基于嵌入式智能小车控制系统设计研究

马建伟

摘要：

本文将详细介绍嵌入式智能小车控制系统的整体构造，并针对其内部的硬件与软件进行合理化设计，从而较好的展现出当前汽车领域的整体发展，架构出未来汽车的发展趋势。

关键词：

嵌入式智能小车;控制系统设计;软件设计

中图分类号：

U463.6;TP23

文献标识码：

A

文章编号：

1672-9129（2020）15-0033-01

引言：当前汽车领域的最新研究为智能汽车，其展现出了车辆工程中的自动控制与人工智能，为更好的加强汽车的内部性能，专业人员对其内部构造进行了深入研究，并探索出了其内部控制系统的整体发展。

1嵌入式智能小车控制系统的整体构造

在智能小车的控制系统内其核心处理器为内部高端芯片，借助选频电路对其内部信号开展科学检测，利用信号放大相关电路。专业人员借助选频电路收集到的信號传送到单片机内的AD口，通过单片机处理其内部传输的数字信号。智能小车控制系统内的单片机可有效收集内部信号或编码器内的信号等，借助螺旋仪中的加速度计信号开展均值滤波，借助系统内部的多种算法来得到一项实际数值，该数值可利用脉宽控制的电机进行相应输出。在进行智能小车调试的过程中人们可利用WiFi模块将部分数据发送到设备内部的上位机中，通过适当的观察与研究发现该项数据信息可呈现在器械内的液晶显示屏中。此外，利用WiFi模块还能收到上位机传送过来的信号，运用合适的技术将其再传输到单片机中，加强信息的处理效率，比如，智能小车中的一键停车功能就较好的展现其内部系统信号传输的过程，增强了该类汽车的科学性。

2优化嵌入式智能小车控制系统的整体设计

2.1硬件设计。

（1）选频电路的整体设计。依照专业的电磁场理论，产生电磁场的条件为在其周遭布置相应的交变电流，借助上载流导线通过的电流，其交流电的电流频率在20kHz左右，100mA为该阶段其电流数值，其生成的电磁波为低频电磁波，其低频范围在3-30kHz之间，属低频到工频，波长大约在100-10KM间。

通过电磁学中的内容可知载流导线的周遭会充满磁场，技术人员可在其内部放置一套电感线圈，进而利用电磁感使其内部形成带有感应的电动势，虽然其信号较弱，但该感应电压也有百毫伏级。在该磁场空间中还会带有多种频率，磁场的强弱也各不相同，其信号若采用直接收集法，其获取的信号会带有较大噪声。在开展选频电路的信号选频时，可使用20kHz的交流磁场，继而有效过滤噪声，消除其对磁场的干扰，此类电路的实际运行状况。

（2）设计信号中的放大电路。在完成谐振电路的整体设计后，由于其电压值最大为百毫伏，因而技术人员需进一步放大其收集到的信号。比如，在智能小车的硬件装置中其内部芯片的输出类型主要为满摆幅，其理论上的供电电压值在5V左右，可将该电压值释放到最大，并利用放大完成后的电压值找出其内部幅值，其最高压摆率可在22V/us左右，进而较好的满足了信号中的电路放大需求。此外，技术人员还可借助信息技术中的仿真软件进行放大设计，也能达成电路信号的放大效果[1]。

（3）设计检波电路。在完成电路信号的放大后，借助对硬件系统的研究，该信号仍属交变电流中的电压信号，若将此信号交送给单片机内的A/D口，其单机片内的信号滤波会更加难以处理。在开展电路设计的过程中技术人员还需完成检波电路的设计，将其内部的电压信号转换成直流信号，并传送到单片机内的A/D口内，此电路的设计原理依照了倍压整流的方式，借助网络系统的仿真系统也可切实验证该电路电压的转换度。

2.2软件设计。

（1）设计内部主程序。在开展智能小车软件设计的过程中，技术人员需进行主程序设计，由于其软件系统较复杂，在进行主程序设计期间需保证其各个模块的初始化，改善其运行状态，通过运行时的中断程序来了解主程序内部子程序的运行态势。

具体来说，在实行中断设计的过程中，借助单片机内定时器的中断来完成其子任务的执行状态，比如，当系统内的计数值在1时，该单片机可适时接收传感器内的信号，并进行A/D的采集活动，在完成信号的均值滤波后运用函数法开展信号的处理;若计数值在2时，其接收到的传感器数据会与滤波进行互补，并获取智能小车精确的运行状态，利用调用函数完成小车平衡的控制;若计数值在3期间借助相关函数可分析出小车在运行道路中出现偏离，利用函数模型可推断出小车正确的行驶路线，从而改善其整体的运行态势。

（2）设计智能小车的姿态。在计算智能小车的姿态算法时，技术人员需找到准确的角度信息，在采用螺旋仪角的速度时利用合适的积分运算能找出其信息速度存有的偏差，并通过科学算法改善其累计误差获取小车精准的姿态信息。在开展姿态算法的过程中技术人员可采用加速度计对螺旋仪积分与角度信息进行详细比较，在放大其产生的误差后借助合适的比例进行运算，从而得到小车精准的积分[2]。

（3）设计软件系统内的上位机。由于上位机软件能较快获取PC机的IP地址，也能适时处理其内部的信息协议，因而其内部的整体设计在软件系统中较为重要。首先，技术人员借助上位机可通过IP地址函数的转换改变其网络地址，并将该类字符或数据呈现在系统控件中，进而在上位机运行的过程中就能随时接收到PC机内部的IP地址。其次，上位机利用函数的读取还能高效实现系统数据的发送与接收。最后，通过对函数的截取上位机还能斩获数据包内部的字节数据，利用系统内部的多种功能判断出逻辑函数的真实性，借助相关程序处理其接收到的数据，并将对应的数据截图放置到显示屏中，在了解上位机运行的整套流程后，智能小车的软件系统将获得更快发展。

总结：综上所述，为科学的控制智能小车的正常运行，技术人员借助其内部芯片对其硬件与软件系统进行了整体化设计，在增强小车的运行水准后，其控制系统的发展会更为平稳。

参考文献：

[1]吕纯.基于ARM嵌入式的智能小车控制系统设计研究[J].河南科技，2019（29）：17-20.

[2]潘晓贝.基于ARM嵌入式的智能小车的控制系统设计研究[J].时代农机，2018，45（03）：136-137.