基于安卓手机遥控的智能车设计
2019-01-08郜东贤袁丽丽袁胜富卢颖王欣宇
郜东贤 袁丽丽 袁胜富 卢颖 王欣宇
摘要：本文采用STC89C52为主控芯片，分别通过WIFI和蓝牙将手机PC端与单片机的通讯，进行远程操控，实现前进、后退、坦克式转弯、普通左转右转等功能。WIFI控制主要指通过配置esp8266 AT指令模块，连接手机端APP，即可在一定范围内进行精准操作。蓝牙控制是通过蓝牙地址配对、密码校验、预置指令和手机APP的设置，远程遥控智能车。
关键词：STC89C52单片机;手机APP;ESP8266 WIFI;HC-05蓝牙
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0167-02
0 引言
智能小车是一个复杂而又庞大的系统，其控制核心是内部的控制芯片。用多种传感器来采集外部环境信息并将接收到的信息传给主控制器，然后由控制器来控制其各个模块执行相应的动作。智能小车的制造成本相对来说比较低廉，在我们的日常生活中有着十分广泛的运用。
蓝牙和WIFI在智能设备的控制领域普及型较高，应用广泛。在一定距离范围内，蓝牙可实现点对点的遥控，其成本低廉，产量大;WIFI可实现远距离控制，速度快，且WIFI可实现多人连线控制，手机只需下载APP，即可实现对小车的遥控，在智能遥控小车的玩具市场有着广阔的前景，对智能车的开发有着及其重要的研究意义。
1 电路设计
系统结构设计见图1，STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash。其中电源模块采用AMS1117-3.3V，两节3.7V锂电池，为单片机和WIFI模块提供5V和3.3V，另外外扩4节3.7V的锂电池，产生12V的直流电源。
为保证信息的匹配，可通过HC-05 AT指令修改BLUTOOTH设备的波特率，保持与STC89C52RC一致。
ESP8266 WIFI模块是嵌入式WIFI模块、体积小、功耗低，采用IEEE802.11協议，通过INTERNET网络传输数据，实现用户串口、以太网、WIFI之间的灵活转换，如图2所示。
STC89C52RC控制电机驱动模块L298N，通过修改输入端的逻辑电平，实现电机正转与反转，从而控制小车的转向。
2 软件设计
本文采用KEIL C语言软件开发系统，实现模拟串口初始化、串口中断通信、模拟串口通信、模拟串口中断溢出、智能车驱动等。具体流程图如图3所示。
定时计数器采用T0、T1，8位自动填充的方式2，波特率4800BPS，TH0=28-211
串口中断通信：
void Send_Uart（u8 value）
{ ES=0; //关闭串口中断
TI=0; //清发送完毕中断请求标志位
SBUF=value; //发送
while（TI==0）; //等待发送完毕
TI=0; //清发送完毕中断请求标志位
ES=1; //允许串口中断
}
模拟串口通信：
void SendByte（unsigned char b）
{ unsigned char i=8;
TXD1=0;
TIMER_ENABLE（）;
TIMER_WAIT（）;
while（i--）
{if（b&1）TXD1=1; else TXD1=0; TIMER_WAIT（）; b>>=1; }
TXD1=1; TIMER_WAIT（）;TIMER_DISABLE（）;
}
智能车驱动：
if（i=='1'）//停止
{stop（）;}
if（i=='2'）//前进
{go（）;}
if（i=='3'）//左转
{right（）;}
if（i=='4'）//右转
{left（）;}
if（i=='5'）//坦克左转
{tank_right（）;}
if（i=='6'）//坦克右转
{tank_left（）;}
智能车直行时，四个电机方向相同，同时为正向;后退时，四个电机方向相同，同时为反相;45°左转时，左边一个轮子停止运动，右边两个轮子正向运动;45°右转时，右边一个轮子停止运动，左边两个轮子正向运动;90°左转时，左边两个轮子停止运动，右边两个轮子正向运动;90°右转时，右边两个轮子停止运动，左边两个轮子正向运动;360°左转时，左边两个轮子反相运动，右边两个轮子正向运动;360°右转时，右边两个轮子反相运动，左边两个轮子正向运动。
3 测试与结果分析
用于实现小车控制的客户端APP是微软公司研发的SPP软件，画面简洁，操作易于上手，如图4、图5所示。只需要普通的网络调试助手APP进行连接即可。
经测试蓝牙距离为50～100米，距离的长短随障碍物的厚度递减WIFI距离为400米以内，当具有障碍物如墙时，距离缩减，详见表1。
模拟串口采用中断1，正常串口采用中断4，当WIFI控制智能车时，蓝牙可以进行阻断和操作;当蓝牙操作时，WIFI无法改变小车运行的一系列操作。其次，小车的速度由L298N的电压控制调节，测得14.8伏、速度为2米/秒;10.8伏、速度为1米/秒;6.8伏、速度为0.5米/秒。
实际操作中，找到热点esp8266，输入密码***********，连接成功;在手机端APP与ESP8266选择的模式2相连接，IP设置为初始：192.168.4.1端口为预设值8080（可通过AT指令更改）。在手机客户端操作一系列指令，可控前进，后退，停止，坦克左，坦克右等一系列功能。打开蓝牙，进行匹配，连接，发送预置指令同时遥控智能车。
