手机遥控车毕业论文罗建东
四年级 记叙文 9322字 447人浏览 469032218dt

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毕 业 设 计 论 文

题 目: 手机遥控车

学生姓名: 罗建东

学生学号: 10601220217

指导教师: 高能

2013/2/28

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2 摘要

随着科技的发展,许多遥控集成电路规模化的出现,无线遥控技术有了大跃进式的发展。现在,无线遥控在工业制造、家庭电器、安全防卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。无线遥控技术的出现,是来源于无线电通信技术,起初的计划是建立无线电电报技术,真空电子管的发明将无线电技术的应用推广到应用在民用和军用等各个领域。随着无线电的普及,现在的机器小车也采取了无线遥控技术,从美国的火星机器小车到现在的商店里的玩具车,无线技术日益普遍,而遥控车最早出现在60年代。

无线通信的原理是电磁波在空间中自由传播的一种通信方式。无线通信技术是近几年来在通信领域发展的最快和应用发展的最广的。本次课题主要采用手机和zigbee 模块,由发射和接收两部分组成。采用外围元器件来实现发射和接收,它具有较强的抗干扰能力,而且需要的元件也较少,还有可靠性高等优点。通过这次设计培养学生运用所学知识, 结和实际能力独立完成课题的能力,修炼熟练掌握焊接技术,以及各种元器件的测试与使用。 关键字:手机遥控技术.zigbee 模块. 无线通信

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目 录

引 言 .............................................................. 4

第一章 手机无线遥控技术的概述 ................ 5

1.1手机无线遥控技术的原理 ..................... 5

第二章 无线遥控车的基本原理 . ..................... 6

2.1 发射电路基本原理 ................................ 6

2.2 接收电路基本原理 . ............................ 8

2.3 无线遥控车的工作原理 ...................... 12

2.3.1 主要元器件简介 . .......................... 12

2.3.1.1zigbee 模块的主要性能 . ............. 12

2.3.2 无线遥控车的基本原理 ............... 15

第三章 实验调试 ........................................... 16

3.1 实验调试 ............................................. 16

3.2 调试结果 ............................................. 17

总 结 ............................................................ 18

参考文献 . ........................................................ 19

致 谢 ............................................................ 20

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引言

手机无线遥控电路是利用2.4G 高频无线遥控信号作为指令来完成各种动作。手机无线遥控电路的组成是发射电路和接收电路。无线电遥控就是利用无线信号对被控制对象实施远距离的指令控制。无线遥控技术的发展的历史非常短在本世纪的20年代才出现无线遥控的雏形。刚出现的当时是有些人想要将无线遥控技术加在驾驶飞机和汽车上,但是由于当时有许多技术没有发展起来,最终未能完成。却在经过二次世界大战后,无线遥控技术飞跃的发展而且还进入了军事以及科学技术等方面,得到了更好的研制。所以本世纪70年代后,逐渐的出现在商品的领域。 到了现在这个电子技术的飞速发展的时代,遥控设备更是以多种系列和多种品种的商品出现,这不仅满足了有不同层次要求的爱好者还满足了不同模型的技术要求。 对于现在的爱好者来说,不只是遥控车的速度,还有遥控车的可遥控范围都有了,更上一级的要求。

无线遥控的原理就是在控制端里把控制指令按照某种编码方式形成便于传输的信号,采取适宜的方式经过无线传输,然后在受控端经解码处理形成相应的控制操作。遥控方式有很多种,区别主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。无线电遥控作为新一代的信息传送它具有全方位的传输性只要在有效的范围内可以穿透和绕射指令信号,而且它的独特协议令其还具有较强的抗干扰能力。而且它也可以加入更多的节点,使得控制的范围变的广阔。

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5 第一章

手机无线遥控技术的概论

1.1手机无线遥控技术的原理

手机无线遥控技术,在这个作品无线遥控技术由手机和zigbee 模块组成,是由手机通过蓝牙与蓝牙转串口模块连接,然后单片机从蓝牙转串口模块得到信息,进行两个zigbee 模块联网,zigbee 模块接收到信息,zigbee 模块单片机提取信号然后控制小车的状态。

