基于S3C2440多功能智能车研究与实现V102010-

1、基于S33C24440多多功能智智能车研研究与实实现V1.0020100-7-12撰写人：徐锐锋锋 （SSA09922554244） 嵌嵌入式33班目录 HYPERLINK l _Toc26211 1 项目目概述 PAGEREF _Toc26211 3 HYPERLINK l _Toc11681 1.1 项目意意义 PAGEREF _Toc11681 3 HYPERLINK l _Toc25761 1.2 发展现现状41.33 主要要研究内内容4 HYPERLINK l _Toc16421 2 项目目需求规规格42.1 项目进进度 42.2 项目产产出 42.3 人事组组织安排排 52.4 资

2、金预预算 52.5 项目可可行性分分析 5 HYPERLINK l _Toc30722 3 系统统设计描描述53.1 整体设设计 53.2 硬件设设计 63.3 软件设设计 7 HYPERLINK l _Toc19807 4 系统统功能测测试9 HYPERLINK l _Toc476 5 项目目及课程程总结115.1 项目总总结 115.2 课程总总结 11 HYPERLINK l _Toc1114 6 参考考资料121 项目目概述系统采用用ARMM9微处处理器SS3C24440作作为主控控芯片，MCSS-511单片机机作为从从控芯片片，利用用USBB摄像头头通过WWIFII无线传传输视频频图

3、像至至PC上上，实现现视频监监控的目目的，小小车通过过光电传传感器来来实现自自主壁障障，自由由行走的的功能，同时可可以通过过PC键键盘无线线控制小小车行走走。系统统选用开开源的LLinuux 操操作系统统，编译译环境采采用交叉叉编译调调试的方方式，视视频播放放器采用用VLCC。嵌入入式Liinuxx 内核核Kerrnell 采用用2.6.28版本，Boootlooadeer采用用VIVVI，根根文件系系统使用用 yaaff22。项目意义义用途广泛泛：不但但可以用用于楼宇宇、仓库库等一般般场合，还可在在矿井、防爆、毒气泄泄漏等恶恶劣环境境。实时视频频采集及及无线传传输：可可以方便便的实现现对目标

4、标环境的的远程监监控，在在安防、交通、智能楼楼宇等领领域有很很好的应应用前景景。智能小车车可以代代替人完完成特定定工作，而无线线视频采采集应用用广泛，因此开开发一款款具有无无线视频频采集功功能的智智能小车车是有很很大实用用意义的的。发展现状状在国外，移动机机器人的的研究始始于6 0年代代末期， 斯坦坦福研究究院( S RR I ) 的的N ii t s N ii l s ss e n 和和C hh a r ll e s R oo s e nn等 人人， 在在1 99 6 6年至至1 99 7 2年间间研制出出了名为为S hh a k ee ) 的自主主移 动动机器人人。 进入2 0世纪纪8 0

5、0年代以以后，人人们的研研究方向向 逐渐渐转移到到了面向向实际应应用的室室内移动动机器人人的研究究，并逐逐步形成成了自 主式移移动机器器人A MR ( II n d oo o r A uu t o nn o m oo u s M oo b i ll e R o bb o t ) 概念念。美国国国防高高级研究究计划局局 ( D AA R P AA)专门门 立项项，制定定了地面面天人作作战平台台的战略略计划。从此 在全世世界掀开开了全面面研究室室外移动动机器人人的序幕幕， 如如D AA R P AA的“ 战略略计算机机” 计划划中的自自主地面面车辆( A L VV) 计计划( 1 99 8 3 一

6、一1 99 9 0 ) , 能源部部制订的的为期11 0年年的机器器人和智智能系统统计划 ( RR I P SS ) ( 1 99 8 6 - 1 99 9 5 )，以 及后来来的空间间机器人人计划:日本通通产省组组织的极极限环境境下 作作业的机机器人计计划: 欧洲尤尤里卡中中的机器器人计划划等。 初期的的研究，主要从从学术角角度研究究室外机机器人的的体系结结构和信信息处理理，并建建立实验验系统进进行验证证。虽然然由于88 0 年代对对机器人人的智能能行为期期望过高高，导致致室外机机器人的的研究未未达到预预期的效效果，但但却带动动了相关关技术的的发展，为探讨讨人类研研制智能能机器人人的途径径积

