物联网工程专业课程综合实验设计

摘"要：卫星导航定位技术作为现代科技领域中的代表性技术，不仅在军事领域被广泛应用，也被广泛应用于民用领域，如汽车导航、物流配送等。为了帮助学生更好地理解和掌握卫星导航定位技术，将卫星导航与嵌入式系统集成开发相结合，针对导航与定位技术课程，设计软硬件相结合的卫星导航嵌入式智能小车实验教学平台，通过“以树莓派智能小车实现路径规划”项目案例设计综合实验教学内容。该实验教学充分体现了课程交叉学科的特点，实用性强，能够增强学生对理论知识的理解和应用，激发学生对课程深入学习的兴趣，从而培养学生的工程综合实践和创新应用能力，达到预期的教学效果。关键词：物联网工程；导航与定位技术；实验教学平台；树莓派；智能小车0"引言随着移动通信技术和卫星定位技术的不断进步，导航与定位技术已经被广泛应用于各个领域，包括但不限于地理信息的数据采集，车辆监控与调度管理，各类导航服务、航空和航海行业的导航支持，军事应用、机械控制系统、无人驾驶技术的研发，智慧农业的发展，以及各种面向大众消费者的智能应用等。导航与定位技术作为物联网工程以及其他相关专业的重要专业课程，面临许多挑战。目前，尽管许多高校开设了导航与定位技术实验课程，但其焦点主要是卫星信号的解析，主要面向电子信息工程专业的学生。这些课程涵盖了诸如用户坐标计算、导航数据解读、卫星导航定位信号特性分析、信号捕获技术、载噪比计算方法、信号搜索策略和信号跟踪技术等七个核心实验内容[1]。还有一部分院校采用虚拟仿真技术进行教学，设计了一系列以北斗卫星导航系统为核心的虚拟实验。这些实验包括对北斗卫星导航系统基本原理的理解、对其星座结构的探究、卫星信号的解算过程、电文信息的解析方法和利用北斗系统进行定位计算等，旨在通过仿真环境为学生提供深入且直观的学习体验[2]。这些学校面向电子信息工程专业的实验教学存在如下问题：1）教学内容简单，综合性、创新性不足；2）教学手段单一，难以调动学生学习兴趣，针对性不强。针对导航工程专业卫星导航课程实验教学中存在的问题，特别是对学生的系统分析解决问题能力和创新能力培养不足的情况，文献[3]设计建设了将卫星导航与嵌入式系统集成开发相结合的实验教学平台。受此启发，笔者认为，面向物联网工程以及其他相关专业的导航与定位技术实验课程必须围绕卫星定位技术的应用，激发学生兴趣，培养学生自我学习的能力，同时兼顾实验成本。为此，基于贵州师范大学物联网工程专业导航与定位技术课程“激发创新意识，养成善于观察、独立思考思维，培养导航与定位技术综合应用能力”的目标，采用树莓派这一低成本的嵌入式系统，开发软硬件相结合的卫星导航嵌入式智能小车实验教学平台，设计“以树莓派智能小车实现路径规划”实验教学内容，旨在鼓励学生充分利用信息和通信技术与互联网平台，激发他们的主观能动性和创新精神。实践证明，通过实验可以有效地实现教学互动，提升学生协作学习、自主学习和体验式学习的能力，促进学生综合能力的培养和提升。1"总体设计思路与方案本实验课程教学遵循开放、开源、可扩展的原则，总体设计如下。1.1"采用开放式硬件设计实验硬件包括智能小车、树莓派4B、PCB驱动板、GPSamp;北斗定位模块、IMU惯导模块和其他外围设备，根据实验内容由学生自主选择。其中，PCB驱动板包含TB6612FNG驱动芯片、控制该芯片的STM32F103RCT6单片机、电压转换模块和扩展接口，外围设备包括多种硬件功能模块。1.2"采用开源性实验平台树莓派的全部硬件、操作系统和软件组件都是开源且免费的，这一特性极大地促进了其广泛应用和创新。对于树莓派，Python的硬件开发库极为丰富和完善，甚至许多库都能够与Arduino平台实现兼容[4]。基于Python语言的天然跨平台优势，可以轻松调用众多的开源库文件，在多种操作系统和硬件平台上进行开发和使用。总之，无论是进行硬件接口编程，还是构建复杂的系统应用，树莓派与Python的结合提供了无缝且高效的开发环境。