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6 第二章 无线遥控车的基本理

2.1 发射电路基本原理

装有安卓端通用软件的安卓手机,和蓝牙转串口模块及控制zigbee 模块的单片机电路和zigbee 模块。

蓝牙转串口模块:核心模块是使用HC-07模块,模块接出接口STATE 接口,VCC 接口,GND 接口,TXD 接口,RXD 接口,EN 接口直接连接单片机串口。LED 是用来表示示蓝牙连接了没有,闪烁表示蓝牙没有接通,常亮说明蓝牙已接通并打开了端口。底板是用了3.3V 稳压芯片,输入电压

3.6~6V,配对中电流:30~40mA ,配对完成还没通信:2~8mA ,通信的过程中:8mA ,接口电平3.3V ,可以直接连接单片机或5V 单片机连接。空旷的地方有效距离大约10米。配对联通后当全双工串口使用,可以并且只支持8位数据位、1位停止位、无奇偶校验的通信格式, 连接蓝牙连接时支持通过AT 指令设置波特率、名称、配对密码,设置的参数掉电保存。蓝牙连接以后会自动切换到透传模式,这个时候没有办法对蓝牙模块进行设置,它能与各种带蓝牙功能的电脑、蓝牙主机、大部分带蓝牙的手机、PDA 智能终端进行配对.

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蓝牙模块TXD:这是一个发送端,通讯时连接另一个设备的RXD 。

蓝牙模块RXD :蓝牙模块的接收端,通信是连接另一个设备的TXD 。

蓝牙模块5V :这是蓝牙模块的电源端,接5V 电源。 蓝牙模块GND :蓝牙模块的接地端。

蓝牙转串口模块与单片机相接;

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2.2 接收电路基本原理

接收电路由zigbee 模块和单片机电路及控制小车状态的模块组成。

#include "reg52.h"

unsigned char count; //0.5ms次数的标识 sbit pwm =P3^0 ; //PWM信号输出

sbit jia =P3^7; //角度增加的按键检测IO 口

sbit jan =P3^6; //角度减少的按键检测IO 口

unsigned char l //角度的标识

void delay(unsigned char s)//延时

{

unsigned char a,b;

for(a=s;a>0;a--)

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9 for(b=125;b>0;b--);

}

void Time0_Init() //定时器初始化

{

TMOD = 0x01; //定时器0在方式1 的方式下工作

IE = 0x82;

TH0 = 0xfe;

TL0 = 0x33;

TR0=1; //定时器开始

}

void Time0_Int() interrupt 1 //中断程序

{

TH0 = 0xfe; //重新对变量赋值

TL0 = 0x33;

if(count< l) //判断0.5ms 次数是不是小于角度标识

pwm=1; //小于PWM 就输出高电平

else

pwm=0; //大于就输出低电平 count=(count+1); //0.5ms次数加1

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10 count=count%40; //次数一直保持为40 就是保持周期为20ms

}

void keyscan() //扫瞄按键

{

if(jia==0) //

角度已经增加按键是否按下

{

delay(10); //

按下延时,消除抖动 if(jia==0) //

已经按下了 {

l++; //

角度的标识加1 count=0; //

按键按下 则20ms 周期从新开始

if(i==6)

i=5; //

如果已经是180度,则保持

while(jia==0); //

在等待按键放开 }

}

if(jan==0) //角度减小按键是否要

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11 按下

{

delay(10);

if(jan==0)

{

l--; //

角度标识会减1 count=0;

if(l==0)

l=1; //

如果已经是0度,则保持

while(jan==0);

}

}

}

void main()

{

l=1;

count=0;

Time0_Init();

while(1)

{

keyscan(); //按键的扫描

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}

}

2.3 无线遥控车的工作原理

2.3.1 主要元器件简介

Zigbee 模块一对,单片机电路两个,蓝牙转串口模块一个,模型车车架一架,日本15级发动机一个,手拉一个,离合底座一个,高质油管一条,发动机空气过滤器一个,刹车拉杆一组,点火器一个,离合座一个,碟刹组一组,排气筒一个,油箱套件一套,油门拉杆一组。