7、累了了 经验验，同时时，也推推动了其其它国家家对移动动机器人人的研究究与开发发。在国内，从“ 七五五” 开始始， 我我国的移移动机器器人研究究开始起起步，经经过多年年来的发发展， 己经取取得了一一定的成成绩。 清华大大学智能能移动机机器人于于1 99 9 4 年年通过鉴鉴定。涉涉及到五五个方面面的关键键技术: 基于于地图的的全局路路径规划划技术研研究( 准结构构道路网网环境下下的全局局路径规规划、具具有障碍碍物越野野环境下下的全局局路径规规划、自自 然地地形环境境下的全全局路径径规划)；基于于传感器器信息的的局部路路径规划划技术研研究( 基于多多种传感感器信息息的“ 感知知一动作作”行为、基于

8、环环境势场场法的“感知一一动作”行为、基于模模糊控制制的局部部路径规规划与导导航控制制) ;路径规规划的仿仿真技术术研究( 基于于地图的的全局路路径规划划系统的的仿真模模拟、 室外移移动机器器人规划划系统的的仿真模模拟、室室内移动动机器人人局部路路径规划划系统的的仿真模模拟) ;传感感技术、信息融融合技术术研究(差分全全球卫星星定位系系统、 磁罗盘盘和光码码盘定位位系统、 超声声测距系系统、 视觉处处理技术术、 信信息融合合技术) ; 智能移移动机器器人的设设计和实实现( 智能移移动机器器人T H MMR -1 11 1 的体系系结构、 高效效快速的的数据传传输技术术、自 动驾驶驶系统) 。香

9、香港城市市大学智智能设计计、自 动化及及制造研研究中心心的自动动导航车车和服务务机器人人。中国国科学院院沈阳自自 动化化研究所所的A G VV和防爆爆机器人人。中国国科学院院自动化化所自行行设计、制造的的全方位位移动式式机器人人视觉导导航系统统。哈尔尔滨工业业大学于于1 99 9 6年研研制成功功的导游游机器人人等。主要研究究内容本项目的的研究内内容主要要是设计计可用于于无线视视频采集集监控的的智能小小车，具具体工作作包括：（1）智智能小车车各个模模块硬件件设计（2）智智能小车车整机调调试（3）无无线视频频采集与与传输的的研究与与实现（4）智智能小车车的软件件设计（单片机机和ARRM）（5）小

10、小车传感感系统和和避障算算法的研研究与实实现项目需求求规格2.1项项目进度度20099-111-188至20009-111-225 文献调调研20099-111-266至20009-111-330 理论分分析20099-122-1至至20009-112-110 撰写写开题报报告及答答辩PPPT开题报告告等相关关开题资资料20099-122-144至20009-11-200确定总总体框架架，完成成硬件平平台设计计小车主控控板及外外围功能能模块20100-3-11至20110-33-100 搭搭建智能能小车平平台20100-3-11至至20110-44-1 完成成各功能能模块驱驱动设计计与调试试小

11、车可以以自主“行走”，实现现较好的的避障功功能 20100-4-2至20110-44-100 应应用程序序设计1、视频频采集及及无线实实时视频频传输，通过小小车采集集视频，传输到到电脑面面实现实实时播放放2、可以以通过电电脑（具具有WIIFI功功能的智智能手机机）控制制小车“行走”20100-4-11至至20110-44-200 整体体性能测测试与评评估20100-4-21至至20110-44-255 结题题，答辩辩2.2 项目产产出智能小小车 一一台；智能小车车主控程程序，解析主主机命令令并自主主避障，C语言言代码，x866 +AARM+linnux平平台全部的的开发文文档2.3人人事组织织

12、安排姓名学号项目分工工签章黄旭SA09922554399驱动及应应用程序序编写黄旭李子阳SA09922554222视频采集集及无线线传输李子阳徐锐锋SA09922554244硬件设计计及相关关驱动徐锐锋徐晓圣SA09922552066视频采集集及无线线传输徐晓圣翟斌SA09922552811硬件设计计及相关关驱动翟斌2.4 资金预预算2.5 项目可行行性分析析多功能智智能小车车主要由由硬件系系统和软软件系统统构成。硬件系系统主要要包括：嵌入式式微处理理器、数数据存储储器、外外围接口口、步进进电机、小车车车体以及及电源等等外围电电路，其其中嵌入入式微处处理器是是整个硬硬件系统统的核心心；软件件包

