基于K60单片机的驾考辅助系统❋

黄虹霖，刘书刚，李宇倩，李　蕾

（华北电力大学，保定071003）

基于K60单片机的驾考辅助系统❋

黄虹霖，刘书刚，李宇倩，李蕾

（华北电力大学，保定071003）

驾驶技术学习过程中，学员不能站在宏观角度观察车的运动过程，因此难以建立对教练车的整体意识，学习阻力较大。针对以上问题，制作了一款可由手机蓝牙软件控制的驾考学习模型车，并结合科目二的考试内容设计了驾考辅助系统。该系统基于K60单片机，结合安卓软件开发工具和蓝牙传输技术，以电动小车代替学习用教练车，使用灰度传感器进行道路监测，以微缩喷绘地图模拟真实驾校场景。模型车可在蓝牙软件控制下，完成驾考学习中教练车的多种运动，便于学员全方位观察车体的运动，快速了解科目二考试的具体内容并掌握驾驶技术。

驾照考核；K60单片机；道路监测；蓝牙技术；遥控小车；安卓开发工具

1　引　言

当前国内驾校的教学模式存在很大局限性：由于教练车车体较大，不利于学员观察整车的移动方式，学习效率低下且增加油耗。在此，开发“驾考辅助系统”［1］，对提升教学效率，降低学习过程中的油耗意义重大。使用该辅助系统，可以提高教练教学效率，同时增强教学的趣味性。

2　驾考演示小车总体方案设计

模型车以K60单片机为核心，由车载蓝牙模块、驱动模块、灰度传感器模块、电源及稳压模块等组成。系统整体结构框图如图1所示。

图1　系统整体结构框图

3　硬件电路设计

3.1电源及稳压模块

电源采用容量为2200mah的2S充电锂电池（DC：7.4V），主电路采用78系列三端稳压IC实现降压稳压功能。具体地，选用LM7805芯片为单片机、灰度传感器模块提供5V稳压供电，选用LM7806芯片为舵机提供6V稳压供电。蓝牙模块推荐供电电压为3.3V，考虑到单片机自带3.3V稳压输出，可从单片机给蓝牙模块供电。78系列稳压模块电路图如图2所示。

图2　7805稳压驱动电路图

3.2单片机及灰度传感器模块

K60单片机运算速度快，性能稳定，且有较多的封装函数方便调用，因此选用该款单片机作为主控芯片。实际选用的芯片型号为：MK60DN512ZVLQ10。

道路监测采用RPR220灰度传感器［2］，在万用板上焊接完成4个灰度传感器模块，并分别安装在小车的4个边角位置。RPR220是一款封装性较高的灰度传感器，外部电路图如图3所示。

图3　RPR220外部电路图

3.3电机驱动模块及电机、舵机的选用

采用两片BTN7970驱动芯片，配合74LS244隔离芯片制作电机驱动模块［3］。BTN系列驱动芯片，耐压能力强，响应速度快，许用电流大，稳定性好，多用于制作较大功率低压电机的驱动模块。相比之下，L298N驱动芯片稳定性差，电流小，只能用于电机取用功率较低的场合。BTN7970驱动模块的电路图如图4所示。

图4　BTN7970驱动模块电路图

模型车不需要较高车速，因此电机的选用范围比较宽泛。试选用DC6V，空载260r／min的直流减速电机，在驱动模块控制下可实现低速正反转［4］，达到设计要求。使用舵机带动前轮摆向臂转动，以此调控前轮朝向［5］。为保证前轮转向快速有力，选用综合性能较好的S3010舵机作为方向调控舵机。

3.4车载蓝牙模块

HC－06蓝牙模块价格便宜，使用简单。该模块通过串口与单片机连接［6］，默认波特率为9600bps，短距离内通信稳定可靠。该模块通电未连接时红色指示灯闪烁，连接成功后红色指示灯保持常亮。

4　系统软件设计

4.1蓝牙控制软件设计

蓝牙控制软件采用Eclipse软件开发，使用JAVA语言编写。通过编写与单片机控制程序一致的指令协议，实现手机蓝牙与单片机的有效通信［7］。软件操作简单，运行Andriod2.0及以上操作系统的手机均可安装使用。软件使用流程如图5所示。

图5　蓝牙控制软件流程图

4.2单片机控制系统设计

单片机上电初始化后，将轮询读取串口接收到的数据，根据收到的数据执行相应指令，控制小车完成一系列动作［8］。单片机程序框图如图6所示。

5　实现

跟据系统设计方案，以vivo X7手机和K60单片机为试验平台，选择飞思卡尔智能车车体为机械平台，通过编程测试，达到设计要求。小车接收到指令后反应迅速，灰度传感器对道路的监测灵敏准确。蓝牙控制软件主界面如图7，驾考小车实物如图8，微缩驾校地图如图9。

图6　单片机程序框图

图7　软件主界面

图8　驾考小车

图9　微缩驾校地图

6　结束语

采用蓝牙技术对外部硬件进行控制，这种控制模式是很有推广价值的。智能手机取缔传统意义上的遥控器，是智能手机发展的一个趋势。使用驾考小车辅助教学，能确实有效地提升学员的学习效率，同时为驾校节省培训成本。这种使用较先进技术改善当前生产模式的方法，是顺应技术潮流的，必将成为生产力发展的重要推动力。

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Auxiliary System of Driving Test Based on K60 Single－chip

Huang Honglin，Liu Shugang，Li Yuqian，Li Lei
（North China Electric Power University，Baoding 071003，China）

In the process of learning driving skills，because they can＇t stand in the macroscopic angle to observe the movement of the car，the students are difficult to establish overall awareness of the driver－training car and hard to study well.To solve above problems，a driving learning model car，controlled by the mobile phone bluetooth software，is made and the auxiliary system of the driving test，combining with the subjects of the driving school，is designed based on K60 single－chip microcomputer，Android development tools and bluetooth transmission technology，by using the electric car instead of the driver－training car and gray sensor for road monitoring，and simulating the real driving conditions with the miniature painting map.Under the control of the bluetooth software，the model car can finish many kinds of the driver－training in order to has convenient for students watching the movement of the cars comprehensively，and make them quickly understand the test contents and master the driving skills.

Driver＇s license examination；K60 single－chip；Road monitoring；Bluetooth technology；Remote control car；Android development tools

10.3969／j.issn.1002－2279.2016.01.019

TP36

B

1002－2279（2016）01－0076－03

❋华北电力大学大学创新实践项目（20142080）

黄虹霖（1994－），男，河南省方城市人，本科生，主研方向：机电一体化。

2015－04－28