1.3"扩展综合性实验内容根据综合性实验目标要求，利用显示屏、Web端、云端进行人机交互，通过搭载激光雷达、摄像头、图像传感器等，调用Dijkstra、A*等不同算法完成智能小车GPS/GNSS模块集成与数据解析、路径规划、卫星信号模拟与抗干扰、实时导航与自主驾驶、高精度定位、网络增强定位与V2X通信等实验，完成实验性能评估与优化[5]。同时，还可开展项目式实验。2"实验系统搭建2.1"硬件系统组成卫星导航嵌入式智能小车实验教学平台的硬件系统组成如图1所示，主要包括智能小车、树莓派4B、GPSamp;北斗定位模块、IMU惯导模块、PCB驱动板等硬件设备。2.1.1"智能小车智能小车采用的是双驱动结构，图2是智能小车的底盘，可以看到，底盘主要由两个减速驱动轮和两个GA370电动机组成。电动机输出轴通过齿轮结构和联轴器连接，使得两个驱动轮并排在同一条轴线上，可以有效保证智能小车运动的稳定性。GA370电动机空载转速可达170r/min，减速比为35，额定转速为130r/min，额定电流小于450mA，最大扭矩可达2.8kg·cm，可以让小车更好地适应室外的复杂环境。2.1.2"树莓派树莓派是一款基于ARM架构的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡作为存储介质，主板小巧，配备1/2/4个USB接口和一个10/100/1000Mbps的以太网接口（A型型号除外），这些接口使得树莓派能够连接键盘、鼠标和网络线。更值得一提的是，树莓派同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，所有这些组件都被巧妙地集成在一张尺寸仅略大于信用卡的主板上。尽管体积小巧，但它具备个人计算机的所有基本功能[6]。除此之外，树莓派还具有诸多优点，如便携性高、操作相对简单、价格低廉等，这些特性使其在教育领域以及DIY爱好者中广受欢迎。总的来说，树莓派是一个集多功能、便捷性和经济性于一体的创新科技产品，树莓派4B是其2019年推出的版本。2.1.3"GPSamp;北斗定位模块GPSamp;北斗定位模块是基于ATGM336H-5N的高性能BDS/GNSS定位导航模块，该系列模块支持多种卫星导航系统，包括我国的北斗二号和北斗三号全部卫星、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、日本的QZSS。其天线网络设计采用Π型电路，阻抗匹配（50Ω），天线驻波比低于1.2，具有高灵敏度、低功耗、低成本等优势。该模块具体的接口说明如图3所示。2.1.4"IMU模块IMU（InertialMeasurementUnit），即惯性测量单元，是一个集成设备，主要由三个分别对应三维空间各单轴的加速度计和三个同样单轴的陀螺仪组成。加速度计是检测物体在自身载体坐标系统中三条独立轴线上的加速度信号，陀螺仪则是测量载体相对于导航坐标系统的角速度变化。通过收集和处理加速度计和陀螺仪获取的各类信号，可进行适当的计算和分析。这样，就能够精确地确定智能小车在空间中的姿态和位置信息。简而言之，IMU通过整合并解析加速度和角速度数据，提供了准确的智能小车运动信息[7]。可以说，IMU模块弥补了GPSamp;北斗模块的不足，两者相辅相成，组合成惯导单元，能精确地感应智能小车的姿态、角度、速度、高度和经纬度，使智能小车获得最准确的定位信息。默认的IMU轴方向如图4所示，需要注意的是，在智能小车上进行安装时要水平安装Y轴朝前。2.1.5"PCB驱动板PCB驱动板是基于TB6612FNG驱动芯片、STM-32F103RCT6单片机的定制扩展板，实物如图5所示，学生可以通过排针和排母直接连接各种外围器件。TB6612FNG芯片包含多个关键引脚，其功能为：AIN1和AIN2、BIN1和BIN2、PWMA和PWMB是用于输入控制信号的端口；A01和A02、B01和B02是用于驱动两路电动机的输出端；STBY引脚则用于控制芯片的工作状态，即正常工作或待机。在供电方面，VM引脚接受的电压范围是4.5～15V，用于电动机驱动电压输入；而VCC引脚接受的电压范围是2.7～5.5V，用于提供逻辑电平输入。