采用ADuC7026和MEMS的無線遙控智能探測避險(xiǎn)小車設(shè)計(jì)

　　摘要：本設(shè)計(jì)采用ADI的高性能ARM7-core MCU ADuC7026和MEMS傳感器ADXL345作為核心器件，分別完成系統(tǒng)控制和小車姿態(tài)控制，外圍輔以超聲波模塊和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)探測避險(xiǎn)功能。同時，利用ADuC7026豐富的I/O接口，擴(kuò)展各種傳感器，用于實(shí)時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)后現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集的自由移動載體并通過nRF24L01模塊與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行無線通信，最終完成災(zāi)難現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時采集與分析。是一個高效、實(shí)時、低成本解決方案。

　　引言

　　生活中，各種自然災(zāi)害、意外事故時有發(fā)生，給人們的日常生產(chǎn)，生活帶來了巨大的損失。這些情形造成了各種惡劣的環(huán)境條件，給災(zāi)后的及時搶險(xiǎn)救災(zāi)帶來巨大困難。第一時間的現(xiàn)場資料，對于后期開展搶險(xiǎn)救災(zāi)工作具有重要意義。

　　然而，現(xiàn)實(shí)災(zāi)后現(xiàn)場的環(huán)境條件決定了不可能進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)資料的人工采集，采用智能儀器代替人工作業(yè)無疑是一個很好的選擇，但是，智能儀器不僅需要一個能夠自由活動的載體，還要求該移動載體具有智能探測避險(xiǎn)功能，并及時自動完成姿態(tài)調(diào)整以保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳感器的正常工作，獲得實(shí)時可靠的現(xiàn)場情況。

　　本設(shè)計(jì)針對這一需求，提出了一個低成本解決方案。采用ADI的高性能ARM7-core MCU ADuC7026和MEMS傳感器ADXL345作為核心器件，分別完成系統(tǒng)控制和小車姿態(tài)控制，外圍輔以超波模塊和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)探測避險(xiǎn)功能。同時，利用AduC7026豐富的I/O接口，擴(kuò)展各種傳感器，用于實(shí)時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)后現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集的自由移動載體并通過nRF24L01模塊與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行無線通信，最終完成災(zāi)難現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時采集與分析。

　　實(shí)現(xiàn)原理

　　電機(jī)控制原理

　　本設(shè)計(jì)采用ADuC7026的PWM控制直流減速電機(jī)完成加速轉(zhuǎn)動、減速轉(zhuǎn)動、前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等操作。電機(jī)驅(qū)動芯片則采用國家半導(dǎo)體(NS)的LM298N。ADuC7026電機(jī)控制管腳分配及于電機(jī)驅(qū)動芯片管腳對應(yīng)如表1所示。
       

　　通過調(diào)整PWM的占空比完成加速和減速操作，當(dāng)右輪電機(jī)比左輪電機(jī)轉(zhuǎn)速快的時候，小車左轉(zhuǎn);當(dāng)左輪電機(jī)比右輪電機(jī)轉(zhuǎn)快的時候，小車右轉(zhuǎn)。給直流電機(jī)正向電壓時，小車前進(jìn);給直流電機(jī)反向電壓的時候，小車后退。具體的狀態(tài)控制方案如表2所示。