一种基于无线通讯的编队小车系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种小车，尤其是涉及一种基于无线通讯的编队小车系统。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决 某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。同时随着国内汽车的普及化程 度日益增高，对于道路安全，即车与车之间安全成为当务之急。在现代汽车电子控制中，通 过传感器和车辆之间的通讯保证交通安全显得尤为重要。
[0003] 中国专利CN 202394091U公开了一种车辆的自动编队行驶系统，包括一个领队车 辆和由领队车辆引领的多个编队车辆，每个车辆包括：连接在嵌入式行车电脑上的无线通 信模块、雷达模块、定位模块和整车控制器。该专利可灵敏检测到前方车辆的加速、减速，停 止或转弯，控制与前方车辆的距离，并且按照统一指令行驶，达到安全、高效的自动编队行 驶，但是使用真实车辆进行多车编队实验，实验成本很高，而且真实的智能车高速运行可能 会造成危险的交通事故。
[0004] 因此，采用自主开发的智能小车替代真实车辆，搭建了一个基于ZigBee无线通信 网络的多智能编队小车系统。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于无线 通讯的编队小车系统，采用复眼传感器实现小车的定位于搜索，通过超声波传感器实现自 动避障功能，同时建立小车无线通信网络，实现编队小车间的信息传递，适合代替真实车辆 进行研宄开发使用。
[0006] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种基于无线通讯的编队小车系统，包括上位机和多个编队小车，所述编队小车 包括车体和设于车体上的电路装置，所述电路装置包括Arduino控制板、红外复眼传感器、 超声波传感器、电机驱动电路、ZigBee无线通讯电路和电源稳压电路，所述Arduino控制 板分别连接红外复眼传感器、超声波传感器、电机驱动电路和ZigBee无线通讯电路，所述 ZigBee无线通讯电路无线连接上位机，所述电源稳压电路分别连接Arduino控制板和电机 驱动电路。
[0008] 所述红外复眼传感器包括多个红外发射器和多个红外接收器，所述多个红外发射 器设于车体尾部，所述多个红外接收器设于车体头部。
[0009] 所述多个红外发射器在车体尾部的0~180°范围内均布，所述多个红外接收器 在车体头部的〇~180°范围内均布。
[0010] 所述红外发射器的数量大于等于红外接收器的数量。
[0011] 所述超声波传感器的型号为HC-SR04,并设于车体头部。
[0012] 所述ZigBee无线通讯电路包括XBee主控制器以及连接XBee主控制器的复位电 路，所述XBee主控制器通过USART接口连接Arduino控制板。
[0013] 所述电机驱动电路包括L298N电机驱动芯片和直流电机，所述L298N电机驱动芯 片的输入端连接Arduino控制板，输出端连接直流电机。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0015] 1、设计简洁，实用性强。本实用新型所用电路及传感器全都搭载在车的底座上，电 源稳压电路实现了稳定的输出。相比传统的智能小车更可靠、稳定性更高、灵活性更强。可 以符合用户多方面的需求，根据不同需求可以连接所需模块，方便用户进行相关实验。
[0016] 2、成本较低。本实用新型电路设计简洁，外围电路最大化的精简。相比传统的智 能车制作在提升可靠性的同时也降低了元器件的成本。
[0017] 3、可行性高。采用L298N驱动电机，XBee实现无线通讯，超声传感器检测距离，红 外复眼传感器实现车辆定位、搜索等技术，不仅可以实现车车通讯，更进一步实现了车辆的 编队控制。
[0018] 4、控制精度高。本实用新型采用多个均布的红外发射器和红外接收器构成的红外 复眼传感器作为车与车之间的定位装置，红外发射器和红外接收器在〇~180°范围内覆 盖的个数越多，探测的精度越高，从而Arduino控制板的控制更加可靠和精准。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型中编队小车电路结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型中编队小车系统示意图；
[0021] 图3为本实用新型中编队小车的仰视图；
[0022] 图4为本实用新型中红外复眼传感器的红外发射器电路图；
[0023] 图5为本实用新型中红外复眼传感器的红外接收器电路图；
[0024] 图6为本实用新型中红外复眼接收流程图；
[0025] 图7为本实用新型中超声波传感器接口示意图；
[0026] 图8为本实用新型中超声波时序图；
[0027] 图9为本实用新型中ZigBee无线通讯电路图；
[0028] 图10为本实用新型中电机驱动电路图。
[0029] 图中：1、Arduino控制板，2、红外复眼传感器，3、超声波传感器，4、电机驱动电路， 5、ZigBee无线通讯电路，6、电源稳压电路，7、上位机，8、左侧直流电机，9、右侧直流电机， 21、红外发射器，22、红外接收器。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型 技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保 护范围不限于下述的实施例。
[0031] 如图1、图2所示，一种基于无线通讯的编队小车系统包括上位机7和多个编队小 车，编队小车包括车体和设于车体上的电路装置，电路装置包括Arduino控制板1、红外复 眼传感器2、超声波传感器3、电机驱动电路4、ZigBee无线通讯电路5和电源稳压电路6， Arduino控制板1分别连接红外复眼传感器2、超声波传感器3、电机驱动电路4和ZigBee无 线通讯电路5, ZigBee无线通讯电路5无线连接上位机7,电源稳压电路6分别连接Arduino 控制板1和电机驱动电路4。电机驱动电路4与电源稳压电路6的连接通过网口实现， Arduino控制板1与红外复眼传感器2、超声波传感器3的连接通过A/D接口实现，Arduino 控制板1根据传感器传回数据发出控制信号，通过控制电机驱动电路4改变左右两侧直流 电机的转速和转向。
[0032] 如图3所示，红外复眼传感器2包括多个红外发射器21和多个红外接收器22,多 个红外发射器21在车体尾部的0~180°范围内均布，多个红外接收器22在车体头部的 0~180°范围内均布。红外发射器21的数量大于等于红外接收器22的数量，例如在实验 室中，红外发射器21的个数可以为半圆形覆盖18个，红外接收器22的个数可以为6个，两 者个数越高，则探测精度越高。因此，红外发射器21可以从0到180°无死角发射，同时红 外接收器22完成红外信号的接收，接收范围也处于0到180°范围，根据接收信号的强弱， 小车将信号传送给Arduino控制板1判断，从而驱动小车电机机构实现运动方式的调整，进 而完成小车跟随动作。
[0033] 如图4所示，红外发射器21为发射管D9、三极管Q2、电容C3和电阻R9组成的共 发射极放大电路，发射信号主要由Arduino控制板1给红外发射电路中的基集（In-Send) 置低电平即可，从而