一种野外探险智能车的制作方法

本实用新型涉及野外探险设备领域，具体是指一种野外探险智能车。

背景技术：

当今社会，科学技术日新月异，时代前进的步伐越迈越宽，应用自动化设备，计算机处理，现代化通讯，数字化信息，现代化显示设备等高新技术而建立的现代化智能，监控等系统已经得到充分的发展与应用，智能设备也就应运而生，方便辅助人们对自然的探索，但是现有的智能设备功能单一，价格昂贵，体积较大，不方便探索狭窄地区，对于未知的危险需要花费人力进行探索，严重情况甚至会威胁到人身安全。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种结构稳定，实用性强，小巧方便可以随时监测周围环境分析潜在危险的一种野外探险智能车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种野外探险智能车，包括车架，所述的车架底面两端分别连接设有舵机、电机，所述的电机和舵机外侧分别连接设有轮胎，所述的车架顶面设有电池，所述的电池上方设有控制板，所述的控制板和车架之间通过铜柱支撑连接，所述的铜柱位于控制板的四个角，所述的控制板包括控制模块、电机驱动模块、测距模块、测速模块、监测模块、无线通信模块、照明报警模块和辅助电源模块，所述的控制模块分别连接控制辅助电源模块、电机驱动模块和照明报警模块的开关，所述的测距模块、测速模块和监测模块分别连接控制模块并向控制模块传输信息，所述的控制模块通过连接的无线通信模块传出信息，所述的控制板上还设有摄像头，所述的电池为整个装置供电。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：结构轻巧，舵机和电机结合电机驱动模块可以实现智能车的变速前进、转弯等动作，方便对狭窄野外地区的探索，对周围环境进行实时监控，把收集到的信息数据通过无线通信模块传输到智能终端，摄像头可以随时进行图形传输，更有利于辨别潜在危险，照明报警模块方便了夜间的探寻，碰到危险能做出及时的报警，测距模块和测速模块，有利于避障，防止在探索过程中的磕碰对智能车造成损坏。

作为改进，所述的电池电性连接控制板通过辅助电源模块向电机驱动模块、测距模块、测速模块、监测模块、无线通信模块和照明报警模块供电，电机驱动模块向舵机和电机供电，统一供电，经过辅助电源模块方便控制电压。

作为改进，所述的控制模块核心控制采用MSP430F149，体积小，片上资源丰富，IO口多且可复用，功耗低。

作为改进，所述的电机驱动模块电机驱动芯片为L298N，一个L298N可以分别控制舵机和电机，操作方便，稳定性好。

作为改进，所述的测距模块为超声波测距模块，分布于控制板四周，超声波测速模块上均设有发射探头和接收探头，声波遇到物体反射回来进行测距以达到避障的效果。

作为改进，所述的测速模块为红外线测速模块，精准判断速度和位置。

作为改进，所述的监测模块包括温度模块、湿度模块和烟雾模块，监测全面，综合判断所处环境状况。

作为改进，所述的无线通信模块为NRF905无线芯片，接收发送功能合一，抗干扰性能强，具有很强的障碍穿透性能。

附图说明

图1是本实用新型一种野外探险智能车结构示意图。

图2是本实用新型一种野外探险智能车控制板示意图。

图3是本实用新型一种野外探险智能车控制模块电路示意图。

图4是本实用新型一种野外探险智能车电机驱动模块电路示意图。

图5是本实用新型一种野外探险智能车测距模块发射探头电路示意图。

图6是本实用新型一种野外探险智能车测距模块接收探头电路示意图。

图7是本实用新型一种野外探险智能车温度模块电路示意图。

图8是本实用新型一种野外探险智能车湿度模块电路示意图。

图9是本实用新型一种野外探险智能车烟雾模块电路示意图。

图10是本实用新型一种野外探险智能车照明报警模块电路示意图。

图11是本实用新型一种野外探险智能车无线通信模块电路示意图。

图12是本实用新型一种野外探险智能车超声波测距示意图。

如图所示：1、车架，2、舵机，3、电机，4、轮胎，5、电池，6、控制板，7、铜柱，8、控制模块， 9、电机驱动模块，10、测距模块，11、测速模块，12、监测模块，13、无线通信模块，14、照明报警模块，15、辅助电源模块，16、摄像头，17、温度模块，18、湿度模块，19、烟雾模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

一种野外探险智能车，包括车架1，所述的车架1底面两端分别连接设有舵机2、电机3，所述的电机 3和舵机2外侧分别连接设有轮胎4，所述的车架1顶面设有电池5，所述的电池5上方设有控制板6，所述的控制板6和车架1之间通过铜柱7支撑连接，所述的铜柱7位于控制板6的四个角，所述的控制板6 包括控制模块8、电机驱动模块9、测距模块10、测速模块11、监测模块12、无线通信模块13、照明报警模块14和辅助电源模块15，所述的控制模块8分别连接控制辅助电源模块15、电机驱动模块9和照明报警模块14的开关，所述的测距模块10、测速模块11和监测模块12分别连接控制模块8并向控制模块 8传输信息，所述的控制模块8通过连接的无线通信模块传出信息，所述的控制板6上还设有摄像头16，所述的电池5为整个装置供电。

