基于嵌入式单片机的水陆两用探测车

文/牛建星

水陆两用探测车是一种适应水路和陆路的两用探测工具。主要由水陆两栖的运动机构和可以对周围环境进行侦测和记录的设备组成。运动机构可以适应水面和陆地两种地形，拓宽了该工具的适用区域，对作业环境的要求降低。侦测和记录的设备由各种检测模块组成，可以侦测周围环境的数据并进行反馈，例如:周围空气的安全情况、周围环境的温度情况、周围空间的大小、周围环境的明亮程度等等。

运用探测车可以代替人去往人们情况未知的地理环境，对未知环境做出一个有数据检测并向人们进行返回，对于人们的生命安全是一种很大程度的保证，可以用于消防、安防或对于复杂野外环境的侦测。

1 系统原理

系统主要由控制器、Wi-Fi模块、传感器模块和上位机软件组合运用而实现。在编程配置好单片机STM32F407VET6与Wi-Fi模块后。

如图1所示，在电路连接没有问题的情况下，由传感器采集外部环境的信息，经由AD转换使电平高低的变化变为了数字信号，再经由Wi-Fi模块发送到上位机或移动端，使用软件就可以看到反馈回的视频信息。

通过分析视频信息，可以由上位机或移动端发送控制信息到Wi-Fi模块，再由Wi-Fi模块传送到控制器STM32F407VET6，经由控制器STM32F407VET6控制电机，从而达到精确控制探测车的运动。

2 系统硬件设计

图1

2.1 防水机构

为实现水陆两用，需传动机构和电路部分的防水性能达到工作要求，为实现水路运动要对轮胎和车身做出改动，以保证其防水性。

普通的轮胎只能满足陆地上的运动要求，为解决这个问题，探测车上使用了一种充气轮胎，该轮胎是其他普通轮胎体积的3倍，从而增加轮胎在水中的浮力。在轮胎的边缘有适合于水中运动的轮槽，使轮胎的整周运动转化为每只轮胎两侧的水中的水平运动，使探测车可以在水中自由运动。

2.2 电路的组成与设计

图2所示的为探测车电路结构，为报证其供电的稳定性和耐用性，用双电源供电，一个电源只为电机供电，另一个电源为其他模块供电。由于传感器对电压的不同需求所以需要通过稳压模块将电压分别稳压为5V和3V为各类模块供电。通过Wi-Fi模块来实现与上位机的通信，进行数据的交换。视频信息经Wi-Fi模块传输到上位机，经过人工操作，单片机接收到上位机发来的控制信息来实现车辆的远程遥控，实现运动的精确控制，可以快速地到达指定位置。

3 成果与展望

（1）探测车可以通将摄像头，看到探测车所处环境的实际情况。

（2）通过远程上位机可以遥控探测车的运动，使之到达指定的地点。

（3）探测车可以在水上运动，地理环境对探测车的性能影响小。探测车的环境适应性好。

图2

目前对于探测车的理解大多数人都只是星球地表探测车，但在探测车还可以用于震后救援，地震往往会引起地表变化，而水陆两用探测车刚好满足这一需求。随着传感器技术的发展，新型的传感器将变得更微笑更高效更灵敏，当这些优质的传感器搭载到探测车上后的效率会更高，对于探测救援，环境侦测，将变得更加高效快捷，节省更多的人力物力，应用面将越变越大。