专利名称：与上位机通信的无线遥控测温小车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与上位机通信的无线遥控测温小车，属无线遥控测温技术领域。
背景技术：
目前绝大多数的温度测量都是采用的有线温度测量，即通过电缆或者导线将温度传送给用户，一般采用的是数码管甚至是精度不高的水银柱。在传统的温度测量中，要从传感器引出线缆到达显示面板或主机才能测量温度的变化。这对于一些腐蚀性强或密封性高，温度测量与主机距离远的环境，有线温度测量实现起来就比较困难。虽然随着技术的发展，温度变送器的出现解决了短距离温度的测量，但其仍然依赖于线缆。而且随着距离的增力口.信号衰减很快。无法适用于远距离温度测量。近几年无线测温装置的出现解决了上述存在的问题，如专利申请号为CN200720100599. I、名称为“无线测温装置”的实用新型公开了一种无线测温装置，由无线测温终端、无线测温管理机组成。所述的无线测温终端的电源供电单元为测温终端提供
4.5V的电源，阻值计算单元计算热敏电阻的阻值，数据处理单元将计算出的阻值换算为温度，地址控制单元控制终端的地址号，数据发射单元将温度值发给管理机，所述的无线测温管理机由供电和接收单元为管理机提供电源，并接收测温终端发来的数据，数据处理单元将接受到的温度数据进行处理，数据输出单元将处理后的温度数据输出到电脑。它是一种微型化、智能化、网络化的测温装置。这种无线测温装置由于采用的热敏电阻来进行温度采集转换，其精度低，准确度差，而且由于采集端始终固定在一个位置，不能随意的移动，这将使温度传感器的使用率大大降低。而传统的遥控小车由操作者在视距范围内用遥控器手动控制，控制距离有限，无法用于操作距离远的使用环境。
发明内容
针对目前温度检测系统和遥控小车系统存在的不足，本发明提出了一种与上位机通信的无线遥控测温小车。本发明的技术方案如下一种与上位机通信的无线遥控测温小车，包括上位机微处理器控制系统和车载温度测量系统，通过上位机微处理器控制系统对车载温度测量系统进行遥控测温，上位机微处理器控制系统包括上位机、单片机、液晶显示屏和无线收发芯片；车载温度测量系统包括无线收发芯片、单片机、温度传感器、小车和无线网络摄像头，其特征在于上位机微处理器控制系统中的上位机与单片机相连接，单片机分别和液晶显示屏、无线收发模块相互连接；车载温度测量系统中的无线收发模块与单片机相连接，单片机分别和无线网络摄像头、温度传感器相连接；小车包括底盘、两车轮和一个万向轮，车轮和万向轮固定在底盘下面，呈三角形状分布；两车轮轴端分别和两电机轴相固定连接，两电机固定在底盘上面，两电机的电源控制开关与全桥驱动电路相连接，全桥驱动电路连接到车载温度测量系统中的单片机接口上以控制两电机的正、反转动；车载温度测量系统中的无线收发芯片、单片机和温度传感器固定在底盘上面，而无线网络摄像头通过舵机固定在小车车体上，可以随意转动；全桥驱动电路包括一个驱动芯片和两个全桥，两个全桥分别由二极管D1-D4和二极管D5-D8构成，其中二极管D1、D3、D5和D7的负极和驱动芯片的VDD 口相连接并接到电源VDD上，二极管D2、D4、D6和D8的正极和驱动芯片的GND 口相连接并接地，二极管Dl的正极和D2的负极相连，二极管D3的正极和D4的负极相连，二极管D5的正极和D6的负极相连，二极管D7的正极和D8的负极相连，Dl的正极和D2的负极连接点接到电机A的电源控制开关一个电极上，D3的正极和D4的负极连接点接到电机A的电源控制开关另一个电极上，D5的正极和D6的负极连接点接到电机B的电源控制开关一个电极上，D7的正极和D8的负极连接点接到电机B的电源控制开关另一个电极上。所述的温度传感器是数字温度传感器，型号为DS18B20。所述舵机是一种位置(角度)伺服的电机驱动器，适用于那些角度不断变化并需要保持的控制系统，型号为ZWPD030034。
