基于Wi-Fi模块手机控制小车的设计与制作*①

基于Wi-Fi模块手机控制小车的设计与制作*①

尹学爱赵荣霞马国利

(滨州学院光电工程系山东 滨州256603)

①*国家自然科学基金，项目编号：41201368;滨州学院教研项目,项目编号：BYJYWZ201211

摘 要：以智能玩具小车为硬件平台，以AT89S51单片机为控制中心，通过Wi-Fi模块实现数据传输，由太阳能电池板和电池为混合动力，制作了手机智能控制的多功能小车.具有音乐播放，实时监测周围环境温度，通过摄像头实时查看周围环境等功能.

关键词：Wi-Fi模块太阳能电池板单片机

作者简介：尹学爱(1979-)，女，实验师，主要从事大学物理实验和教学研究.

收稿日期：(2015-06-01)

1引言

随着网络技术的发展，Wi-Fi应运而生，Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA，手机)等终端以无线方式互相连接的技术[1，2].Wi-Fi在掌上设备上应用越来越广泛，而智能手机就是其中一份子.与早前应用于手机上的蓝牙技术不同，Wi-Fi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率，因此Wi-Fi手机成为了目前移动通信业界的时尚潮流[3].

将太阳能作为动力源，通过Wi-Fi来传输数据，单片机作为控制单元，将三者结合到一定的硬件平台就产生了现在社会上广泛使用的嵌入式产品[4，5].我们设计的多功能智能Wi-Fi小车，将太阳能、Wi-Fi模块和单片机三者有机结合，具有体积小，功耗低，稳定性好，功能复杂，成本低等优点.

2设计方案

2.1太阳能电池充电

通过太阳能电池板实时地向电池充电，那么在有阳光的环境下可以提供永久的电源来满足小车对电能的需求.采用单晶硅贴片的太阳能电池板，单晶硅电池是一种将硅矿石采用烧结、拉晶、制极等工艺，再按照相关的工艺要求将其切割成适当的小片，经焊接线连接在一起形成组片，由于它的基片很薄，所以小功率的电池还需要再安装在绝缘基板上使用，而大功率的采用强化玻璃将片基层压于绝缘基板内，最后加上铝合金框架进行保护所制成的平板电池.受单片机和Wi-Fi模块电压的限制，使用的是5 V电池.蓄电池是一种储存电能的容器，常被作为其他电路的“能源基地”.由于太阳能电池所产生的电力有限，因此要尽可能地扩大“基地”的储电容量，但也不能无限扩大.

2.2单片机控制

图1　单片机电路图

2.3WiFi模块应用

wiCam模块是利用Wi-Fi技术制作的一个集成化、多功能的模块[6，7].wiCam模块(型号wiCam264)，是一种支持Wi-Fi无线传输的视频模块，其支持H264视频压缩，支持Wi-Fi无线数据传输，用户可以通过手机、平板电脑或者笔记本电脑接收视频图像，同时模块亦提供了输入输出串口，方便用户通过Wi-Fi控制自有设备.wiCam模块如图2所示.

图2　wiCam模块

2.3.1视频传输

wiCam视频服务端口5544，UDP模式，客户端命令，保活报文向该端口，视频流也来自该端口.当连接成功后，点击“开启”键，即可实现视频传输，可以很方便地实时查看小车周围的环境.

2.3.2I/O控制小车状态

如图3所示 ，点击“UDP关闭”键，即启动控制.开关(IO2-5)来控制小车的前进、后退、左转、右转，当点击相应的键时即可实现控制功能.下面的翻转(IO2-5)键就是对上面功能键的电平翻转.比如当点击开关IO2后，实现了小车的前进功能，当再点击下面的翻转IO2时，就使电平发生了转换.因为是基于手机的控制平台，由原始遥控器控制的几十米变成了200 m，控制距离大大增加.

图3　 I/O控制界面

2.3.3串口收发数据

单片机内部有一个功能强大的全双工的异步串行口，通过软件设置波特率为9 600，由片内定时器/计数器产生.将DS18B20读取的数据写入到SBUF中，通过串口发到wiCam模块，即可实现在手机屏幕上显示周围环境的温度.

2.4添加模块

3工作原理及性能分析

当小车启动后，将手机连接到Wi-Fi模块可进行控制.在手机界面有相应的按键来调节单片机I/O的电平高低状态，其中有可以控制前进、后退、左转、右转以及停止位，可以很轻松灵活地控制小车.

因为Wi-Fi模块上嵌有摄像头，而且可以实时地传输视频，那么我们就可以将手机由控制界面切换到视频接收界面，并且可以改变脉宽来使摄像头转动.同时在有阳光的环境下，太阳能电池板会不断给电池充电，达到了节能的目的，而且可以长时间提供动力源.总而言之，Wi-Fi小车实现了简单控制，多功能体现的优点.

图4　Wi-Fi小车

我们采用的单片机使用温度在0～70℃，所以符合温度环境的要求.再者Wi-Fi模块的数据传输受周围环境影响不是很大，所以可以确保传输数据的完整与准确性.通过测试得知手机控制的范围在

200 m左右，可以说是远距离控制了，方便准确.完成制作后，作品实物外形照片见图4.

4结束语

利用手机控制，将单片机与Wi-Fi模块紧密地联系在一起.手机远距离控制，摄像头实时拍摄，采用了太阳能电池板给系统供电，极大地提高了小车的续航能力.采用太阳能电池板与蓄电池相结合的供电方法，不仅杜绝了一次性电池对环境的污染，而且避免了常规充电电池供电时间短，充电麻烦，能源浪费等问题.

参 考 文 献

1陈俊.基于手持设备的WiFi芯片的固定设计和实现：[学位论文].呼和浩特：内蒙古大学,2011

2高青云.基于433MHZ频段无线模块和wifi技术的无线点菜系统：[学位论文].北京：北京邮电大学,2013

3高峰，高泽华．无线城市电信级Wi-Fi网络建设与运营(第2版)．北京：人民邮电出版社，2011.11～67

4杨中敏.低碳推动绿色新型太阳能冷暖空调.电力电子,2013(01):57～62

5王岫晨. 未来移动设备接口技术应用探讨. 集成电路应用,2011(06):32～35

6泰凯文. 基于Wi-Fi Direct的音视频共享系统的研究与实现：[学位论文].北京：北京邮电大学,2013

7许俊丰. 便携式装置的无线技术发展. 电子与电脑,2008(04):44～45

Design and Making on Car Controlled by Mobile

Phone Based on Wi-Fi Module

Yin XueaiZhao RongxiaMa Guoli

(Photoelectric Engineering Department, Binzhou University, Binzhou,Shandong256603)

Abstract:Taking intelligent toy car as the hardware platform, with the AT89S51 microcontroller as the control center, data transmission can realized through the Wi-Fi module. Solar panels and batteries as the hybrid production of mobile phone, the multifunction car is in control of the intelligent. The car has the functions of music playing, real-time monitoring of the ambient temperature, and real-time view the environment through the camera.

Key words：Wi-Fi module; the solar cell; MCU