上层以S3C2440为核心,负责图像采集,并将图像通过wifi方式发送给PC机;下层以51单片机为核心,负责运动控制,传感器数据处理。
两层架构在控制、用户扩展方面有明显优势。下层单片机接口上可接多个扩展模块。选择OpenWrt作为操作系统,也是作品的一个大胆创新之处。
关键词:ARM 嵌入式 linux S3C2440 OpenWrt 智能 wifi 摄像
嵌入式探月小车系统方案
概述
近年来随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展,对移动机器人的研究越来越多。嵌入式探月小车实际上是一种移动机器人,它可实现多种不同功能,如探测险情、巡视、图像采集、定位、无线通信等。它还可以作为各种智能控制方法(包括动态避障、路径规划、群体协作策略) 的良好载体,开展研究。
系统方案
“履带式探月小车”采用两层架构。上层以ARM处理器S3C2440为核心,选用MINI2440开发板作为上层的主板,负责图像采集,并将图像通过wifi方式发送给远端的PC机。wifi无线通信是利用PC机与无线路由器搭配环境平台共同实现的。
下层是以51单片机为核心的单片机控制板,由作者手工焊接单片机芯片及外围电路而成。下层负责小车运动控制,传感器数据处理。51单片机通过IO口输出PWM信号控制直流电机的转速,实现小车的前进、停止、左转和右转。单片机接口电路上挂接了1个超声波测距模块、1个人体红外感应模块、1个步进电机模块。超声波测距模块用来实现小车避障。在探月小车的前端安装了一个步进电机,而超声波测距模块安置在步进电机的转轴上,步进电机不停地来回转动,随之转动,这样用1个超声波测距模块就可实现多方位测距,大大减少了超声波测距模块的数量。
小车主要由硬件系统和软件系统构成。硬件系统主要包括:ARM处理器、单片机、外围接口电路、外设、小车车体以及电源等,其中ARM处理器是上层的核心,51单片机是下层的核心;软件包括:嵌入式LINUX操作系统、外设驱动程序、LINUX应用程序以及单片机应用程序等。我们并没有选用平常的嵌入式LINUX版本,而是另辟蹊径,选用一种独特的嵌入式LINUX发行版之— OpenWrt 作为操作系统。OpenWrt提供了一个完全可写的文件系统及软件包管理,它通过简单易用的方式,极大地降低了嵌入式linux开发的门槛,它允许开发者使用软件包的概念来定制嵌入式设备,简化了嵌入软件开发的工序。我们由于选择了OpenWrt,在开发过程中,我们发现,定制linux的内核变成了一件相当容易的事情。
探月小车的工作流程为:车载传感器模块实时采集周围环境信息,将此数据信息传输到小车控制系统中,单片机通过数据分析获取有效数据,从而获知小车与障碍物的相对位置,