智能小车开题报告.doc

天津理工大学本科毕业设计开题报告

届：2015 学院：自动化 专业：自动化 2015年 3月 5日
毕业设计
题目
无线蓝牙智能小车控制系统的设计与实现
学生姓名

学号

指导教师

职称
副教授
（报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。）
一、课题意义与国内外发展方向
1、无线蓝牙智能小车控制系统的设计意义
Bluetooth（蓝牙）技术是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，它工作在全球通用的2.4GHzISM频段，采用跳频扩频技术，可以用于近距离通过无线连接的方式实现固定设备以及移动设备之间的网络互连，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的数据通信，实现全方位的数据传输。随着蓝牙技术的普遍使用，越来越多的产品融入了蓝牙模块，目前大多数手机、笔记本电脑都自带蓝牙功能，即使PC端没有集成蓝牙装置，也可通过USB口外接蓝牙适配器来支持蓝牙功能。通过蓝牙来控制小车，可以让生活增加乐趣，也可以操控小车完成一些特殊环境的特殊任务。

2、 无线蓝牙智能小车控制系统的发展前景
随着科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普遍，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。玩具车是玩具市场中不可或缺的，最常见的是遥控玩具车，利用自带的遥控器来控制玩具车。在玩具车上添加蓝牙模块，丰富了玩具车的控制形式，增添娱乐性。常见的是由智能手机作为控制端，通过相应的手机软件来操控玩具车。从而玩具车的遥控器不再局限于单一的型号，只要手机支持蓝牙功能并且能够安装控制端软件。
另外，对于工业现场环境恶劣，有些地方工作人员甚至难以接近，特别是一些工业环境禁止使用电缆或者很难使用电缆来传送数据（如高速旋转的设备、高空设备、不适于布线的强腐蚀恶劣环境），采用蓝牙等无线通信技术代替电缆来实现现场设备与监控网络间的数据传输就能有效解决上述问题。在未来，无线蓝牙智能小车也可用来军事侦察、反恐、防污染等危险与恶劣环境。

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二、课题的研究内容、技术指标、手段
1、设计的主要内容包括：
（1）了解使小车驱动的系统构架及工作方式
（2）熟悉蓝牙模块与手机和单片机的信息交流方式、传感器检测模块和驱动模块的使用原理
（3）设计以MCU为核心的工作方式及流程框图
（4）使用单片机实验板进行仿真
（5）实物的设计与搭建

2、主要技术指标及要求：
（1）研究小车车架结构，提出系统设计方案
（2）设计小车传感检测模块、点击驱动模块，实现对小车的控制
（3）设计蓝牙通信及控制模块，实现通过蓝牙遥控控制小车动作
（4）完成相关硬件设计、图纸绘制，软件设计

3、 课题研究方法：
本课题使用以单片机为中央控制器，设计一种基于无线蓝牙通信技术的智能小车控制系统，可以灵活且巧妙的通过手机即时的对小车的行动进行控制。本设计主要包括电源模块、单片机主控模块、蓝牙通讯模块、电机驱动模块、传感器模块等。通过电路设计及程序设计，完成蓝牙小车控制系统，可以实现小车的前进、后退、加速、减速和停车等控制。
（1） 系统结构框图

图1 系统结构框图

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蓝牙协议定义了HCI UART，HCI RS232和HCI USB和PC卡四种主控制器传输层，在本系统设计中，单片机通过UART接口与蓝牙模块连接。单片机的RXD和TXD端分别接蓝牙模块的TXD和RXD端。主机通过HCI将控制指令和数据发送给蓝牙模块，蓝牙模块也通过HCI将其状态信息及数据以HCI事件的形式返回主机。
（2） 蓝牙通信流程

图2 蓝牙通信流程

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在两个蓝牙模块传送数据之前，先要建立逻辑连接。首先，接收和发送端的主机控制器要初始化各自的蓝牙模块；然后，发送端蓝牙模块被设置成呼叫扫描模式，随时侦听其他蓝牙模块建立连接的请求；接收端主机控制器通过蓝牙模块对发送端进行呼叫，请求建立连接。通过这一双方主机、模块间的协调，完成连接建立。建立一个基本连接通常需要如下的几个步骤：
<1>收、发两端蓝牙模块的初始化；
<2>发送端蓝牙模块设置为扫描模式；
<3>收端发送连接指令，请求与发端建立连接；
<4>发端接受连接请求；
<5>数据链路建立成功。

4、设计的软、硬件环境
硬件环境：单片机实验板、无线模块、电子元件、计算机
软件环境:Protel99 SE、KELL等

三、研究步骤
（1）熟悉题目，查询相关设计资料和熟悉所用软件。
（2）学习智能小车控制的相关知识及蓝牙技术，学习与手机通信方式。
（3）提出系统设计方案、开题报告。
（4）设计系统的硬件电路与实物搭建。
（5）设计系统的软件框架。
（6）编制智能小车控制系统的程序，并进行调试。
（7）总结、整理并分析实验数据做最后完善处理。
（8）整理实验资料，撰写毕业设计论文。
（9）检查毕业设计论文、完成终稿，准备答辩。

四、参考文献
[1] 赵晓凤； 张顺； 周璟瑜； 钟晓玲； 何凌霄； 基于蓝牙小车的控制系统
[J]. 电子科技，2014（7）
[2]黄建能,杨光杰.  无线遥控小车[J]. 现代电子技术. 2012(23)
[3]聂茹.  基于STC89C52单片机的无线遥控小车的设计与实现[J]. 自动化技术与应用. 2012(11)
[4]符强,任风华.  基于手机蓝牙的遥控小车的设计[J]. 现代计算机(专业版). 2011(31)
[5]张天鹏,徐磊.  L298N控制直流电机正反转[J]. 工业设计. 2011(03)
[6]江宜云; 严鹏; 杨松; 王学明.  采用无线蓝牙技术的自行小车控制设计[J]. 自动化博览. 2013(03)
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[7] 谈敏; 刘高平; 陈红良  基于手机蓝牙接口的小车遥控系统[J]. 浙江万里学院学报. 2012(07)
[8] 陈远超; 朱信忠; 赵建民; 徐慧英.  基于蓝牙控制的路径规划小车[J]. 微型电脑应用. 2004(03)
指导教师意见

课题理解较透彻，研究方法正确，思路清晰，研究内容完整，研究目标明确，同意开题。

签字： 2014年 3月 5 日
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