基于Android、WIFI和物联网的智能车设计

陈宏田 田恩刚 彭大成 任仁凯

【摘要】设计了一种基于PC机和Android控制的物联网智能小车。以STC系列芯片为主控芯片，用WIFI进行控制信号、影视信息的传输。能够实现小车的自由运动，并可以对房间里面的终端进行相应的控制。

【关键词】WIFI；物联网；Android；智能车

1.引言

Android是一个真正意义上的开放性移动设备综合平台，它包括操作系统、用户界面、中间件和应用程序，拥有移动电话工作所需的全部软件，同时其开放性保证该平台不存在任何阻碍移动产业创新的专有权障碍[1]。基于Linux平台的Android是由Google公司开发的移动终端操作系统[7]，具有开放性、应用程序无界限、应用程序可以容易嵌入网络等特点，较其他系统具有明显的优势。WIFI（Wireless Fidelity的简称）是基于802.11协议的无线局域网接人技术[2]。近些年，WIFI根据热点、覆盖范围、传输速度、简单的组建方法等特点[3]，取得了飞速的发展[3]。物联网被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇[4，12]。联网是未来网络的整合部分[9]，它是以标准、互通的通信协议为基础，具有自我配置能力的全球性动态网络设施，在这个网络中，所有实质和虚拟的物品都有特定的编码和物理特性，通过智能界面无缝链接，实现信息共享[5]。近些年对于这几种技术结合的研究[11，13，14，15]有很多。

2.系统方案设计

3.系统硬件电路设计

4.软件设计

软件是智能车实现设定功能的核心技术，主要包括上位机软件、下位机软件和通信协议。

上位机软件有测速、拍照、控制空调关闭、控制车体运动等功能。下位机配合上位机发出的指令，来运行相应的操作代码进而对智能小车进行控制。上位机和下位机通信的纽带就是通讯协议。

4.1 上位机软件设计

4.2 下位机软件设计

下位机软件的主要功能是根据上位机发出的指令来控制智能车的运动、影视的传输和存储、开关的关闭等。程序主要包括几部分：系统初始化、串口通信、电机驱动、舵机控制、影视的存储和显示、控制终端器件等。下位机软件过于繁多，这里不一一叙述。

4.3 串口通信協议

串口协议是路由器与STC的串口进行通信规则。上位机发出的指令传给路由器，路由器经过解码之后通过串口传给STC单片机。

5.调试结果

从整个系统的运行情况可知，本论文设计的智能车在PC机和Android手机终端的控制下可以自由的运动；舵机可以使得摄像头上下左右全方位的旋转；摄像头可以对周围的信息进行采集并传输到终端；智能小车可以远程控制空调的开闭。从各种性能来看，该设计的智能小车均能满足设计的要求。

本设计的智能小车可以方便拓展控制模块，可以做到多种功能的智能小车。本文的不足之处就是没有对网络传输带来控制信号的丢包、错序、延时等[10]情况做出讨论，这将是本文以后的工作。

参考文献

[1]姚昱旻，刘卫国.Android 的架构与应用开发研究[J].计算机系统应用，2009（11）.

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[4]孙其博，刘杰，黎葬等.物联网；概念，架构与关键技术研究综述[J].北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.

[5]European Research Projects on the Internet of Things（CERP-IoT）Strategic Research.

[6]向诚，谢峰粹.基于WiFi 和 Android 的智能探测车设计[J].电子技术应用，2013， 39（12）.

[7]徐虎，彭正涛，赵俊逸.基于 WiFi的Android移动设备语音通信系统的设计开发[J].计算机应用与软件，2012，11：060.

[8]张岳军，吴明光.基于 X-10协议的智能照明系统的研究和开发[J].照明工程学报，2004，15（1）：22-26.

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[11]邬贺铨.物联网的应用与挑战综述[J].重庆邮电大学学报：自然科学版，2010（005）：526-531.

[12]陈超.物联网的应用和前景展望[J].中国信息化，2013 （4）.

[13]徐春林.高校校园物联网的探索与应用[J].科技创新导报，2010（031）：23.

[14]颜志国，唐前进.物联网技术在警务领域的应用——物联网技术在智能交通中的应用[J].警察技术，2010（006）： 3-7.

[15]张锋，顾伟.物联网技术在煤矿物流信息化中的应用[J].中国矿业，2010，19（8）：101-104.

基金项目：国家自然科学基金资助项目（61273115）；江苏省自然科学基金资助项目（BK2012847）。

作者简介：

陈宏田（1989—），男，南京师范大学电气与自动化工程学院硕士研究生在读，主要研究方向：网络控制系统、切换系统、3D打印机等。

田恩刚（1980—），男，南京师范大学电气与自动化工程学院副教授，硕士生导师，主要研究方向：网络控制系统、关联系统、模糊控制等。

彭大成（1990—），男，南京师范大学电气与自动化工程学院硕士研究生在读，研究方向：智能家居。

任仁凯（1991—），男，大学本科，现就读于南京师范大学电气与自动化工程学院，研究方向：信息技术与工业控制。