所述的电池5电性连接控制板6通过辅助电源模块15向电机驱动模块9、测距模块10、测速模块11、监测模块12、无线通信模块13和照明报警模块14供电，电机驱动模块9向舵机2和电机3供电。

所述的控制模块8核心控制采用MSP430F149。

所述的电机驱动模块9电机驱动芯片为L298N。

所述的测距模块10为超声波测距模块，分布于控制板6四周，测速模块10上均设有发射探头和接收探头。

所述的测速模块10为红外线测速模块。

所述的监测模块12包括温度模块17、湿度模块18和烟雾模块19。

所述的无线通信模块13为NRF905无线芯片。

本实用新型在具体实施时，使用手机等智能终端通过无线通信模块11远程遥控智能车，在进行野外作业时，遇到未知的山洞等存在潜在危险的地况时都可以先将智能车放进去，遥控操作，辅助电源模块15 为智能车行驶提供保障，舵机2和电机3通过电机驱动模块9来实现智能车的变速前进、转弯等动作，通过测距模块10进行避障，通过测速模块11判断智能车行进距离，监测模块12上的温度模块17、湿度模块18和烟雾模块19对智能车所处环境进行综合判断，之后向智能终端传递信息，判断危险性，智能车上有照明报警模块14，即使在黑暗的环境也能进行作业，配合摄像头16可以实时传输周围状况，一旦在监测过程中发现危险，启动报警。

本实用新型的工作原理，图3显示了控制模块8控制核心MSP430F149电路，各个模块相对应连接到 MSP430F149控制核心的引脚上。

图4显示了电机驱动模块9电路，智能车采用芯片L298N来完成，用六个IO口来控制智能车的运动，其中两个IO口是产生PWM波，控制电机的速度，另外四个IO口又分成两组，分别控制电机的正反转，来实现智能车的变速前进、转弯等动作。

测速模块11采用红外线测速模块，利用ST188红外对管的特性：红外对管的一边发射红外光，一边接收红外光，当红外观被物体阻碍时，红外波被反射，对管的一只接收到红外波，同时引起其端口电压的变化，对智能车的速度进行监测，测速原理：智能车的行驶过程是一个连续的时间过程，它的时间、路程、速度都是连续的，我们用t表示时间，S表示路程，V表示瞬时速度，那么它们的数学定义为：s＝∫vdt，智能车的平均速度为：将上面的式子离散化，假设在一个很短的时间t内智能车行驶了 S的路程，则智能车的即时速度直接得到智能车的速度的传感器很难实现，但是智能车行驶的距离是容易测量的，因为车轮在行驶的过程中一直在旋转，假设车轮的周长为L，在时间t内转动了N 圈，则智能车行驶的距离为：S＝N·L，在实际过程中，我们需要把车轮的转动信息转换成电信号，就是使用速度传感器得到脉冲信号，如果智能车转动一周得到一个信号，则很显然的，距离测量的最大误差就是车轮的周长，因此，我们有必要在车轮转动一周的过程中得到尽可能多的计数脉冲，假设在车轮转动一周的过程中均匀地得到m个脉冲信号，那么距离测量的最大误差就变为L/m，如果在时间t内得到的计数脉冲为N个，那么智能车行驶的距离为：因此，在智能车的速度和距离的检测过程中最需要知道的就是车轮旋转时产生的脉冲个数。

图5-6显示了测距模块10工作过程，首先通过超声波发射探头向空气中发射声脉冲，声波遇到被测物体反射回来,发射端不断的往外发送超声波，对于接收探头，因为接收的超声波信号很微弱而且考虑到干扰的因素，接收端有放大电路与滤波电路，当接收到超声波时，IO口即为高电平，若此IO支持外部中断，则可在MCU中引发中断，测距模块接收探头都有外部中断功能的IO口来确定是否监测到超声波，因此通过计算测的距离障碍物的距离然后就可以判断是否转弯，发射探头连接在P1.0引脚上，接收探头连接在P3.2引脚上，超声波测距的原理如下：

参照图12，首先超声波传感器向空气中发射声脉冲,声波遇到被测物体反射回来,若可以测出第一个回波达到的时间与发射脉冲间的时间差t,利用即可算得传感器与反射点间的距离s,测量距离若s>>h时,则d≈s。

图7-9显示了监测模块12中的温度模块17、湿度模块18和烟雾模块电路19，温度模块17采用 DS18B20，湿度模块18采用DHT11，烟雾模块19采用MQ-2传感器，三者均体积小，响应快，抗干扰能力强。

图10显示了照明报警模块14电路，采用高亮LED方便夜间作业，报警器可以及时作出预警。

图11显示了无线通信模块13电路，接收发送功能合一，收发完成中断标志；内置硬件8/16位CRC 校验，开发简单，数据传输可靠稳定；工作电压1.9-3.6V，低功耗，待机模式仅2.5uA；内置SPI接口，也可通过I/O口模拟SPI实现，最高SPI时钟可达10M；发射速率50Kbps，外置433MHz天线，空旷通讯距离可达300米左右，室内通信3-6层可实现可靠通信，抗干扰性能强，很强的障碍穿透性能。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。