该芯片每个通道能够提供最高1.2A的连续驱动电流，并且在峰值状态下，电流可以达到2A（连续脉冲）或3.2A（单脉冲）。这使得它支持四种电动机控制模式——正转、反转、制动和停止，足以满足智能小车的各种基础运动需求。此外，TB6612FNG芯片还具备高频率的PWM支持，最高可达100kHz，这使得对智能小车运动速度的控制更加精准和细腻。总的来说，这款芯片为智能小车的运动控制提供了强大而灵活的解决方案。STM32F103RCT6单片机是一款32位的单片机，处理速度快，内存也相对较大，具有72M主频和64KBFlash存储，开发环境容易搭建。而且它的实时性比一般操作系统的响应要快很多，从将引脚置高到用万用表测外部引脚实际输出，只需要纳秒级时间，可以做实时性非常高的控制[8]。2.2"实验环境搭建MobaXterm是一个全面的远程计算工具集合，可以满足各类专业用户在远程计算和网络管理方面的多元需求，只需要简单地下载并执行一个单独的exe文件，用户就可以在Windows桌面环境中轻松接入并操作所有关键的远程网络工具和技术，包括SSH、RDP、X11、VNC、SFTP、WSL、FTP、XDMCP、Serial、Telnet、Rlogin等。这种设计使得Moba-Xterm实现开箱即用，无须复杂的配置或安装过程，用户可以立即开始进行高效的远程连接和管理任务。其主窗口如图6所示。在课程实验中利用MobaXterm远程访问树莓派，主要用到RDP和SFTP两个工具。RDP（远程桌面协议）主要被应用于远程访问和控制Windows操作系统主机。要启动一个远程会话，需要在相关的应用程序中选择“Session”选项。随后，系统会呈现一个对话框，在这个对话框中，选择“RDP”作为远程连接协议。接下来，需要在指定的字段中输入远程主机的IP地址，这是唯一标识目标计算机在网络中的位置的数字标签。除了IP地址和用户名外，还需要填写端口号。默认情况下，RDP使用3389端口，但如果远程主机配置了非默认端口，需要输入相应的端口号。一旦准确无误地提供了所有必需的信息，只需点击“OK”按钮，系统就会开始建立与远程主机的连接，并在成功验证身份后，允许进行远程登录和操作，如图7所示。SFTP（SSH文件传输协议）的功能主要包括文件传输、文件管理、命令行交互等。它允许用户在本地和远程服务器之间安全地传输文件，同时提供一些方便的文件管理功能，如浏览、上传、下载、删除等，可以通过图形化界面上传和下载文件，如图8所示。实验程序编写使用开源免费的VisualStudio（VS）Code编辑器。VSCode是微软公司推出的跨平台代码编辑器，可以方便地完成C、Python程序语言编写，具有智能化插件安装、语法检查、智能代码补全、代码比对等功能。除安装C语言编译器和Python解释器之外，还需在VSCode中安装C语言和Python语言支持插件C/C++ExtensionPack、Python、Pylance，以提供更好的代码编辑和调试体验，提高编程效率和质量。程序编写好之后，将相应的文件通过MobaXterm中的SFTP上传到树莓派的对应文件夹中，供后续过程执行或调用[9]。3"实验设计为了帮助学生熟悉GPS/GNSS工程环境，了解并掌握树莓派的广泛用途，学习编程语言，培养他们多方面的工程实践能力，设计一系列从基础到进阶的综合实验内容，以增强学生对卫星导航定位技术的实际应用能力。具体的实验教学内容如下。3.1"GPS/GNSS模块集成与数据解析实验GPS/GNSS模块集成与数据解析实验是整个卫星导航嵌入式智能小车项目的基础环节，主要涉及以下几个实验。实验一：硬件集成1）GNSS模块选择与连接。学生首先需要选择合适的GNSS模块（支持GPS、北斗等多模卫星系统），如GPSamp;北斗定位模块，并将其通过UART或其他通信接口（如I2C或SPI）与树莓派进行物理连接。2）电源配置。GNSS模块通常需要独立的电源供电，学生需要正确连接电源，并确保电压稳定在模块的工作范围内。3）启动与初始化。