基于nRF24L01和Actel FPGA的智能探測系統設計

摘要：設計了基于nRF24L01無線數據傳輸芯片和Fusion StartKit開發板的智能探測系統。通過開啟nRF24L01的ACK PAYLOAD功能實現車載系統與上位機之間的雙向通信，采用Actel公司帶有APB3總線的8051S軟核在Fusion StartKit開發板上構建片上系統，使用MFC編寫Windows環境下的人機交互界面，實現了具有實時數據傳送、自動避障、遠程操控等功能的智能探測系統。

　　目前一些惡劣或危險的環境人類仍然無法置身其中進行現場檢測，如出現險情的礦井地道、地形崎嶇的巖洞等，很難取得現場的參數。在這種情況下只有借助于智能探測裝置。因智能小車控制方便、行動靈活，對比其他載體工具更容易勝任探測任務，因此成為各種探測儀器的首選工具。

　　本文設計的智能探測系統以小車為載體，將所測得的現場參數通過nRF24L01無線模塊實時傳回上位機，具有快速靈活的特點；在實際工作時可左右轉向和后退，自動躲避障礙物；同時該小車操控方便，可通過MFC搭建的人機交互界面利用鼠標和鍵盤對小車進行遠程控制。

　　1、系統總體結構設計

　　該系統基于Actel FPGA實現，采用兩塊Fusi。nStartkit開發板，一塊作為車載控制板，另一塊作為中轉板。車載控制板負責采集溫度、濕度、板載電壓、當前路況以及人體檢測等現場信息，驅動小車運行，同時通過無線發送現場信息以及接收上位機的控制命令。中轉板負責將接收到的無線信號通過串口轉發給PC機，同時將PC機由串口返回的控制指令利用無線模塊發送給車載控制板。PC機上采用MFC編寫人機交互界面，顯示小車所在環境的相關信息，同時提供鼠標、鍵盤等完善的操控手段。系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構框圖