一種娛樂對戰(zhàn)智能小車設(shè)計(jì)

劉洋+蘇校瀚

摘要：本項(xiàng)目在移動智能機(jī)器人小車的基礎(chǔ)上，基于移動娛樂及科學(xué)普及機(jī)器人的廣闊市場，設(shè)計(jì)了一款玩具智能小車。該智能小車以模塊化的形式搭載所需的傳感器模塊，通過手機(jī)APP控制，既實(shí)現(xiàn)了移動機(jī)器人小車的競技對戰(zhàn)功能，同時(shí)也為機(jī)器人愛好者、中小學(xué)生科技學(xué)習(xí)提供了一個繼續(xù)開發(fā)研究的平臺。

關(guān)鍵詞：對戰(zhàn)小車；模塊化；手機(jī)遙控；STC89C52

伴隨著移動機(jī)器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)在民用領(lǐng)域得到廣泛的開展，像工業(yè)控制領(lǐng)域、玩具設(shè)計(jì)、教育、競技等。近年來，國際知名玩具制造商設(shè)計(jì)制造的樂高機(jī)器人玩具，已經(jīng)在科技普及、中小學(xué)教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本項(xiàng)目在龍騰機(jī)器人設(shè)計(jì)原型以及坦克世界設(shè)計(jì)思想基礎(chǔ)上，旨在開發(fā)一款移動對戰(zhàn)競技機(jī)器人小車及其手機(jī)操作平臺，該移動對戰(zhàn)智能小車以單片機(jī)控制平臺為基礎(chǔ)，搭載紅外串口編碼模塊、無線通信模塊、激光槍等傳感器模塊，傳感器測得的數(shù)據(jù)以及小車控制信息，經(jīng)無線通信模塊傳輸給手機(jī) APP 軟件，通過手機(jī)APP進(jìn)行統(tǒng)計(jì)輸出，實(shí)現(xiàn)傷亡評估，進(jìn)而達(dá)到競技娛樂的目的。同時(shí)智能小車以模塊化的形式搭載所需的傳感器模塊，玩家可以根據(jù)需要搭載傳感器模塊，實(shí)現(xiàn)功能拓展[1][2]。

1系統(tǒng)原理

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)的娛樂對戰(zhàn)智能小車，依托小車平臺，通過拓展傳感器接口模塊及手機(jī)控制功能，旨在克服傳統(tǒng)遙控玩具小車可玩性不高、不具備可拓展性及二次開發(fā)功能，為機(jī)器人愛好者、中小學(xué)生科技學(xué)習(xí)等提供了一個娛樂學(xué)習(xí)的平臺，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

如圖1，該對戰(zhàn)智能小車系統(tǒng)主要包括：單片機(jī)控制系統(tǒng)、無線通信模塊、傳感器接口單元及各類傳感器模塊。系統(tǒng)以單片機(jī)控制系統(tǒng)為核心，通過搭載紅外傳感器、超聲波傳感器、環(huán)境光線傳感器、激光槍等傳感器模塊，采集對戰(zhàn)信息，經(jīng)無線通信模塊傳輸給手機(jī)APP軟件，用戶通過手機(jī)APP發(fā)射攻擊信號，并選擇設(shè)置智能車的對戰(zhàn)方式，競速或者競技等功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)功能。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1單片機(jī)控制系統(tǒng)

單片機(jī)控制系統(tǒng)，作為對戰(zhàn)智能小車控制系統(tǒng)的核心，主要功能是獲取傳感器信息，采集發(fā)射無線信息，完成小車的移動控制及狀態(tài)顯示等功能，實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)控制。考慮到成本及操作簡單，本控制系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)為主控芯片。

2.2傳感器模塊

傳感器模塊采用模塊化設(shè)計(jì)，玩家直接將功能模塊接入拓展接口，調(diào)試即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能拓展，其中通過紅外傳感器實(shí)現(xiàn)紅外對戰(zhàn)、超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)小車的自動避障功能、環(huán)境光線傳感器及激光槍可用于多對戰(zhàn)模式的拓展，通過各模塊的協(xié)同搭配，實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)小車的不同玩法，也可用于不同年齡段玩家的娛樂、教育及開發(fā)等。

2.3通信模塊

要實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)智能小車的手機(jī)APP控制，需要智能小車和手機(jī)終端進(jìn)行無線通信?？紤]的成本及設(shè)計(jì)的簡化，本設(shè)計(jì)采用HC-06藍(lán)牙模塊，該模塊配對以后當(dāng)全雙工串口使用，無需了解任何藍(lán)牙協(xié)議，操作簡單。

2.4電源模塊

電源模塊為整個系統(tǒng)供電，本設(shè)計(jì)的電源模塊采用較為輕便的5V小型鋰電池作為電源，經(jīng)LM1117-3.3V穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)微控制器、無線通訊模塊、傳感器模塊的供電。

3 軟件設(shè)計(jì)

為了降低設(shè)計(jì)成本并增加娛樂對戰(zhàn)智能小車的可玩性，本文設(shè)計(jì)一種娛樂對戰(zhàn)智能小車通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)小車的控制、娛樂對戰(zhàn)模式的設(shè)置及生命值顯示等功能，系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)直接影響到娛樂對戰(zhàn)智能小車的可玩性及穩(wěn)定性，其設(shè)計(jì)流程圖如圖2所示[2]。

如圖所示，通過手機(jī)連接小車上的藍(lán)牙模塊，通過控制信號可實(shí)現(xiàn)手動控制小車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，重力感應(yīng)控制小車。在游戲模式下，可通過點(diǎn)擊攻擊按鈕，控制小車發(fā)送紅外編碼攻擊信號，當(dāng)攻擊到對方小車時(shí)，對方小車會報(bào)警，主控板的模擬生命值的LED燈對應(yīng)滅掉，當(dāng)LED燈全滅，游戲自動結(jié)束。

本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的手機(jī)遙控APP，既可以實(shí)現(xiàn)智能小車的常規(guī)控制，還可以實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)的可視化，增加了智能小車的可玩性。

4 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種娛樂對戰(zhàn)智能小車，該娛樂對戰(zhàn)智能小車，采用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片，在控制模塊上預(yù)留常規(guī)傳感器模塊接口，以模塊化的方式實(shí)現(xiàn)傳感器模塊的可拓展性，并以藍(lán)牙模塊為無線通信模塊，通過手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)娛樂對戰(zhàn)智能小車的控制及娛樂對戰(zhàn)功能。小車結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，具備二次開發(fā)功能，可用于初學(xué)者及愛好者入門體驗(yàn)學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜寶華，齊強(qiáng)基于單片機(jī)的無線遙控智能小車的設(shè)計(jì)與制作[J]電子世界 2013.02

[2]朱丹峰，葛主冉，林曉雷基于Android平臺的無線遙控智能小車[J]電子器件 2013年第36卷第3期

作者簡介：劉洋（1987-）碩士研究生，講師，主要研究方向?yàn)樾盘枡z測與控制技術(shù)。endprint