根据所选GNSS模块的数据手册设置波特率、数据格式等相关参数，确保模块能正常启动并开始接收卫星信号。实验二：软件配置与编程1）驱动程序安装。如果模块有专用的驱动程序或者库文件，学生需要学习如何在树莓派上安装和配置这些驱动，以便操作系统能够识别和读取GNSS模块输出的数据。2）读取NMEA数据流。NMEA-0183是一种被广泛应用于GPS设备的标准数据协议。学生将编写Python或C语言代码，通过串口通信读取GNSS模块输出的NMEA数据流。3）NMEA数据解析。对接收的NMEA报文进行解析，提取其中的关键信息，如GPGGA报文中的经纬度、海拔高度和时间信息，以及GPVTG报文中的地面速度和航向信息。3.2"路径规划实验实验三：卫星导航数据与地图API结合实现路径规划在这个实验中，学生将学习如何将实时获取的卫星导航定位信息与地图服务API相结合，以实现从当前位置到目标点的最优路径规划[10]。1）实时位置更新。学生首先需要确保小车能够通过GPS/GNSS模块实时获取自身经纬度坐标，并将此坐标信息通过网络发送给服务器。2）地图API接口调用。利用地图API提供的路线规划功能，根据当前小车的位置和设定的目标地点，请求最优路径。这通常涉及HTTP/HTTPS请求的构造和响应数据的解析，得到包括转向指令、行驶距离、预计行驶时间等在内的详细路线信息[10]。3）路径可视化及指令生成。将规划出的路径在地图上进行可视化展示，同时将路线分解为一系列基于地理位置的控制指令，如直行、左转、右转等，并考虑交通规则、道路限制等因素。4）指令传输与执行。将这些控制指令转化为智能小车能够理解和执行的形式，通过串口或者其他通信方式发送至小车的控制系统，使其能够按照规划路径自主驾驶。实验四：自定义路径规划算法在实验三的基础上，为了提升路径规划的适应性和灵活性，可以设计并实现一套适用于智能小车环境的自定义路径规划算法，比如Dijkstra算法、A*搜索算法或其他优化算法。1）环境建模。根据实际应用场景建立一个可表示小车运动环境的地图模型，包括障碍物位置、道路网络结构等信息。2）算法实现。对于Dijkstra算法，学生需要实现从起点出发，对所有可达节点计算最短路径的过程，并选择到达终点时的最小代价路径[11]。对于A*算法，除了考虑移动成本外，还需要引入启发式函数评估每个节点与目标节点的接近程度，从而在保证找到最优解的同时提高搜索效率[12]。3）路径转换为控制指令。算法得出最优路径后，同样需要将其转化为具体的控制指令，以便小车能依据指令进行自主导航。3.3"卫星信号模拟与抗干扰实验实验五：卫星信号模拟与抗干扰策略评估在这个实验中，学生将通过专门的软件工具模拟各种复杂的卫星信号环境，以研究和测试智能小车在不同不利条件下的定位性能，并探索和实施相应的可靠性改进措施。1）卫星信号状态模拟。学生首先会使用仿真软件创建并模拟真实世界的多种卫星信号挑战情况，具体如下。①遮挡（LOS，LineofSight）：模拟建筑物、地形或者其他障碍物对卫星信号的遮挡效果，分析小车在城市峡谷、隧道、地下车库等场景中的定位表现。②多径效应：模仿信号经过多个路径到达接收器，产生相位差和衰减，造成定位误差的情况，如在高楼林立或水面反射强烈的环境中[13]。③噪声干扰：模拟来自电子设备、天气状况或其他无线电源的随机噪声，影响GPS/GNSS接收机的信噪比和数据解调质量。2）定位性能评估。在不同的模拟环境下运行小车的定位系统，记录并分析其定位精度、收敛速度、首次定位时间和连续定位稳定性等关键性能指标，有助于理解现有系统在复杂环境下的局限性和弱点。3）抗干扰策略制定与验证。针对识别出的问题和不足，设计并实施一系列抗干扰和优化方案，具体如下。①多星座融合：结合不同卫星导航系统的信号，提高定位冗余度和可靠性[14]。②信号增强技术：采用更先进的接收机硬件或算法，增强抗多径干扰和噪声的能力，如RAIM（ReceiverAutonomousIntegrityMonitoring）和SBAS（Satellite-BasedAugmentationSystems）等辅助增强系统。