上位机微处理器控制系统中的上位机以rS232协议与单片机相连接，同时单片机上面接有液晶显示屏，可以在没有上位机接入时观测由无线收发芯片传回的温度信息。本发明中的上位机是采用VB编写的人机交互界面、以rs232协议与单片机相连接，单片机和无线收发模块以SPI协议相互连接，单片机用的是AVR mega 32单片机，液晶显示屏用的是IXD1602，无线传输模块用的是NRF24L01。驱动芯片采用L298N芯片作为电机全桥驱动芯片，两个全桥由8个型号为4818的二极管组成。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。L298N的5、7、10、12四个引脚接到车载温度测量系统的单片机的接口上，通过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的PWM调速以及正反转等功能。一种上述测温小车的工作方法，步骤如下a.首先检查车载温度测量系统的无线收发芯片、单片机、温度传感器、无线网络摄像头是否正常安装，并检查连线是否正确，确保连接正确；b.检查上位机微处理器控制系统单片机、液晶显示屏、无线收发芯片是否已经正常的连接，在确保连接正确后，打开上位机人机交互界面；c.打开车载温度测量系统的电源，使车载温度测量系统的单片机处于等待工作状态；d.登陆到http://ai_ball· com或http://192. 168. 2. I网站上观察由无线网络摄像头传回来的视频图像，通过上位机根据视频图像控制调整无线网络摄像头的方向，并且控制小车移动；e.连续不断调整小车无线网络摄像头的方向，并控制小车朝向目的地方向移动；f.当小车到达目的地时，用户通过上位机控制无线网络摄像头转动来观察四周的情况；g.检测目标环境的温度，在上位机人机交互界面和液晶显示屏上显示适时温度及画面；h.上位机的操作人员根据传回来的图像和温度信息决定相应的处理方式；
i.测试完成后，用上位机控制无线网络摄像头观察移动的路线，并通过车载温度测量系统上的单片机操控小车回到出发位置；j.对测得的数据进行记录处理和保存，然后关闭上位机人机交互界面；k.关闭车载温度测量系统的电源，检测工作完成。本发明的优点是实用性强，应用范围广，功能强大且具有现代特色的无线遥控测温小车。它将AVR mega 32单片机、上位机、无线收发模块NRF24L01、液晶显示屏IXD1602、温度传感器DS18B20、无线网络摄像头ΑΙ-ball和智能车有机的结合在一起，实现了用PC机的简单组合键来遥控远端的小车自由移动，并通过无线网络摄像头实时监控其走向的功能。当小车移动到指定目的地时，其上的温度传感器便进行温度采集并将所采集的温度在液晶屏上显示，同时实时传回数据至上位机显示。另外，可通过PC机设置报警温度，当传回的温度超过报警温度时，系统自动报警。相比传统的有线温度测量，该装置解决了在腐蚀性强或密封性高，温度测量与主机距离远的环境下测量温度困难的问题。而将小车机载温度计进行的远程移动式测温，大大提高了温度传感器的利用率。适用于小范围内的温度测量 和图像信息采集。
图I是本发明无线遥控测温小车的结构示意图。其中1、上位机微处理器控制系统，2、车载温度测量系统，3、上位机，4、单片机，5、液晶显示屏，6、无线收发芯片，7、无线收发芯片，8、单片机，9、温度传感器，10、无线网络摄 像头，11、全桥驱动电路，12、电机的电源控制开关。图2是本发明无线遥控测温小车本身的结构示意图。其中13、车轮，14、万向轮，15、电机，16、底盘。图3是本发明中两电机和全桥驱动电路相连接的电路示意图，其中驱动芯片选用L298N芯片，两个全桥由8个型号为4818的二极管组成。图4是本发明工作方法的流程框图，其中a_k为其各个步骤。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例I :本发明实施例I如图1-3所示，包括上位机微处理器控制系统I和车载温度测量系统2，通过上位机微处理器控制系统I对车载温度测量系统2进行遥控测温，上位机微处理器控制系统I包括上位机3、单片机4、液晶显示屏5和无线收发芯片6 ;车载温度测量系统2包括无线收发芯片7、单片机8、温度传感器9、小车和无线网络摄像头10，其特征在于上位机微处理器控制系统I中的上位机3与单片机4相连接，单片机4分别和液晶显示屏
