一種基于無線通訊的編隊小車系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種小車，尤其是涉及一種基于無線通訊的編隊小車系統。
【背景技術】
[0002] 隨著電子技術的發展，汽車電子化程度不斷提高，通常的機械系統已經難以解決 某些與汽車功能要求有關的問題，而被電子控制系統代替。同時隨著國內汽車的普及化程 度日益增高，對于道路安全，即車與車之間安全成為當務之急。在現代汽車電子控制中，通 過傳感器和車輛之間的通訊保證交通安全顯得尤為重要。
[0003] 中國專利CN 202394091U公開了一種車輛的自動編隊行駛系統，包括一個領隊車 輛和由領隊車輛引領的多個編隊車輛，每個車輛包括：連接在嵌入式行車電腦上的無線通 信模塊、雷達模塊、定位模塊和整車控制器。該專利可靈敏檢測到前方車輛的加速、減速，停 止或轉彎，控制與前方車輛的距離，并且按照統一指令行駛，達到安全、高效的自動編隊行 駛，但是使用真實車輛進行多車編隊實驗，實驗成本很高，而且真實的智能車高速運行可能 會造成危險的交通事故。
[0004] 因此，采用自主開發的智能小車替代真實車輛，搭建了一個基于ZigBee無線通信 網絡的多智能編隊小車系統。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于無線 通訊的編隊小車系統，采用復眼傳感器實現小車的定位于搜索，通過超聲波傳感器實現自 動避障功能，同時建立小車無線通信網絡，實現編隊小車間的信息傳遞，適合代替真實車輛 進行研宄開發使用。
[0006] 本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0007] 一種基于無線通訊的編隊小車系統，包括上位機和多個編隊小車，所述編隊小車 包括車體和設于車體上的電路裝置，所述電路裝置包括Arduino控制板、紅外復眼傳感器、 超聲波傳感器、電機驅動電路、ZigBee無線通訊電路和電源穩壓電路，所述Arduino控制 板分別連接紅外復眼傳感器、超聲波傳感器、電機驅動電路和ZigBee無線通訊電路，所述 ZigBee無線通訊電路無線連接上位機，所述電源穩壓電路分別連接Arduino控制板和電機 驅動電路。
[0008] 所述紅外復眼傳感器包括多個紅外發射器和多個紅外接收器，所述多個紅外發射 器設于車體尾部，所述多個紅外接收器設于車體頭部。
[0009] 所述多個紅外發射器在車體尾部的0~180°范圍內均布，所述多個紅外接收器 在車體頭部的〇~180°范圍內均布。
[0010] 所述紅外發射器的數量大于等于紅外接收器的數量。
[0011] 所述超聲波傳感器的型號為HC-SR04,并設于車體頭部。
[0012] 所述ZigBee無線通訊電路包括XBee主控制器以及連接XBee主控制器的復位電 路，所述XBee主控制器通過USART接口連接Arduino控制板。
[0013] 所述電機驅動電路包括L298N電機驅動芯片和直流電機，所述L298N電機驅動芯 片的輸入端連接Arduino控制板，輸出端連接直流電機。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：
[0015] 1、設計簡潔，實用性強。本實用新型所用電路及傳感器全都搭載在車的底座上，電 源穩壓電路實現了穩定的輸出。相比傳統的智能小車更可靠、穩定性更高、靈活性更強。可 以符合用戶多方面的需求，根據不同需求可以連接所需模塊，方便用戶進行相關實驗。
[0016] 2、成本較低。本實用新型電路設計簡潔，外圍電路最大化的精簡。相比傳統的智 能車制作在提升可靠性的同時也降低了元器件的成本。
[0017] 3、可行性高。采用L298N驅動電機，XBee實現無線通訊，超聲傳感器檢測距離，紅 外復眼傳感器實現車輛定位、搜索等技術，不僅可以實現車車通訊，更進一步實現了車輛的 編隊控制。
[0018] 4、控制精度高。本實用新型采用多個均布的紅外發射器和紅外接收器構成的紅外 復眼傳感器作為車與車之間的定位裝置，紅外發射器和紅外接收器在〇~180°范圍內覆 蓋的個數越多，探測的精度越高，從而Arduino控制板的控制更加可靠和精準。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型中編隊小車電路結構示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型中編隊小車系統示意圖；
[0021] 圖3為本實用新型中編隊小車的仰視圖；
[0022] 圖4為本實用新型中紅外復眼傳感器的紅外發射器電路圖；
[0023] 圖5為本實用新型中紅外復眼傳感器的紅外接收器電路圖；
[0024] 圖6為本實用新型中紅外復眼接收流程圖；
[0025] 圖7為本實用新型中超聲波傳感器接口示意圖；
[0026] 圖8為本實用新型中超聲波時序圖；
[0027] 圖9為本實用新型中ZigBee無線通訊電路圖；
[0028] 圖10為本實用新型中電機驅動電路圖。
[0029] 圖中：1、Arduino控制板，2、紅外復眼傳感器，3、超聲波傳感器，4、電機驅動電路， 5、ZigBee無線通訊電路，6、電源穩壓電路，7、上位機，8、左側直流電機，9、右側直流電機， 21、紅外發射器，22、紅外接收器。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型 技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保 護范圍不限于下述的實施例。
[0031] 如圖1、圖2所示，一種基于無線通訊的編隊小車系統包括上位機7和多個編隊小 車，編隊小車包括車體和設于車體上的電路裝置，電路裝置包括Arduino控制板1、紅外復 眼傳感器2、超聲波傳感器3、電機驅動電路4、ZigBee無線通訊電路5和電源穩壓電路6， Arduino控制板1分別連接紅外復眼傳感器2、超聲波傳感器3、電機驅動電路4和ZigBee無 線通訊電路5, ZigBee無線通訊電路5無線連接上位機7,電源穩壓電路6分別連接Arduino 控制板1和電機驅動電路4。電機驅動電路4與電源穩壓電路6的連接通過網口實現， Arduino控制板1與紅外復眼傳感器2、超聲波傳感器3的連接通過A/D接口實現，Arduino 控制板1根據傳感器傳回數據發出控制信號，通過控制電機驅動電路4改變左右兩側直流 電機的轉速和轉向。
[0032] 如圖3所示，紅外復眼傳感器2包括多個紅外發射器21和多個紅外接收器22,多 個紅外發射器21在車體尾部的0~180°范圍內均布，多個紅外接收器22在車體頭部的 0~180°范圍內均布。紅外發射器21的數量大于等于紅外接收器22的數量，例如在實驗 室中，紅外發射器21的個數可以為半圓形覆蓋18個，紅外接收器22的個數可以為6個，兩 者個數越高，則探測精度越高。因此，紅外發射器21可以從0到180°無死角發射，同時紅 外接收器22完成紅外信號的接收，接收范圍也處于0到180°范圍，根據接收信號的強弱， 小車將信號傳送給Arduino控制板1判斷，從而驅動小車電機機構實現運動方式的調整，進 而完成小車跟隨動作。
[0033] 如圖4所示，紅外發射器21為發射管D9、三極管Q2、電容C3和電阻R9組成的共 發射極放大電路，發射信號主要由Arduino控制板1給紅外發射電路中的基集（In-Send) 置低電平即可，從而