13、括：嵌入式式操作系系统、外外设驱动动程序及及应用软软件等。系统设计计描述整体设计计系统整体体框图3.2硬硬件结构构单片机模模块： 作作为从控控制器的的单片机机模块，主要用用来控制制小车的的行走行行为和执执行arrm主控控下下来来的命令令。由电电源，sstc芯芯片，红红外避撞撞传感器器模块板板，串口口，声控控，光敏敏电阻模模块组成成。对各模块块的布局局可以看看我们的的电路图图。单片片机模块块通过串串口接收收armm板下发发的指令令。然后后，经过过stcc运行的的程序的的解释，分别控控制ioo口下发发指令给给电机，电源模模块供电电，在我我们的单单片机程程序中，我们不不停的去去读传感感器的状状态，然

14、然后看是是否有障障碍物，然后根根据不同同的情况况，决定定小车的的行走方方向。硬件设计计的单片片机板子子的电路路如下：3.3软软件设计计单片机从从控板的的程序流流程图：ARM99主控板板的程序序流程图图：系统功能能测试智能车实实物图硬件条件件：1）智能能车实物物一个（含底盘盘，控制制电路板板，传感感器，电电源，UUSB摄摄像头，无线网网卡等）2）具有有无线WWIFII的PCC机一台台3）无线线路由器器一个运行效果果：1）实时时无线传传输视频频至PCC机上，使用VVLC播播放器播播放视频频，如下下图：2）小车车具有自自主壁障障，自由由行走的的功能3）通过过PC机机可对小小车实现现人工控控制其行行走

15、4）具备备声光控控制功能能。 时间特特性：VLC播播放实时时视频会会有2-3秒的的延时，小车的的反应时时间延迟迟不到00.5秒秒 稳定性性：1）利用用无线路路由组建建局域网网，偶尔尔会不稳稳定，出出现自动动断开连连接；2）小车车壁障稳稳定性良良好；3）小车车耗电比比较厉害害，所以以电池供供电不足足时会造造成单片片机或AARM复复位，严严重时系系统会崩崩溃。软件配置置：1）安装装Ubuuntuu 9.102）安装装VLCC操纵步骤骤：1）启动动小车的的主控板板和从控控板的电电源并插插上USSB摄像像头。2）打开开无线路路由器，PC，小车的的WIFFI，构构建局域域网连接接，并测测试是否否连接成成

16、功。3）启动动Ubuuntuu 9.10，VLCC，建立立好视频频监控环环境4）打开开超级终终端，向向小车发发送命令令：0是是自主模模式，99是人工工模式，1是前前进，22是后退退，3是是左转，4是右右转，88是停止止。项目及课课程总结结项目总结结对产品质质量的评评价：此小车具具有高度度自主性性、高智智能、低低功耗且且价格低低廉等优优点，其其将在智智能楼宇宇、医院院、商场场、图书书馆等场场所有广广泛的应应用前景景。对技术方方法的评评价：之前大家家基本上上都没有有搞过这这方面的的技术，因此在在实践过过程中走走了不少少弯路，浪费一一些时间间，大家家都积累累了很多多关于这这方面的的一些知知识，也也体

17、会到到文档的的重要性性。问题分析析：智能性不不够强，可在智智能识别别和算法法做进一一步研究究，并增增加相应应传感器器作为辅辅助小车的运运动系统统存在缺缺陷，加加强对运运动系统统和对摄摄像头的的控制，向工业业产品迈迈进，如如搜救机机器人增加人机机交互功功能，智智能娱乐乐产品增强控制制系统健健壮性，开发真真正的智智能无人人驾驶系系统经验与教教训：经验：学学习了嵌嵌入式llinuux开发发，并对对C编程程有了更更深刻的的理解。更加深深刻地体体会了团团队之间间的协作作，沟通通。教训：时时间把握握的不好好，不能能在有限限的时间间内合理理的分配配工作，到最后后有点敢敢任务的的感觉。5.2 课程总总结1）课程程设置很很合理，这是一一个优秀秀的软件件工程师师或项目目负责人人必须要要学好的的课程。2）任课课老师很很负责，上课的的风格幽幽默，在这种种课堂氛氛围中，我可以以专心的的听课并并思考。3）课后后作业和和实验设设置很好好，可以以有效地地提高学学生对课课程的理理解深度度。4）沟通通环节如如果能以以“提高学学生主观观能动性性”的更好好的方法法实施出出来，我我想教学学效果会会更好。参考资料料1邹邹思铁.嵌入式式Linnux设设计与应应用MM.北北京：清清华大学