基于ZigBee通信的智能车及其系统的制作方法

本发明涉及智能车技术领域，尤其设计一种基于ZigBee通信的智能车及其系统。

背景技术：

随着智能车系统研究被涉及，智能车的应用范围不断被扩展，为了适应复杂的周围环境和任务的繁重性，智能车之间的协同协作成了该系统的重要特点，多智能车在协作中传递信息需要通信支持，因此无线通信研究也成为了多智能车的一个重要研究领域。现代无线通信技术常用的主要有以下几项：因信号不稳定而不被广泛应用的GSM通信、PN码设置较为复杂的CDMA通信，以及功率消耗巨大的wifi通信和花费较高的蓝牙通信。ZigBee技术的出现变成了满足群集智能要求的最好解决方案之一：该技术介于无线传感和蓝牙技术之间，主要应用于短距离的无线传输数据，其工作模式是以接力的方式通过无线电波将数据包在节点之间传递，而且节点传感器的耗能非常的低，并具有唤醒和工作之间互相切换功能，因此ZigBee技术的通信效率和可靠性非常的高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee通信的智能车及其系统，所述智能车中控制模块具有较好的鲁棒性，功耗低，电源使用寿命长，移动性强，具有较好的抗干扰性和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于ZigBee通信的智能车，包括车本体，其特征在于：还包括车本体上的控制模块和两个驱动电机，所述控制模块包括微处理器，左红外传感和右红外传感器分别位于车本体的左侧和右侧，且经A/D转换模块与所述微处理器的信号输入端连接，用于感应所述车本体的左右两侧是否有障碍物；所述驱动电机分别位于所述车本体车架的左右两侧，驱动电路与所述微处理器的信号输出端连接，驱动电路的控制输出端分别与所述驱动电机动作，用于驱动所述驱动电机动作，继而驱动电机驱动所述智能车的驱动轮动作，实现转弯避障；ZigBee无线通信模块与所述微处理器双向连接，用于实现智能车与智能车之间的通信；人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据；电源模块与所述控制模块中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源；时钟模块与所述微处理器的时钟信号输入端连接，用于为所述微处理器提供工作时钟。

进一步的技术方案在于：所述微处理器使用AT89S52型单片机。

进一步的技术方案在于：所述电源模块包括LM2940型电源芯片U2，所述电源模块的电源输入端分为两路，第一路与所述U2的电源输入端连接，第二路经电容C6接地，所述U2的接地引脚接地，所述U2的电源输出端并连接有电容C7和电容C8。

本发明还公开了一种基于ZigBee通信的智能车系统，其特征在于：包括若干个所述的智能车和上位机，所述智能车之间通过各个车上的ZigBee无线通信模块实现数据的交互，位于远端的所述智能车通过其它智能车上ZigBee无线通信模块的中转与所述上位机之间实现数据交互，近端的智能车直接通过其车上的ZigBee无线通信模块与所述上位机实现数据交互。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统中的智能车通过使用ZigBee模块进行通信，与其他短距离无限通信方式相比具有能量消耗低、价格低廉、网络延时短、网络容量大、数据传输可靠、安全性能强以及动态组网的优点；不仅通信系统拥有良好的鲁棒性，而且也达到了对设备的定位要求；人机界面和服务质量得到保障；ZigBee无线通信模块体积小并且容易安装，不仅减少电路体积，还降低了智能车的负载，功耗低，电源使用寿命长；ZigBee无线通信模块拥有强大的抗干扰性和可靠性强的电路；采用显式与隐式相结合的通信方式增加系统对未知环境的自处理能力，并且在上位机协调下可以完成较为复杂的协同任务。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述智能车的结构示意图；