5、无线收发模块6相互连接；车载温度测量系统2中的无线收发模块7与单片机8相连接，单片机8分别和无线网络摄像头10、温度传感器9相连接；小车包括底盘16、两车轮13和一个万向轮14，车轮13和万向轮14固定在底盘16下面，呈三角形状分布；两车轮13轴端分别和两电机15轴相固定连接，两电机15固定在底盘16上面,两电机15的电源控制开关与全桥驱动电路11相连接，全桥驱动电路11连接到车载温度测量系统2中的单片机8接口上以控制两电机15的正、反转动；车载温度测量系统2中的无线收发芯片7、单片机8和温度传感器9固定在底盘16上面，无线网络摄像头10通过舵机固定在小车车体上，可以随意转动；全桥驱动电路11包括一个驱动芯片L298N和两个全桥，两个全桥分别由二极管D1-D4和二极管D5-D8构成，其中二极管Dl、D3、D5和D7的负极和驱动芯片L298N的VDD口相连接并接到电源VDD上，二极管D2、D4、D6和D8的正极和驱动芯片的GND 口相连接并接地，二极管Dl的正极和D2的负极相连，二极管D3的正极和D4的负极相连，二极管D5的正极和D6的负极相连，二极管D7的正极和D8的负极相连，Dl的正极和D2的负极连接点接到电机A的电源控制开关一个电极上，D3的正极和D4的负极连接点接到电机A的电源控制开关另一个电极上，D5的正极和D6的负极连接点接到电机B的电源控制开关一个电极上，D7的正极和D8的负极连接点接到电机B的电源控制开关另一个电极上。所述的温度传感器9是数字温度传感器，型号为DS18B20。实施例2 一种上述测温小车的工作方法，如图4所示，步骤如下a.首先检查车载温度测量系统的无线收发芯片、单片机、温度传感器、无线网络摄像头是否正常安装，并检查连线是否正确，确保连接正确；b.检查上位机微处理器控制系统单片机、液晶显示屏、无线收发芯片是否已经正常的连接，在确保连接正确后，打开上位机人机交互界面；c.打开车载温度测量系统的电源，使车载温度测量系统的单片机处于等待工作状态；d.登陆到http://ai_ball· com或http://192. 168. 2. I网站上观察由无线网络摄像头传回来的视频图像，通过上位机根据视频图像控制调整无线网络摄像头的方向，并且控制小车移动；e.连续不断调整小车无线网络摄像头的方向，并控制小车朝向目的地方向移动；f.当小车到达目的地时，用户通过上位机控制无线网络摄像头转动来观察四周的情况；g.检测目标环境的温度，在上位机人机交互界面和液晶显示屏上显示适时温度及画面；h.上位机的操作人员根据传回来的图像和温度信息决定相应的处理方式；i.测试完成后，用上位机控制无线网络摄像头观察移动的路线，并通过车载温度测量系统上的单片机操控小车回到出发位置；j.对测得的数据进行记录处理和保存，然后关闭上位机人机交互界面；k.关闭车载温度测量系统的电源，检测工作完成。
权利要求
