数据通信论文之双车调试与PC机通信

1、数据通信应用（2015 2016 年）智能车竞赛双车通信与调试方案学生姓名：学号：专业班级：指导老师：摘要在第十届全国大学生智能车竞赛中，官方引入了“双车追逐组”。其比赛规则明确说明，两辆车子之间不能有任何物理连接，在车子比赛过程中，双车不能有长时间的物理接触，但是可以有瞬间的碰触。我很荣幸参加了第十届的智能车比赛的“双车追逐组”，负责双车通信与调试。而今又要写“数据通信”的应用，正好趁这个机会，将自己的双车通信与调试方案写出来。关键词：智能车、通信、物理连接、调试1.比赛规则与通信方案选择规则规定，双车之间不能有物理连接，不能长时间的碰触，而且最终成绩是按照如下公式计算的：T = t1+5(

2、t1-t2)其中，t1为第一辆车通过赛道一圈的时间，t2是第二辆车计时开始到通过终点的时间。可见比赛不但要求双车不能有物理接触，而且距离也须适中，否则就时间差5倍的乘积是很难让人接受的。所以双车之间必须建立数据交流，即要保证双车不撞车，要保证双车间距不能够过大。难题是我们智能车车模的控制是利用定时器控制的，就是将所有的控制指令都放在PIT中断内进行，因为车模在行进过程中，受到舵机响应速率、电机驱动模块的限制，不能过于频繁的控制，所以不能安照顺序结构对车模进行控制。而数据通信要求有实时性，而且要保证在通信过程中不能影响车模的正常运行。两辆车模的PIT进入中断时刻无法做到同步，不可能采用同步通信的

3、方式进行通信，经过我前思后想之后，决定化繁为简，将双车通信定为双车单向通信。同时为了便于无线调试，我在车模电路主板上预留了单个车模与PC上位机通信的数据接口。在通信工具选择过程中，我们最终选择了蓝牙，并将通信定为“三蓝牙”通信方案。首先蓝牙调试技术在我校智能车队较为成熟，便于上手；其次蓝牙可以直接插在串口上，而主控芯片K60单片机有丰富的串口。而无线通信模块NRF2401模块也可以用在双车通信中，但是我们没有选，主要原因如下：第一，他们都是半双工的， 无法实现实时双向传输；第二， 24L01 的程序比较麻烦，新手不好使用；第三， 使用现成串口通信，比较方便。2.三蓝牙方案与PC上位机三蓝牙方案

4、通信框图如下：其实也可以称为其是四蓝牙通信方案，因为通信过程中可以同时使用四个蓝牙进行通信。但是收到比赛经费的限制，我们就买了三个蓝牙，采用双车分时与电脑上位机通信的办法。参数调试过程中，需要调试车模的参数，比如舵机以及电机的 PID。我没有去写主车到从车的参数数据的发送协议，而是采用来网上流传很广的虚拟数据示波器datascope 。通信框图如下：3.通信调试代码（省去初始化）在通信和调试过程中，我们发现由于串口通信速率有限，所以最终决定只发送距离标志，而不是距离数值。程序代码如下：void Send_Sign() if(distance<10) /当距离小于10 uart_putch

5、ar(UART5,'A'); else if(distance>=10&&distance<20) /当距离 uart_putchar(UART5,'B'); else if(distance>=20&&distance<30) /当距离 uart_putchar(UART5,'C'); else if(distance>=30&&distance<40) uart_putchar(UART5,'D');/A车减速 else if(distance

6、>=40&&distance<50) uart_putchar(UART5,'E');/A车加速 else if(distance>=50&&distance<60) uart_putchar(UART5,'E');/A车加速 else if(distance>=60&&distance<70) uart_putchar(UART5,'F');/A车加速 else uart_putchar(UART5,'G'); 而datascope上位机，我将他

7、们给的函数代码，重新封装，形成数据个数通道可以选择、参数可以调节的参数。封装代码如下：void DataScope_Display() u8 i=0,Send_Count=0; DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result0) , 1 ); /将数据 1.0 写入通道 1 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result1) , 2 ); /将数据 2.0 写入通道 2 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result2) , 3 ); /将数据 3.0 写入通道 3 Data

8、Scope_Get_Channel_Data(float)(ad_result3) , 4 ); /将数据 4.0 写入通道 4 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result4) , 5 ); /将数据 5.0 写入通道 5 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result5) , 6 ); /将数据 6.0 写入通道 6 DataScope_Get_Channel_Data( 7.0 , 7 ); /将数据 7.0 写入通道 7 DataScope_Get_Channel_Data( 8.0 , 8 ); /将数

9、据 8.0 写入通道 8 DataScope_Get_Channel_Data( 9.0 , 9 ); /将数据 9.0 写入通道 9 DataScope_Get_Channel_Data( PWM_OFFSET , 10); /将数据 10.0 写入通道 10 Send_Count = DataScope_Data_Generate(10); /生成10个通道的 格式化帧数据，返回帧数据长度 for( i = 0 ; i < Send_Count; i+) /循环发送,直到发送完毕 uart_putchar(PUT_DATA,DataScope_OutPut_Bufferi); /ua

10、rt_putchar(UART3,'S'); / while(UART3->SR&0X40)=0); / UART3->DR = DataScope_OutPut_Bufferi; /从串口丢一个字节数据出去 /delayms(50); /20fps, 帧间隔时间。 不同电脑配置及 USB-TTL 设备的优劣均会影响此时间的长短，建议实测为准。 Datascope上位机画面如下，由于在使用过程中没有截图，这里给出已张没有数据的截图：4.通信与调试结果在通信与调试过程中，我们发现方案效果不错，在通信过程中当距离过大时，前车有明显的减速；距离过小时，前车有明显的加速。而上位机调试，也可以通过da