2.3.1.1zigbee 模块的主要性能

自动组网:所有的模块上电就会自动组网,网络里面的模块如果掉电,网络会完成自我修复的功能,

数据的传输:通过串口就可以在网络里面的任意的节点间进行数据传输,Zigbee 网络通常都是由三种节点构成:Coordinator :是用来创建一个Zigbee 网络的,并且是最早加入网络的节点分配地址,每个Zigbee 网络需要而且只需要一个Coordinator ;Router :叫做Zigbee 全功能节点,它可以转发数据,也可以起到路由的作用,还可以收发数据,它当成一个数据节点,还可以保持网络,会为

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13 后来加入的节点分配地址;End Device:称为终端节点,一般会定义为电池供电的低功耗设备,一般只会周期性的发送数据,不会接收数据。

这款Zigbee 模块的主要功能是无线数据传输,就是每个节点随时能够收发数据,这样,节点的配置就只有这三种Coordinator 、Router ,Coordinator ,可以通过配置软件或者指令自己想要设置的节点类型,连接的网络通常叫做为MESH 网也就是:网状网,它每个节点都可以收发数据,在此同时也可以担任别的节点的路由器,所有的数据传输路由都会是自动计算,不需要人工干预的。

1,数据透明传输的功能:Coordinator 节点从串口收到的数据马上就会自动发给所有的节点;别的节点从串口收到的数据也会自动发送给Coordinator 节点;

2,zigbee 指令的方式,无论是哪个节点间数据传输:数据传输的格式都是为:数据传输命令+目标地址+数据长度 + 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x10(数据,一共0x0A Bytes)。

简单易用便捷性:使用者不需要考虑ZigBee 的协议,可以像使用串口线一样使用无线模块

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14 3,RF2530ND 与MCU 很方便的连接,可以支持51,ARM 内核MCU ,只要MCU 有串口就可以:

Zigbee 模块参数

输入的电压:DC 2.6V到3.3V

温度的范围:-40度到 85度

串口的速率:默认的速率是38400bps ,可以设置为

2400bps ,4800bps ,9600bps ,19200bps , 38400bps,57600bps ,115200bps 掉电可以保存波特率不变,还有网络参数也是掉电不变。

无线频率:是2.4GHz (默认为2460MHz ),使用者可通过串口指令来更改频道(2405MHz-2480MHz ,步长:5MHz ) 无线协议:是ZigBee2007

可传输的传输距离:空旷的可视距离400米远

发射时的电流:最大的电流为34mA

接收时的电流:最大的电流为25mA

低功耗的模式:这款模块是没有低功耗模式的。

接收的灵敏度:是-96DBm

主要芯片:是CC2530F256,256K Flash ,是最新一代ZigBee SOC 芯片

可配置节点:可配置为Coordinator 或Router ,它默认的设置为Coordinator,PAN ID=0xFFFE

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向任意的一个节点发送数据:FD+16位短地址+数据长度+数据

向任意的一个个节点发送数据:FA+64位IEEE 地址+数据长度+数据

向任何一个个节点发送数据:数据

向任何一个节点发送数据:FD+FFFF+数据长度+数据 向协调器发送数据:FD+0000+数据长度+数据

任意的一个个节点数据的接收:

P00接低电平时候会接收到的数据:数据

P00接高电平的时候会收到的数据:源地址就是16位网络地址+数据长度+数据

D1指示灯执行数据的时候会闪烁

D2建立成功之后灯会亮

可以通过软件配置:来修改波特率,段地址,PANID ,节点类型,无线频道,串口波特率,重启等这些配置

还可以通过软件读取:波特率, PANID, 段地址, 无线参数, 节点类型, MAC地址也就是IEEE 地址这些配置

2.3.2 无线遥控车的基本原理

遥控车的基本原理是,遥控车由两部分组成,一部分是控制部分,另一部分是车体部分。

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16 控制部分的原理是由手机,蓝牙转串口模块,zigbee 模块,和单片机组成。

