基于ZigBee无线控制小车设计与实现

计算机科学与技术学院《ZigBee无线网络原理》课程设计报告设计题目：基于ZigBee无线小车的设计设计人员：学号：学号：学号：学号：学号：指导教师：2015年4月目录摘要..................................................................................................................................IABSTRACT........................................................................................................................II1设计目标..................................................................................................................................12设计内容..................................................................................................................................13设计方案..................................................................................................................................34实验所需器材..........................................................................................................................35实验各个模块的相关电路设计..............................................................................................35.1L298N直流电机驱动的相关参数............................................................................35.2L298N的驱动原理图...................................................................................................45.4直流电机原理图...........................................................................................................56实验软件设计..........................................................................................................................56.1基于VB语言上位机控制程序：...............................................................................56.2ZigBee核心板下位机核心部分...................................................................................87作品实物图展示....................................................................................................................108实验小组成员分工................................................................................................................129实验总结................................................................................................................................1210.小组成员评分......................................................................................................................13IZigBee无线小车摘要随着物联网的兴起，ZigBee技术以其独有的优势正在为我们提供更多优质便捷的技术成果。本课题研究的是基于ZigBee技术，设计和实现了一种无线遥控小车新的解决方案。设计以电脑控制端、ZigBee技术、电机驱动模块等硬件模块组成的遥控小车。实现小车的前进、后退、前左转弯、前右转弯、后左转弯、后右转弯等实时控制功能。为遥控玩具小车的设计提供了一种新思路，同时可以为将来智能家居的遥控设计提供一定的参考意义。【关键词】ZigBee核心板智能小车无线控制IIABSTRACTWiththeriseoftheInternetofThings,theZigBeewithitsuniqueadvantageprovideusmorequalityandconvenienttechnologicalachievements.TheresearchisbasedontheZigBeecontrolledsmartcardesign,bymeansofZigBeedesignandimplementationofawirelessremotecontrolcarnewsolutions.ControlplatformdesignedforPC,ZigBeemodule,motordrivemoduleandotherhardwaremoduleremotecontrolcar.Realizethecarforward,backward,turnleftinfront,frontrightturnafterturnleft,turnrightaftertheotherreal-timecontrolfunctions.Fortheremotecontroltoycardesignpresentsanewwayofthinking,andcanforthefuturesmarthomeremotecontroldesignedtoprovidesomereferencevalue.[keywords]ZigBeeIntelligentcarWirelesscontrol《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计11设计目标本次设计要求实现一个PC端可以控制小车的前进、后退、左转和右转。PC端控制软件可以用VB语言，对VB串口控件要熟悉的掌握。同时要求学生对CC2530芯片编程和zigbee协议栈有相当程度的理解以及熟练的应用，熟悉ZigBee串口以及中断的使用，会基本的C语言熟练掌握IARFOR8051软件的使用与程序下载以及手机软件开发环境。2设计内容(1)利用ZigBee核心板，配备车载传感器装置，建立无线控制系统。(2)自行设计电机驱动电路并配备ZigBee模块，车载ZigBee用做终端设备，采用广播方式接入到ZigBee协调器网络，实现操作电脑控制小车前进后退与转向运动。做到反应迅速，操作准确，实现无线遥控小车的要求。(3)启动ZigBee核心板主控软件，对小车进行控制操作。并向车载单片发生送一个连接指令，，单片机收到指令后进行相关处理，并驱动电机完成相应的指令内容《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计2图2.1系统组成框图串口任务初始化检测串口收到数据开始协调器串口收到其他控制命令小车收到控制命令小车维持原有姿态发往上层否是《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计33设计方案(1)CC2530芯片做接收信息设备和控制设备。(2)ZigBee终端设备和协调器组网成功通信。(3)自制电机的驱动电路(根据实验材料的具体情况)。(4)上位机发指令控制下位机小车运动。4实验所需器材此处用CC2530芯片用作接收信息和控制芯片，实现无线遥控，单跳控制距离可以达到100米以上，L298N驱动模块(驱动电机)（1）小车底座，轮子，直流电机（2）ZigBee核心板和JLINK下载模块及其相关的驱动（3）杜邦线若干，电池若干（最好是可以充电的）5实验各个模块的相关电路设计5.1L298N直流电机驱动的相关参数（1）驱动芯片：L298N双H桥直流电机驱动芯片（2）非门芯片：IA、IB的高低电平分别控制A、B两个电机正反转（3）驱动部分端子供电范围VMS：＋5V～＋46V（4）驱动部分峰值电流Io：2A（5）逻辑部分端子供电范围VCC：＋5V（6）逻辑部分端子供电范围VIN：＋6.5V～＋12V（稳压之后给芯片VCC供电）（7）逻辑部分工作电流范围：0～20mA《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计4（8）控制信号输入电压范围：低电平：－0.3V≤Vin≤1.5V高电平：2.3V≤Vin≤Vss（9）使能信号输入电压范围：低电平：－0.3≤Vin≤1.5V（控制信号无效）高电平：2.3V≤Vin≤Vss（控制信号有效）（10）最大功耗：25W（温度T＝75℃时）（11）正常工作温度：－25℃～＋130℃（12）驱动板尺寸：58mm×54mm（13）驱动板重量：35g5.2L298N的驱动原理图图5.1L298N原理图说明：OUT1，OUT2，OUT3，OUT4之间分别连接两个步进电机，IN1，IN2，IN3，IN4引脚控制电机的运转，L298N的逻辑功能如图所示表5.1《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计5图5.2L298N逻辑图图5.2直流电机实物连接图5.4直流电机原理图图5.3驱动原理图6实验软件设计6.1基于VB语言上位机控制程序：PrivateSubCommand1_Click()MSComm1.Output=GLabel5.Caption=前进（GO）《ZigBee无线网络原理》课程设计报告：基于ZigBee无线小车的设计6EndSubPrivateSubCommand2_Click()MSComm1.Output=SLabel5.Caption=停止（Stop）EndSubPrivateSubCommand3_Click()MSComm1.Output=BLabel5.Caption=后退（Back）EndSubPrivateSubCommand4_Click()MSComm1.Output=LLabel5.Caption=左转（Left）EndSubPrivateSubCommand5_Click()MSComm1.Output=RLabel5.Caption=右转（Right）EndSubPrivateSubCommand6_Click()MSComm1.PortOpen=FalseForm1.ShowUnloadMeEndSubPrivateSubForm_Load()Rem串口检测'检测系统存在