智能车运动状态实时监测系统的设计及实现.docx

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1、智能车运动状态实时监测系统的设计及实现 ronggang 导语：本系统主要完成将智能车行驶经过中的各种状态信息如传感器亮灭，车速，舵机转角，电池电量等实时地以无线串行通讯方式发送至上位机处理，并绘制各局部状态值关于时间的曲线 系统功能及应用 本系统主要完成将智能车行驶经过中的各种状态信息如传感器亮灭，车速，舵机转角，电池电量等实时地以无线串行通讯方式发送至上位机处理，并绘制各局部状态值关于时间的曲线。有了这些曲线就不难看出智能车在赛道各个位置的状态，各种控制参数的优劣便一目了然了。尤为重要的是对于电机控制PID参数的选取，通过速度时间曲线可以很轻易发现各套PID参数之间的差异。对于采用CCD

2、传感器的队伍来讲，该系统便成为了调试者的眼睛，可以见智能车之所见，相信对编写循线算法有很大帮助。而且还可以对这些数据作进一步处理，例如求取一阶导数，以得到更多的信息。 系统的硬、软件设计 设计方案主要分成三局部：车载数据收集系统，无线数传系统，上位机数据处理系统。系统根本构建如图1所示。 图1智能实时监测系统构造框图与流程图车载数据收集系统 车载数据收集系统主要由单片机负责收集赛车行驶经过中的速度、传感器状态、电池电压、舵机转角等信息。为了使监测系统不占用S12单片机的内部资源并且支持热插拔，我们将除供电之外的监测系统与智能车控制系统相别离。我们选择ATMEL公司的ATMEGA16单片机作为该

3、数据收集系统的处理器。二值型光电传感器信号的收集直接使用该单片机的I/O口进展收集，连续型光电传感器、电池电压及CCD摄像头信号那么采用该单片机的A/D口进展收集，速度信息那么通过光电编码器和该单片机的计数器来收集。收集到的数据每20ms向上位机发送一次。 无线数传系统 下位机向上位机传输的是以每20ms传输一组包含了光电编码器值speed，电池电压battery，舵机转角值angle，传感器当前状态 sensor的数据，假如是在理想状态下，上位机接收到的应是上述各值循环出现的周期性数据，此时上位机只需将这些数据按顺序装入各自的数组并画图即可。但在实际的无线传输经过中可能出现数据丧失现象。因此

4、参加适当的数据校验是必要的，否那么会出现数据装入错误，造成画图的混乱。我们在实际经过中是在每组数据中参加0x00,0xff的帧头，当数据出现错误时，那么舍弃该帧数据。 数据的无线收发局部采用的是SUNRAY公司的QC96型无线收发模块，该模块可以收发波特率为9600bps的串行数据，间隔 可达100m。 上位机的数据接收及处理 上位机部份主要由四个模块构成： 数据接收模块 功能：上位机通过串口收集下位机发送的原始数据。 实现：VC+中实现串口通讯一般有二种方式，分别是MSComm控件和Windows API函数。MSComm简洁易用，适用于比拟简单的系统，Windows API函数应用较广但比

5、拟复杂繁琐,由于此模块的串口通讯功能相对简单,本系统采用前者。在实际经过中使用的是事件驱动的方式，这种方法响应及时，可靠性高，并且比查询法占用更少的资源。 存储模块 功能：可直接存储收集到的原始数据，以备以后更多的分析处理。 实现：在每个OnComm事件被触发后，将串口接收到的数据直接存入temp临时文件，并且可以在用户的要求下将temp临时文件里的值存储到指定文件。 数据的分析和处理模块 功能：将收集到的原始数据进展用户选定的分析和处理，主要包括丢弃错误数据，以及去除帧头并进展数据装入任务，同时也可以对已保存的数据进展分析和处理。 实现：将temp临时文件或者用户指定文件的数据读出并装入，以

6、下为主要程序代码： void CChuankokjDlg:find_datacar_data c_data, BYTE c_source, int c_length int i=0; whilei ifc_sourcei=0x00&c_sourcei+1=0 xff&c_sourcei+6=0x0 0&c_sourcei+7=0xff/判定帧头并进展数据装入 c_datalength.speed_data=c_sourcei+2; c_datalength.battary_data=c_sourcei+3; c_datalength.direction_data=c_sourcei+4; c_datalength.sensor_data=c_sourcei+5; i=i+1; else i+; 图形显示模块 功能：以图形界面来显示处理后的数据，以便更直观地观察智能车的运行状态。 实现：将上一模块中装入各数组的数据在用户的选择的形式下进展画图，可以只看一幅图，也可以将四幅图放在一起进展比照观看。实际的运行界面及效果如图2。 图2 图形显示介面运行模块 该系统通过添加无线收发模块，将智能车的实时状态信息传到上位机上，通过VC+编程，用图象直观形象地将其表现出来，很好地到达了对智能车状态实时监测的目的，极大地方便了我们调节PID等智能车参数，对赛道记忆算法的研究提供了很大的帮助。