车体部分,车体的驱动部分是由18级甲醇发动机系统和车体各个架构组成。

整车的结构是,一部装有电路板的油动小车,车上的电路板是控制车上的舵机的,电路板的主要元件有,zigbee 模块,单片机,电源;

手机遥控部分的结构是;一部安卓手机,一块zigbee 模块,和一块单片机以及一块蓝牙转串口模块。

手机遥控车的遥控原理是,手机通过蓝牙从软件发送信号到蓝牙转串口模块,再由发射模块的单片机提取数据,通过发射模块的zigbee 模块发射给接收模块的zigbee 模块,然后接收模块的zigbee 模块接收到数据,最后接收模块的单片机提取数据通过串口控制小车上的舵机,这样手机就可以控制小车了。

第三章 实验调试

3.1 实验调试:

首先将手机无线遥控车和配套的手机装上电池,按手机的前进、左转、右转,离合四项功能,测试手机无线遥控车功能是否正常。

如果手机无线遥控车功能正常但遥控距离近而且会延时,则可以按这样的方法进行调试:调整zigbee 模块的天线,调整遥控小车上的电路板,使得遥控小车上的电

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17 路板上的电路和单片机正常工作。发射模块的调试方法相同。要注意的是,zigbee 模块的网络必须成功才发动发动机,在zigbee 模块没有连接时,不可以把整车装好后打开发动机,而且让四轮触地。在联通好zigbee 模块后同时接通手机电源,按住通前进的功能键并且靠近手机无线遥控车,看看车轮是否在转动,否则将车子提起来测试;轮子转动后再将车子放下地上,使车轮还能转动就可以了。

要注意的是,使用的必须是甲醇才能带动汽车。

3.2 调试结果

调试是一件非常谨慎的事,过程也是反复很多次进行的,在刚刚调试的过程中会遇到各种问题,这些问题需要分析过后才能根据这些问题对系统设计进行修改,只有这样边调试边修改才能达到设计的预期效果。

经过一系列的试验调试,我设计的手机无线遥控车基本可以实现预期的功能,但是因为有些客观因素的原因也是有出现不正常的地方。又一次是接通电源,按手机遥控手机无线遥控车,车子一点动静都没有,过了一会儿车子突然动起来,这是不正常的,数据的传输延迟了,查阅相关资料、仔细核对电路位置关系,最终还是没有找出问题所在。经过和同学的讨论,认为是车上的单片机出现的问题,通过对车上电路板的检查和修理,手机无线遥控车能够在手机信号发出的时候在遥控范围内及时反应了。这个问题我的第一反应便是出现在车上的电路板上面,我们拿着遥控车的遥控手机,长按控制键,遥控车都能及时反应。这个时候,无线遥控车的功能实现了而且预期的目的也达到了。

因为我设计的遥控车要自己动手的东西不算是很多,大都是手机与车通讯的部分,所以出现的问题不算麻烦也不算多,而且还很容易就可以找出来,要是在这部分都找

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18 不到问题,就会很麻烦,这样会出现长时间的修改,所以我们要在把通信系统搭建起来的前段时间对各个部分进行先测试,这样就可以在搭建完成后出现的问题进行小部分的分析和修改,不会出现很麻烦的问题了。

总 结

毕业论文终于结束了,我的大学生涯就快随之结束了,在这么长的时间里,我从老师身上学到了很多东西。

这篇毕业论文是对我大学三年学到的东西进行检查,我可能还有很多东西要学,但是这篇论文是我现在水平的一次测试,在通过撰写论文还有毕业答辩,我感觉到了,我的专业知识运用能力不断的提高,还有语言组织能力也在不断的升高,让我的专业水平有所上升,对比以前,我的专业运用语言结合能力不断的加强了。

在写论文的期间,我不断的发现问题,找到了自己许多的不足之处,还有毕业设计的所出现的困难,一开始我只想到了自己解决,但是有些问题自己解决不了,毕业设计的脚步停了下来,最后通过同学的帮助,使得我的问题迎刃而解,我在这件事上有很多感触,毕业设计不是闭门造车,而是通过同学和老师的教导做出自己的设计,也就是说,我们要懂得我们要有专业知识,但是也要认识自己的能力,自己不能解决的问题可以请教别人,而不是不懂装懂。 总之,在整个实验操作和论文完成的过程中,我不仅体会