1.一种与上位机通信的无线遥控测温小车，包括上位机微处理器控制系统和车载温度测量系统，通过上位机微处理器控制系统对车载温度测量系统进行遥控测温，上位机微处理器控制系统包括上位机、单片机、液晶显示屏和无线收发芯片；车载温度测量系统包括无线收发芯片、单片机、温度传感器、小车和无线网络摄像头，其特征在于上位机微处理器控制系统中的上位机与单片机相连接，单片机分别和液晶显示屏、无线收发芯片相互连接；车载温度测量系统中的无线收发芯片与单片机相连接，单片机分别和无线网络摄像头、温度传感器相连接；小车包括底盘、两车轮和一个万向轮，车轮和万向轮固定在底盘下面，呈三角形状分布；两车轮轴端分别和两电机轴相固定连接，两电机固定在底盘上面，两电机的电源控制开关与全桥驱动电路相连接，全桥驱动电路连接到车载温度测量系统中的单片机接口上以控制两电机的正、反转动；车载温度测量系统中的无线收发芯片、单片机和温度传感器固定在底盘上面，而无线网络摄像头通过舵机固定在小车车体上，可以随意转动； 全桥驱动电路包括一个驱动芯片和两个全桥，两个全桥分别由二极管D1-D4和二极管D5-D8构成，其中二极管D1、D3、D5和D7的负极和驱动芯片的VDD 口相连接并接到电源VDD 上，二极管D2、D4、D6和D8的正极和驱动芯片的GND 口相连接并接地，二极管Dl的正极和 D2的负极相连，二极管D3的正极和D4的负极相连，二极管D5的正极和D6的负极相连，二 极管D7的正极和D8的负极相连，Dl的正极和D2的负极连接点接到电机A的电源控制开关一个电极上，D3的正极和D4的负极连接点接到电机A的电源控制开关另一个电极上，D5的正极和D6的负极连接点接到电机B的电源控制开关一个电极上，D7的正极和D8的负极连接点接到电机B的电源控制开关另一个电极上。
2.如权利要求I所述的一种与上位机通信的无线遥控测温小车，其特征在于所述的温度传感器是数字温度传感器。
3.如权利要求I所述的一种测温小车的工作方法，步骤如下 a.首先检查车载温度测量系统的无线收发芯片、单片机、温度传感器、无线网络摄像头是否正常安装，并检查连线是否正确，确保连接正确； b.检查上位机微处理器控制系统单片机、液晶显示屏、无线收发芯片是否已经正常连接，在确保连接正确后，打开上位机人机交互界面； c.打开车载温度测量系统的电源，使车载温度测量系统的单片机处于等待工作状态； d.登陆到http://ai_ball.com或http://192. 168. 2. I网站上观察由无线网络摄像头传回来的视频图像，通过上位机根据视频图像控制调整无线网络摄像头的方向，并且控制小车移动； e.连续不断调整小车无线网络摄像头的方向，并控制小车朝向目的地方向移动； f.当小车到达目的地时，用户通过上位机控制无线网络摄像头转动来观察四周的情况； g.检测目标环境的温度，在上位机人机交互界面和液晶显示屏上显示适时温度及画面； h.上位机的操作人员根据传回来的图像和温度信息决定相应的处理方式； i.测试完成后，用上位机控制无线网络摄像头观察移动的路线，并通过车载温度测量系统上的单片机操控小车回到出发位置； j.对测得的数据进行记录处理和保存，然后关闭上位机人机交互界面；k.关闭车载温度测量系统的 电源，检测工作完成。
全文摘要
与上位机通信的无线遥控测温小车，属无线遥测技术领域，包括上位机微处理器控制系统和车载温度测量系统，通过上位机微处理器控制系统对车载温度测量系统进行遥控测温，本发明的优点是实用性强，应用范围广，功能强大。它将单片机、上位机、无线收发模块、液晶显示屏、温度传感器、无线网络摄像头和智能车有机的结合在一起，实现了用PC机的简单组合键来遥控远端的小车自由移动，并通过无线网络摄像头实时监控其走向及测温工作。该装置解决了在腐蚀性强或密封性高，温度测量与主机距离远的环境下测量温度困难的问题。而将小车机载温度计进行的远程移动式测温，大大提高了温度传感器的利用率。适用于小范围内的温度测量和图像信息采集。
文档编号G05B19/418GK102736579SQ20121007624
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者刘枭, 吴开斌, 周翔, 张伟, 曲凯歌, 马丕明 申请人:山东大学