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1、1,基于车载自组网络模式的小车互联应用开发,论述人：庞仁学,指导教师：孟 宁,团队成员：鲁范旗、张儒瑞 庞仁学、陈强,2,此项目主要是利用现有技术和资源设计一款多功能智能小车，针对移动机器人的设计及导航与定位方法展开深入的研究，探讨移动机器人设计的实现，导航与定位方法的应用等问题。,简单介绍,目前，关于移动机器人系统的研究已成为机器人学领域一个充满活力、具有挑战性的前沿发展方向智能机器人集信息技术中的传感技术、计算机技术和通信技术为一身，综合了数学、物理、化学、生物、机械、电子、计算机、材料、能源等众多领域的科学和技术知识。学生在学习智能机器人的过程中，可以充分培养动手能力、创新能力、综合能力
2、和协作能力。智能机器人内容的开设将给信息技术学科的教学带来新的活力。,3,项目背景,在国内并没有哪个大学或组织侧重于研究智能移动机器人间的通信。尤其在汽车行业越来越智能化的今天，把我们已有的导航机器人、视觉导航系统等等，通过无线自组网应用到汽车通信领域显得尤为重要。开发这样一种网络就需要,4,ad-hoc技术,802.11p协议,5,不仅可以用于野外探险，还可用于楼宇、仓库等一般场合，以及用于、矿井、防爆、毒气泄漏等恶劣环境；实现了实时视频采集及无线传输，可以方便的实现对目标环境的远程监控，在安防、交通、智能楼宇等领域有很好的应用前景；对于汽车行业飞速发展的今天，拥有私家车的人群越来越多，而避
3、免交通事故显得尤为重要，我们研究的小车相互之间可以自动传送警告信息，减小了交通事故的发生率,6,设计目的,7,1、PC通过ad-hoc网络向小车发送控制命令到小车的控制中心（单片机），控制中心控制步进电机，从而控制小车的转向和速度；2、小车在行走的过程中，能够实现自动避障，通过超声波传感器，把障碍物信息传给单片机，单片机控制电机，使小车停止行走或倒退；3、前方小车遇到障碍物时，完成避障的同时，由单片机通过ad-hoc网络传给PC和另一辆小车，实现预警功能；,8,项目目标,4、小车上的视频采集系统，把采集到的路况信息传给控制中心，经过一定的视频压缩处理后，控制中心通过ad-hoc网络把路况信息传
4、给PC；PC端解压后，可以根据路况信息控制小车的动作5、在PC上集成了控制软件，并通过可视化窗口，能够观察采集回来的视频信息，从而可以控制小车的动作,9,10,硬件框图,小车系统的工作流程为：车载传感器模块实时采集周围环境信息，将此数据信息传输到嵌入式系统中，嵌入式微处理器通过数据分析获取有效数据，从而获知小车与障碍物的相对位置，然后根据此位置信息产生控制信号，并将此信号通过接口发给单片机，单片机会产生PWM信号控制步进电机来控制小车转向，从而达到小车自主“行走”的目的。,11,小车“行走”系统是一个以传感器信号为检测量和反馈量的闭环控制系统，其核心环节为数据分析和反馈控制器，它们性能的好坏将
5、直接关系到系统的优劣，这也是设计的关键所在,12,目前比较成熟的单片机对步进电机的控制有串行和并行控制方式。两种控制系统各有利弊，处于简化系统结构的考虑，本设计拟采用串行控制方式，此方式下单片机控制系统与步进电机驱动器之间只有两条控制线。,13,根据小车的工作环境，采用四轮移动平台，其架构简单、稳定性好，且控制简单，每运动单位距离所消耗的能量较小，通常比履带式和步进式平台运动速度要快。小车采用四轮平台，后两轮为驱动轮，驱动小车前进，前两轮轮为转向轮，负责小车转向。这种结构的小车也被成为汽车式结构移动小车。,摄像头通过GPIO口和开发板相连接；电机电池用来给两个电机供电，蓄电池给控制主板和单片机
6、电路板供电；后轮由步进电机驱动，可进行调速；前轮为转向轮，由舵机驱动，其输出为扭矩，可使得前轮转向,14,15,通信协议,帧是传送信息的基本单元，帧格式如下表所示,帧起始符S：标识一帧信息的开始，其值为S=$源地址SA：由1个字节BCD 码构成。最大2位十进制数，为发送方地址；目的地址DA：由1个字节BCD 码构成。最大2位十进制数，为接收方地址。当地址为FFH时为广播地址；数据长度L：L为数据域的字节数，长度范围待研究，L=0时无数据域；数据域DATA：数据域包括数据标识和数据等，其结构随命令码的功能而改变；结束符E：标识一帧信息的结束，其值为E=#。,16,17,命令码C的格式说明如下表所
7、示：,软件设计包括：嵌入式操作系统、外设驱动程序及应用软件。智能小车的嵌入式系统软件设计和一般计算机软件在开发环境、功能实现上有许多不同，其设计时必须与硬件设计协同,18,软件实现,BSP层：即板级支持包bootloader程序，它负责载入Linux操作系统，在ARM9系统中采用vivi程序来实现。硬件驱动成：系统中的每各驱动模块负责驱动相应的硬件，驱动模块提供统一的上层调用接口。操作系统层：嵌入式操作系统是整个软件系统的核心部分，采用的是ARM-Linux 2.6内核。应用程序层：由用户编写，完成应用功能，主要包括视频采集传输和小车控制程序。,19,20,PC端视频软件DEMO,21,22,
8、整体开发流程,2440开发板和PC机通信的过程，我们采用的是Ad-hoc网络（无线自组网），需要用到IEEE1609.4 和802.11p协议，这在国际上是一门比较新颖的技术，此协议是专门用在汽车电子应用上的，将于2010年11月份正式成为标准。,23,可能的难点,2010-10-18至2010-10-25 文献调研2010-10-26至2010-10-30 理论分析2010-11-1至2010-11-30 撰写开题报告及答辩PPT、开题报告等相关开题资料2010-12-1至2011-1-20 确定总体框架，完成硬件平台设计、小车主控板及外围功能模块2011-3-1至2011-3-10 搭建智能小车平台2011-3-11至2011-4-1 完成各功能模块驱动设计与调试、小车实现ad-hoc联网、并可以自主“行走”，实现较好的避障功能,24,工作进度,2011-4-2至2011-4-10 应用程序设计1、视频采集及无线实时视频传输，通过小车采集视频，传输到电脑面实现实时播放2、可以通过电脑（具有WIFI功能的智能手机）控制小车“行走”2011-4-11至2011-4-20 整体性能测试与评估2011-4-21至2011-4-25 结题，答辩,25,26,谢谢各位老师_,