③自适应滤波算法：运用卡尔曼滤波或其他滤波算法实时估计并校正位置误差，提升定位性能[14]。4）改进措施的实测验证。将上述改进措施应用到小车定位系统后，在相同的模拟条件下重新进行测试，对比改进前后的定位性能差异，验证所提出策略的有效性。3.4"实时导航与自主驾驶实验实验六：实时导航与自主驾驶功能实现在这个实验中，学生将把之前通过卫星导航数据和路径规划算法得到的最优行驶路径应用到智能小车的实际运行中，实现基于卫星导航的自动驾驶基本功能。1）路径跟踪控制。学生需要编写程序，将规划好的行驶路径转化为小车能够理解并执行的一系列控制指令，如速度设定、转向角度等。利用PID（比例—积分—微分）控制器或其他高级控制策略，确保小车能够在跟随预设路径时保持良好的稳定性，并能对路径变化做出快速响应[15]。2）运动控制模块集成。将这些控制指令传递给小车的电机驱动系统，通过调整左右轮的速度或转角差来实现直行、转弯和停止等动作。集成车辆动力学模型，考虑小车自身的动态特性，以优化控制效果和保证行驶安全。3）实时反馈与修正。在实际行驶过程中不断地获取小车当前的位置信息并与规划路径进行对比，实施在线路径校正，确保在受到环境影响（如风阻、路面状况等）的情况下仍能准确地沿着预定轨迹行驶。实验七：GPS导航结合多传感器避障技术在实验六的基础上进一步增强小车的安全性和环境适应能力，通过融合GPS导航与其他传感器数据，设计并实现避障功能。1）多传感器数据融合。安装超声波测距传感器、红外传感器、激光雷达等设备，采集周围环境的实时距离信息。对接收到的多种传感器数据进行处理和融合，消除噪声干扰，提高障碍物检测准确性[16]。2）障碍物检测与规避策略。当检测到前方存在障碍物且可能影响既定行驶路线时，触发避障算法，重新规划一条绕过障碍物的新路径。实现紧急制动、减速避让、转向避开等多种避障策略，并根据障碍物大小、位置和速度等因素选择最合适的应对措施。3）GPS导航与局部避障的联动。保持全局GPS导航路径的前提下，结合局部避障策略，实现在遵循整体导航目标的同时，灵活应对复杂道路环境中的未知障碍。3.5"高精度定位技术探索实验实验八：高精度定位技术与RTK应用在这个实验中，学生将深入研究和实践RTK（Real-TimeKinematic）等高精度定位技术在智能小车上的应用，提升小车的定位精度至厘米级别。1）RTK系统原理介绍。学生首先需要了解RTK系统的构成和工作原理，包括基准站、移动站和数据链路之间的关系，以及双频或多频GPS接收机如何通过载波相位差分技术实现高精度定位[17]。2）RTK硬件集成。购置并安装支持RTK功能的GNSS模块，配置相应的天线、电台或网络通信设备（如4G/5G/NTRIP），建立与基准站的数据连接。3）RTK软件配置与调试。学习使用RTK相关软件进行基准站设置、移动站初始化和参数调整，确保能够接收连续且稳定的差分改正数。4）厘米级定位实测。在开阔无遮挡的环境下，启动RTK系统并记录小车在行驶过程中的实时位置信息，对比分析RTK定位结果与常规GPS定位结果的差异，验证RTK技术带来的定位精度提升效果[17]。5）环境适应性评估。在不同场景下测试RTK系统的性能，如城市高楼区、山区峡谷、林地等，分析多路径效应、信号遮挡等因素对RTK定位精度的影响，并探讨改进方案。6）误差源分析与补偿。分析RTK系统可能存在的各种误差来源，包括卫星钟差、大气延迟、多径效应、仪器偏差等，研究并实施相应的误差模型和校正方法，进一步提高定位精度。3.6"网络增强定位与V2X通信实验实验九：网络增强定位与V2X通信技术集成在这个实验中，学生将深入研究如何通过结合移动通信网络（如4G/5G）或Wi-Fi辅助定位技术以及V2X（Vehicle-to-Everything）通信技术来增强智能小车的定位效果和环境感知能力。1）移动通信网络辅助定位。学生首先需要了解并实践使用4G/5G网络进行基站定位的基本原理，包括基于CELLID、AOA（AngleofArrival）、TDOA（TimeDifferenceofArrival）等方法实现位置估计[18]。