一种娱乐对战智能小车设计

刘洋+苏校瀚

摘要：本项目在移动智能机器人小车的基础上，基于移动娱乐及科学普及机器人的广阔市场，设计了一款玩具智能小车。该智能小车以模块化的形式搭载所需的传感器模块，通过手机APP控制，既实现了移动机器人小车的竞技对战功能，同时也为机器人爱好者、中小学生科技学习提供了一个继续开发研究的平台。

关键词：对战小车；模块化；手机遥控；STC89C52

伴随着移动机器人技术的迅猛发展，机器人技术在民用领域得到广泛的开展，像工业控制领域、玩具设计、教育、竞技等。近年来，国际知名玩具制造商设计制造的乐高机器人玩具，已经在科技普及、中小学教育领域得到广泛应用。本项目在龙腾机器人设计原型以及坦克世界设计思想基础上，旨在开发一款移动对战竞技机器人小车及其手机操作平台，该移动对战智能小车以单片机控制平台为基础，搭载红外串口编码模块、无线通信模块、激光枪等传感器模块，传感器测得的数据以及小车控制信息，经无线通信模块传输给手机 APP 软件，通过手机APP进行统计输出，实现伤亡评估，进而达到竞技娱乐的目的。同时智能小车以模块化的形式搭载所需的传感器模块，玩家可以根据需要搭载传感器模块，实现功能拓展[1][2]。

1系统原理

本项目设计开发的娱乐对战智能小车，依托小车平台，通过拓展传感器接口模块及手机控制功能，旨在克服传统遥控玩具小车可玩性不高、不具备可拓展性及二次开发功能，为机器人爱好者、中小学生科技学习等提供了一个娱乐学习的平台，其结构框图如图1所示。

如图1，该对战智能小车系统主要包括：单片机控制系统、无线通信模块、传感器接口单元及各类传感器模块。系统以单片机控制系统为核心，通过搭载红外传感器、超声波传感器、环境光线传感器、激光枪等传感器模块，采集对战信息，经无线通信模块传输给手机APP软件，用户通过手机APP发射攻击信号，并选择设置智能车的对战方式，竞速或者竞技等功能，进而实现娱乐对战功能。

2 硬件设计

2.1单片机控制系统

单片机控制系统，作為对战智能小车控制系统的核心，主要功能是获取传感器信息，采集发射无线信息，完成小车的移动控制及状态显示等功能，实现娱乐对战控制。考虑到成本及操作简单，本控制系统采用STC89C52单片机为主控芯片。

2.2传感器模块

传感器模块采用模块化设计，玩家直接将功能模块接入拓展接口，调试即可实现相应功能拓展，其中通过红外传感器实现红外对战、超声波传感器实现小车的自动避障功能、环境光线传感器及激光枪可用于多对战模式的拓展，通过各模块的协同搭配，实现娱乐对战小车的不同玩法，也可用于不同年龄段玩家的娱乐、教育及开发等。

2.3通信模块

要实现娱乐对战智能小车的手机APP控制，需要智能小车和手机终端进行无线通信。考虑的成本及设计的简化，本设计采用HC-06蓝牙模块，该模块配对以后当全双工串口使用，无需了解任何蓝牙协议，操作简单。

2.4电源模块

电源模块为整个系统供电，本设计的电源模块采用较为轻便的5V小型锂电池作为电源，经LM1117-3.3V稳压电路实现微控制器、无线通讯模块、传感器模块的供电。

3 软件设计

为了降低设计成本并增加娱乐对战智能小车的可玩性，本文设计一种娱乐对战智能小车通过手机APP实现小车的控制、娱乐对战模式的设置及生命值显示等功能，系统程序的设计直接影响到娱乐对战智能小车的可玩性及稳定性，其设计流程图如图2所示[2]。

如图所示，通过手机连接小车上的蓝牙模块，通过控制信号可实现手动控制小车前进、后退、左转、右转，重力感应控制小车。在游戏模式下，可通过点击攻击按钮，控制小车发送红外编码攻击信号，当攻击到对方小车时，对方小车会报警，主控板的模拟生命值的LED灯对应灭掉，当LED灯全灭，游戏自动结束。

本设计设计的手机遥控APP，既可以实现智能小车的常规控制，还可以实现娱乐对战的可视化，增加了智能小车的可玩性。

4 总结

本文设计实现了一种娱乐对战智能小车，该娱乐对战智能小车，采用STC89C52单片机作为控制芯片，在控制模块上预留常规传感器模块接口，以模块化的方式实现传感器模块的可拓展性，并以蓝牙模块为无线通信模块，通过手机APP实现娱乐对战智能小车的控制及娱乐对战功能。小车结构简单，易于实现，具备二次开发功能，可用于初学者及爱好者入门体验学习。

参考文献：

[1]姜宝华，齐强基于单片机的无线遥控智能小车的设计与制作[J]电子世界 2013.02

[2]朱丹峰，葛主冉，林晓雷基于Android平台的无线遥控智能小车[J]电子器件 2013年第36卷第3期

作者简介：刘洋（1987-）硕士研究生，讲师，主要研究方向为信号检测与控制技术。endprint