基于Arduino单片机控制的WiFi智能小车

呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院本科生毕业论文(设计)题目：基于Arduino控制的WIFI智能小车学生姓名：苑伟学号：2011121138专业班级：2011级计算机科学与技术一班指导教师：陶锐完成时间：2015年5月22日目录摘要.............................................................IAbstract........................................................II第1章绪论......................................................11.1论文选题背景...............................................11.2论文选题的意义.............................................11.3论文论述...................................................2第2章系统方案选择与总体设计....................................32.1设计任务...................................................32.2设计中考虑到的问题.........................................32.3系统方案的选择与比较.......................................32.4总体设计方案...............................................42.4.1整体系统...............................................42.4.2整体工作原理...........................................5第3章硬件介绍及设计............................................63.1ArduinoUnoR3单片机系统.................................63.1.1概要...................................................63.1.2主控芯片ATmege328P-PU..................................73.1.3ArduinoUno最小系统[3].................................93.1.4ArduinoUnoR3单片机系统的使用......................133.2路由器WR703N.............................................143.2.1路由器硬件介绍........................................143.2.2路由器改装............................................153.2.3路由器刷OpenWRT.......................................173.3电机驱动电路..............................................183.3.1电机驱动模块使用......................................183.3.2驱动原理及电路图......................................193.4摄像头介绍................................................213.4.1摄像头简介............................................213.4.2摄像头的分类..........................................213.4.3摄像头的工作原理......................................213.4.4摄像头的主要结构和组件................................213.5测速传感器................................................223.5.1测速传感器说明........................................223.5.2测速传感器使用........................................233.6超声波传感器..............................................233.6.1传感器说明及原理......................................233.6.2HC-SR04传感器的使用..................................243.7舵机模块..................................................253.7.1舵机的控制............................................253.7.2舵机的作用............................................263.9硬件系统整体设计..........................................27第4章系统软件安装及设计.......................................284.1系统程序简介..............................................284.2单片机程序流程图..........................................284.2.1主程序流程图..........................................284.2.2外部串口中断函数流程图................................294.2.3定时器中断子函数流程图................................294.2.4控制小车程序流程图....................................304.2.5避障子程序流程图......................................324.2.6舵机子程序流程图......................................334.3路由器软件安装及程序流程图................................344.3.1软件的安装及配置......................................344.3.2程序设计及流程图......................................35第5章系统调试及问题解决.......................................375.1系统仿真..................................................375.1.1常用软件介绍..........................................375.1.2仿真测试..............................................385.2硬件设计问题及调试........................................385.2.1测速模块的调试及问题解决.............................385.2.2摄像头调试及问题解决..................................395.3软件设计问题及调试........................................405.3.1单片机软件调试及问题..................................405.3.2路由器软件调试及问题..................................42第6章总结.....................................................44参考文献：......................................................45致谢............................................................46附录1元器件明细表..............................................47附录2单片机部分程序源码.......................................48附录3路由器部分程序源码........................................54I摘要本次设计wifi智能小车主要采用Arduino作为底层硬件控制核心，接收来自路由器的指令执行相关操作；采用PWM脉冲调节小车速度、舵机控制以及灯光亮度；采用定时器实现小车数据的发送、小车的避障及计算小车的行驶速度；运用简单的PID算法实现轮胎直接的差速控制；采用路由器发射无线wifi，使用Lua脚本实现了接收单片机数据及发送操作指令，设计了web页面控制小车的B/S模式结构。关键字：Arduino；PWM脉冲；PID算法；web控制IIAbstractThedesignofwi-fismartcarsmainlyadoptstheArduinoasthecontrolcoretoreceiveinstructionsfromtherouterperformrelatedoperations;UsingPWMpulsetoadjustthevehiclespeed,steeringgearcontrolandlightingbrightness;usingtimertorealisethetransmissionofcardata，thebreakdownofthecarandcalculatethecarspeeds;UsingthesimplePIDalgorithmtyredirectdifferentialcontrol;Usingwirelesswifirouterlaunch,usingtheLuascriptimplementsreceivingMCUdataandsendoperationinstructions,andatlast,itdesignsawebpagetocontrolthecarB/Smodestructure.Keyword:Arduino;PWMPulse;PIDarithmetic;Webmanage第1页(共55页)第1章绪论1.1论文选题背景21世纪是一个遍布智能化设备的时代，我们身边充满了各式各样的智能化设备，智能电视，智能冰箱，智能洗衣机等，然而这些设备都离不开嵌入式系统与单片机系统。并且现如今又出现了物联网这一个概念使得无线控制、无线传输变的更加火热，因此物联网将会是我们说有设备之间连接通信不可缺少的一部分。也许有人会问什么是物联网。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。[9]英文名称：“Internetofthings（IoT）”。物联网是物与物相连的互联网。它的两种含义:一、物联网其实仍然是互联网，只是互联网的一种延伸和扩