蓝牙技术在智能小车系统中的应用研究

蓝牙技术在智能小车系统中的应用研究

马艳娥，张鼎，王蕊，王龙

(山西农业大学信息学院机电工程系，山西晋中，030800)

摘要：论文主要阐述了以蓝牙技术在智能小车系统中的应用研宄，首先指出系统的总体结构，将整个系统分为Arduino小车 硬件平台和安卓系统应用软件两个方面，接着深入对比各种可行性的方案确定出最终的选型及应用，在保证整个硬件模块协 调运转的前提下，利用Android Studio基于Java语言开发了配套的控制处理软件Blue Car,最终实现智能小车按既定路线 行走的目的。

关键词：智能小车；Arduino平台；蓝牙

Application of Bluetooth Technology in Smart Car System

Ma Yan^ e, Zhang Ding, Wang Rui, Wang Long

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, College of Information, Shanxi Agricultural

University, Jinzhong Shanxi, 030800)AbstractiThe paper mainly elaborates the application research of Bluetooth technology in smart car system.

Firstly, it points out the overall structure of the system. It divides the whole system into Arduino car hardware platform and Android system application software. Then it compares various feasible plans in depth. Determine the final selection and application, under the premise of ensuring the coordinated operation of the entire hardware module, use Android Studio based on the Java language to develop the supporting control software Blue Car, and finally achieve the purpose of the smart car walking on the established route.Keywords: Smart car;Android;Bluetooth

1系统简介 1.1系

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考虑，以达到探测范围全覆盖，避障方式灵活多样且实现简易的 目的。

y的研究

本设计中的BlueCar应用软件、蓝牙通信系统和Arduino智 能小车分别可以抽象为物联网知识领域里的应用层、网络层和感 知层。BlueCar应用软件提供GUI, GPS定位，方向探测，蓝牙连接, 指令发送。Arduino智能小车采用多种传感器技术，以实现对物 理世界的信息采集和上传，并利用Arduino进行简单的搜集处理 和指令接收以及底层模块的驱动。蓝牙网络是连接上述两者的桥 梁,为蓝牙串口模块和蓝牙应用软件提供通信协议。

1.2.2软件设计的研究

软件设计有其专业的设计思想，比如模块化，扩展性，面向 对象等等。同时软件设计还具有其独有的生命周期，通常分为分 析,设计和编码等等环节。分析就是自底向上的抽象，本设计采用

StarUML进行统一建模。设计就是自顶向下的分解，从整体结构

到具体的实现方式，用流程图的形式说明一切。编码就是按照图 纸添砖加瓦，虽然不同的语言有不同的语法特征，但是也有相同 的书写规范，比如注释的添加,开发工具选用IDE集成开发环境, 从编码到编译到烧写到测试一站式解决。

1.2系统方案的研究 1.2.1硬件设计的研究

最先开始着手设计的应该是小车的车身结构，它可以把小 车其他部件的设计规范在一个确定的范围内，它涉及到如何与

2系统关键技术选择碰用2.1硬件平台的选择及应用

硬件平台需要有微处理器，能进行简单的计算，可以反复编 程、可接受外部指令并执行，更重要的是要有多个接口易于扩展。 市面上较为常见的单片机核心有51系列,STM32, ARM, AVR等等。 51系列过于陈旧，STM32和ARM核心的开发难度大，Arduino 开发板基于AVR核心，是一个来自于意大利的开放源码开放设计 规格的电子设计平台，廉价耐用，支持多种扩展接口，衍生出的开 发生态比较完善，非常适来承担本设计的硬件平台^

为了满足不同的使用场景，Arduino为极客们开发出了许 多的版本。其中Arduino Uno使用最为广泛且性价比最高，它的 特点之一是并非由专业的USB芯片实现ISP功能，Arduino Uno

Arduino平台进行整合，传感器如何布置,模块如何连接等等一

些考虑，还包括最基本的转向机制的选择，部件的固定方式，材料 的选择等等。其中最主要的车身底盘的设计采取先用量具确定部 件尺寸，再通过手动绘制草图并稍作调整，接着用CAD绘制专业 尺寸效果图，最后挑选材料依据图纸逐一打样的方式完成。部件 固定方式应该采用螺丝和铜柱支撑的方式，灵活且稳固。另外在 模块电路的设计上采取尽量减少耦合性，尽量利用集成来减少接 线麻烦的方法，本着能用排针排母绝不用杜邦线的宗旨，使整体 结构整洁大方,提高拓展性并降低组装难度。在传感器布置方面 和转向机制的选择上应该从避障算法和障碍物分类的角度整体

