采用Cortex-M3单片机设计的WiFi物联网小车 软件设计, 程序设计, 处理器, 单片机, 物联网

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关键字：WiFi   LPC1768单片机   图像处理   虚拟仪表  
1.2 下位机软件设计

下位机软件设计，即Cortex-M3 核心处理器的程序设计，如图3 所示。设计方案主要包括:摄像的控制、小车4 个电机的控制、DS18B20 温度数据的采集、红外对管速度模块数据的采集以及采集到数据后数据的处理打包发送等内容。其中摄像的控制、电机控制以及温度和速度的采集均以函数的形式获取，当下位机收到上位机的相关命令后，便调用相应的函数获取到结果后用固定的格式发送给上位机。



图3 下位机软件方案



下位机实现WiFi 与无线路由器通信的核心是串口转WiFi 模块，通过这个模块可以将下位机发送的串口数据直接转换成WiFi 信号发射出去。在使用此模块之前可以通过多种方式进行配置，只要配置好了，便可以与制定的WiFi 接入点进行网络通信。

2 设计方案特点及扩展说明

2.1 特点介绍

本方案是基于将电脑软件、互联网通信以及单片机技术相结合的理念构想设计的。从单片机的选型、通信方案的确定以及上位机软件的设计等都与传统的“智能小车”有很大的特别之处。以下是本设计方案的3 大特色:

① 小车的控制芯片采用功能强大的Cortex-M332 位高性能、低功耗的处理器，该芯片具有丰富的外设，芯片还支持ARM 公司提供的RLTx 实时操作系统，使用起来非常方便;

② 通信方式采用TCP / IP 通信协议，使用无线WiFi 技术，实现对小车的控制。此通信方案(如图1)，在具有私有IP 的情况下可以连接远程网络，可以通过远程网络遥控小车，这在“智能家居”和“远程医疗”等领域将会有不错的使用价值;

③ 利用电脑上位机管理软件，使单片机控制、网络通信和计算机软件有效地结合。此方案设计上位机软件来管理小车，符合将复杂的控制简单化、界面化的设计理念。

2.2 扩展说明

Cortex-M3 单片机强大丰富的外设资源为本设计的扩展奠定了强大的基础。除了已实现的功能外，单片机还剩下2 个串口未用，这使小车还可以添加如下功能:GPS 导航功能、语音功能以及GSM/GPRS 发短信、打电话和无线上网功能。

3 方案难点及关键技术

方案难点有:

① 上位机控制小车的运动对实时性的要求很高，而采集小车的速度并用表盘显示出来，这对通信的稳定性又提出了要求，而对于本来就存在延时的TCP / IP 通信来说更是难上加难;

② 图像处理主要是借鉴网上DirectShow 开发指南中提供的技术，很多内部的处理机制和信号过滤器的使用是难点;

③ 上位机速度表盘显示速度不连贯，偶尔还有“卡死”的现象。

关键技术有:① 通信协议的制定;② 下位机采集并处理信息的方法;③ 上位机套接字编程，速度表盘动态显示速度;④ 上位机显示小车监控视屏;⑤ 小车作为WiFi 接入点接入网络。