在实验过程中，学生将配置智能小车连接到4G/5G网络，并利用运营商提供的API或开源库获取基站信息，计算出小车的粗略位置信息，然后将移动通信网络辅助定位结果与卫星导航定位数据融合，以提高在信号遮挡或多径干扰严重的城市环境中的定位精度。2）Wi-Fi辅助定位。学习Wi-Fi指纹定位技术，收集特定区域内的Wi-FiAP（AccessPoint）信号强度数据，建立室内或室外的Wi-Fi指纹数据库[13]。在实验环境中，让智能小车实时检测周围Wi-FiAP的信号强度，并与预建的指纹数据库比对，通过匹配算法确定小车的位置。同样的，将Wi-Fi辅助定位结果与卫星导航定位相结合，优化整体定位性能。3）V2X（Vehicle-to-Everything）通信技术应用。探索V2X通信技术在定位增强方面的潜力，如V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、V2V（Ve-hicle-to-Vehicle）通信，使智能小车能够与其他车辆、交通基础设施进行实时信息交互[19]；利用V2X通信技术接收来自路边单元（RSU）、其他装有V2X设备的车辆或其他定位服务节点的位置信息，作为定位参考源，进一步提高定位精度和可靠性；设计和实施应用场景，比如通过V2X通信获取前方路口红绿灯状态、道路拥堵情况等动态信息，配合高精度定位技术优化路径规划和行驶策略。3.7"性能评估与优化实验实验十：性能评估与优化在本实验中，学生将对智能小车的定位性能、响应速度和功耗等关键指标进行详细测试与全面评估，并根据测试结果采取相应的优化措施，以提升整个卫星导航嵌入式系统的综合性能。1）定位性能评估。使用实际道路测试或模拟环境测试方法，对比不同定位技术（如GPS单模、多模GNSS、RTK、网络辅助定位等）下的定位精度、收敛速度以及在复杂环境下的稳定性。制定一套量化评估标准，包括均方根误差（RMSE）、连续定位精度、首次定位时间等参数，记录并分析实验数据。2）响应速度评估。测试系统从接收到外部指令到执行相应动作（如转向、加速、减速、停止等）所需的时间，评估控制系统的实时性和响应能力。分析在路径规划更新、避障策略调整、定位信息更新等情况下系统的动态响应特性。3）功耗评估。记录并分析各种状态下（待机、行驶、接收卫星信号、处理数据、通信等）智能小车各个模块的能耗情况，特别是GNSS模块、处理器、传感器、无线通信模块等核心部件。设计并实施节能策略，比如休眠模式、低功耗运行模式、智能电源管理方案等，通过实测验证其降低功耗的效果。4）系统优化。根据上述性能评估结果，识别系统中存在的瓶颈和不足，提出针对性的优化措施，如改进定位算法、优化硬件配置、升级软件协议、增强抗干扰能力、合理分配计算资源等。实施优化措施后重新进行性能测试，对比优化前后的性能差异，确保改进措施的有效性。3.8"项目式学习实验实验十一：卫星导航智能小车“寻宝”竞赛在本课程的最后阶段，为了检验和巩固学生对导航与定位技术课程所学知识的理解与应用能力，将组织一次以团队形式参与的综合项目——远程遥控卫星导航智能小车“寻宝”竞赛。1）项目介绍与分组。学生将被分为若干个团队，每个团队负责设计并制作一辆具备卫星导航功能的智能小车，并结合本课程所学的各项技能（如路径规划、实时导航、避障、高精度定位等）完成任务。竞赛规则设定为小车需要根据预设的GPS坐标信息寻找一系列隐藏的目标地点，最先找到所有目标并返回起点的队伍获胜。2）需求分析与方案设计。每个团队首先进行需求分析，明确小车应具备的功能特性，包括但不限于准确的卫星定位与导航系统、高效的道路选择算法、灵敏的避障机制和远程遥控通信模块。设计详细的硬件配置方案，选用合适的GNSS模块、微控制器、传感器、无线通信设备等，并编写相应的软件程序实现各项功能。3）原型制作与调试优化。利用实验教学平台提供的软硬件资源，团队成员分工协作，共同完成智能小车的组装与集成，同时开发配套的控制软件。在实验室或户外空旷场地进行多次实地测试和调试，不断优化小车的性能参数，确保其在比赛中能够稳