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19 到的是实验的艰辛和收获的充实,还感受到的是一种坚持不懈、契而不舍的科研精神。这一定会对我以后的深造学习有重要的意义。

我随即要毕业了,我想念我的大学生涯,我也想念你们这一群学习态度认真,工作一丝不苟的人,我一直会带着你们所拥有的积极的态度,和精神去工作,无论在什么地方,我都将学习你们这些谦虚的态度来学习。

大学的三年就这样结束了,会是我人生中最难忘的会议,是我在学习和各方面提高的一段时间,我不会忘记我在学校学到的东西,老师在我的知识墙添的砖,使我的知识积累,使我在社会上能够跟别人竞争,而不会落后于别人,在大学里我在提高自己科学文化水平的同时,也努力提高自己的思想道德素质,努力使自己成为德、智、体各方面全面发展的复合型人才,我会虚心的让自己一直学习下去,对自己的职业生涯道路规划,不会浪费学校对我的栽培,让自己所学的东西学以致用。

参考文献

Zigbee 技术资料 .厦门才茂 官网 .2012-1-1 [引用日期2012-10-23] .

. Contiki 系统 .百度百科 [引用日期2012-09-23] .

8. REX3D/REX3DP插针模块资料 .浙江瑞瀛网络科

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20 技有限公司 .2012-10-8 [引用日期2012-12-6] .

9. 上海庆科信息技术有限公司 .上海庆科信息技术有限公司 .2012-9-1 [引用日期2013-02-2] .

10. ZigBee技术在智能公交系统中的应用 .中国安防行业网 [引用日期2012-10-24] .

. Contiki 系统 .百度百科 [引用日期2012-09-23] .

8. REX3D/REX3DP插针模块资料 .浙江瑞瀛网络科技有限公司 .2012-10-8 [引用日期2012-12-6] .

9. 上海庆科信息技术有限公司 .上海庆科信息技术有限公司 .2012-9-1 [引用日期2013-02-2] .

10. ZigBee技术在智能公交系统中

的应用 .中国安防行业网 [引用日期2012-10-24] .

致 谢

.在我做毕业设计的几个月里,从毕业设计的选题、资料的收集到论文的撰写和排版的整个过程,我得到了许多帮助,这不仅是一个毕业设计,它还包含了我三年的很多意义在里面,我学到的知识,用到的理论,以及所有对我进行过帮助的人,这是我大学生活的意义。

这篇文章能够完成,我要感谢我的指导老师高能,他对我的毕业设计有很大的帮助,在选课的时候,高能老师就对我的设计,进行了分析,当时他给我指出了设计的那些细节需要注意,还有对我的毕业论文进行指导;还要感谢我的同学王远斌,在他的指导和帮助下,我的设计程序部分得以顺利地完成,你们强大的专业理论知识还有严谨

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21 的学术作风,以及精益求精的科学态度为我顺利完成毕业设计有很大的帮助,更是让我感觉到学习的重要性使我终身难忘。高能老师在我写毕业论文的时候经常询问我的进展,督促我在实习的时候不要忘记了学习的重要性,经常问我有没有遇到难以解决的问题,高能老师热心帮助我对工作非常认真,这些态度都将是我永远的学习榜样。导师对我教导是会永远的伴随我成为我成功的座右铭,在此同时向王远斌同学致以最衷心的感谢!同时,向母校所有传授过我知识的老师们表示诚挚的谢意,感谢每一位老师的讲授还有指导,这样使得我获得了丰富的基础理论的知识,而且为我做好课题打下了基础。

在这里我要再一次衷心的向对我无私帮助的人致谢,感谢你们对我帮助的,老师、同学还有朋友,没有你们我不可能那么顺利的完成毕业论文,也不可能那么顺利的完成毕业设计,你们对我的帮助,你们对一个有疑惑的人的态度会使我受到你们的感染,谢谢你们的帮助的同时,我也向你们学习。