图2是本发明实施例中所述控制模块的原理框图；

图3是本发明实施例中智能车主动避障的控制流程图；

图4是本发明实施例所述控制模块中微处理器的电路原理图；

图5是本发明实施例所述控制模块中时钟模块的电路原理图；

图6是本发明实施例所述控制模块中复位模块的电路原理图；

图7是本发明实施例所述控制模块中电源模块的电路原理图；

图8是本发明实施例所述系统的原理框图；

图9是协调器与节点间的双向通信图；

图10是通信数据交换图；

图11是ZigBee协议栈体系结构图；

图12是ZigBee协议栈工作流程图；

图13是数据发送流程图；

图14是数据接收流程图。

其中：1、车本体 2、左驱动轮 3、右驱动轮 4、控制模块

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明实施例公开了一种基于ZigBee通信的智能车，包括车本体，还包括车本体上的控制模块和两个驱动电机。如图2所示，所述控制模块包括微处理器，左红外传感和右红外传感器分别位于车本体的左侧和右侧，且经A/D转换模块与所述微处理器的信号输入端连接，用于感应所述车本体的左右两侧是否有障碍物；所述驱动电机分别位于所述车本体车架的左右两侧，驱动电路与所述微处理器的信号输出端连接，驱动电路的控制输出端分别与所述驱动电机动作，用于驱动所述驱动电机动作，继而驱动电机驱动所述智能车的驱动轮动作，实现转弯避障；ZigBee无线通信模块与所述微处理器双向连接，用于实现智能车与智能车之间的通信；人机交互模块与所述微处理器双向连接，用于输入控制命令并显示输出的数据；电源模块与所述控制模块中需要供电的模块的电源输入端连接，用于为其提供工作电源；时钟模块与所述微处理器的时钟信号输入端连接，用于为所述微处理器提供工作时钟。

优选的，所述微处理器使用AT89S52型单片机。所述电源模块包括LM2940型电源芯片U2，所述电源模块的电源输入端分为两路，第一路与所述U2的电源输入端连接，第二路经电容C6接地，所述U2的接地引脚接地，所述U2的电源输出端并连接有电容C7和电容C8。

智能车主动避障的控制流程如图3所示；所述控制模块中微处理器的电路原理如图4所示；所述控制模块中时钟模块的电路原理如图5所示；所述控制模块中复位模块的电路原理如图6所示；所述控制模块中电源模块的电路原理如图7所示。

如图8所示，本发明实施例还公开了一种基于ZigBee通信的智能车系统，包括若干个所述的智能车和上位机，所述智能车之间通过各个车上的ZigBee无线通信模块实现数据的交互，位于远端的所述智能车通过其它智能车上ZigBee无线通信模块的中转与所述上位机之间实现数据交互，近端的智能车直接通过其车上的ZigBee无线通信模块与所述上位机实现数据交互。

图9是协调器与节点间的双向通信图；图10是通信数据交换图；图11是ZigBee协议栈体系结构图；图12是ZigBee协议栈工作流程图；图13是数据发送流程图；图14是数据接收流程图。

在进行程序编译并进行正式烧写程序后，正确连接上位机，协调器Collector(中转智能车)和终端节点Sensor(远端智能车)。进行协调器与终端节点间的双向通信实验，并得到准确结论。正式调试时，协调器会选择一个ID,同时为加入网络的终端节点分配网络地址，这样协调器就会根据网络地址给不同的节点发送信息。在协调器给终端节点发送信息的同时，终端节点也将采集到的信息上传到协调器并在上位机上显示。在通信过程中，不断移动终端节点，在节点达到覆盖边缘时，通信就会终端，如果节点重新回到网络覆盖范围区域内时，通信又很快恢复正常。表明网络覆盖范围内，双向通信的速度快，质量高，而且网络自动愈合以及中继能力很强。

所述系统中的智能车通过使用ZigBee模块进行通信，与其他短距离无限通信方式相比具有能量消耗低、价格低廉、网络延时短、网络容量大、数据传输可靠、安全性能强以及动态组网的优点；不仅通信系统拥有良好的鲁棒性，而且也达到了对设备的定位要求；人机界面和服务质量得到保障；ZigBee无线通信模块体积小并且容易安装，不仅减少电路体积，还降低了智能车的负载，功耗低，电源使用寿命长；ZigBee无线通信模块拥有强大的抗干扰性和可靠性强的电路；采用显式与隐式相结合的通信方式增加系统对未知环境的自处理能力，并且在上位机协调下可以完成较为复杂的协同任务。