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2018.11

两络与信息工程2.2控制终端的选择及应用

全球主流的智能终端操作系统发展至今，各有优劣。其中

使用了两块单片机，真正的控制核心为采用直插管脚封装的AT-

mega328,而另一块则是采用贴片封装的ATmegal6u2,它被用来

实现前面说到的USB功能，有人乍一看觉得Arduino官方只是做 了一个单片机最小系统，这块板子上具备开发所需的一切，包括 端口引出，电源稳压，拓展功能等等，也就是说Arduino提供给你 一个完善的硬件平台。

如果常用的51核心的开发板也能做到，那么接下来提到的

Apple公司开发的ios设备，在为其开发配套应用的时候需要付

费成为开发者，鉴于本设计对成本控制的理念，不予采取；另外 微软开发的Windows Phone操作系统由于没有强大的程序员开 发支持,生态不够完善，导致配套的应用程序数量有限，机型也稀 少，不符合本设计的要求。

Arduino的特点之二后你就不会这样认为了，有许多开发者在用

过Arduino之后就深深地被它所吸引，普遍反映Arduino容易上 手且开发周期大大缩减，这得益于Arduino同时为开发者提供了 实用的IDE,是一款集编码，编译，下载，串口监视，关键词高亮显 示，语法检测等功能于一身的软件，也就是说你再也不用像51核 心的单片机那样，在开发时编码用一套软件，烧写用另一种软件。

在C++语言的基础上Arduino为该平台开发出了独有的 编程语言，一个是名为setup的初始化函数，它就是程序的入 口,承担着初始化的任务，而且它只执行一次，另外还有一个叫

Google的安卓系统被应用于智能手机上之后对智能领域产

生了深远的影响,究其原因大致可以归纳为以下两点，第一，内 核基于Linux,同样开源，意味着拥有更广阔的发展前景和巨大 的开发者支持，同时安全性和兼容性毋庸置疑，第二，开发语言主 要采用Java,作为全球最受欢迎的开发语言，浑身的优点有目共 睹，一个手机操作系统受不受欢迎主要是看有没人为其开发配套 的应用软件去维持它的生态。安卓拥有了得天独厚的优势，最终 选择Android设备作为本设计的控制终端。

loop的函数，整个程序的逻辑写在里头，顾名思义这个函数是无

限循环的，不断电是不会停止。当然你也可以像写C++ —样定义

自己的函数，但最终还是要在loop函数中调用的，使用的原因 是Arduino官方为我们做了很多工作的，他们在背后将AVR单 片机中的许多设置进行参数化封装，再加上为其烧写了专门的

3小结

首先从物联网的角度分层给出该设计的系统结构，然后从工 程学硬件设计和软件设计学的角度科学的给出智能小车系统的 总设计方案，客观的对比了多种平台多种技术，深入浅出的分析 了对蓝牙技术在智能小车系统中可行性方案的应用研宄。

bootloader,使得开发者不必关心底层实现就能快速产出。

最后设计中用到的像舵机这种需要PWM功能的模块不会控 制怎么办？超声波不会产生脉冲信号怎么办？ Arduino为你准 备了丰富的库函数和第三方的库支持,就是只需导入对应库，调 用对应动作函数，传入自定义的参数即可，就如同要使用舵机，那 么就导入〈servo. h>库，适时地调用write ()方法，传入自定义 的角度参数，轻松让舵机转动相应的角度。

参考文献

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算机（专业版）,2011 (31):77-79.

[2] 林长青，成海量.基于Android系统和蓝牙通信的手机遥控

车设计[J].山西电子技术,2012(03):56-58.

(上接第70页）

电器、解码器等，在接收信号接收到某个干扰信号发送的信道与 之相同时，时间继电器能够为发射机信道分配电源。

是接收器在接收敌方信号的时间内为出现信号，发射机将不会发 射干扰信号，变频振荡器会始终运作，一旦监测到信号，将会进行 干扰信道发射。

2.4变体型分布式通信干扰设备的设计

变体型的分布式通信干扰设备属于一次性的分布式通信干 扰设备，设备能够监测信号特征，包含频率、频谱、运行时间、工作 样式等，就重要的通信网、检测通信网而言，能够进行干扰选择^

变体型的分布式通信干扰设备主要由天线系统、继电器、发射设 备、接收设备、控制设备、选择器、变频振荡器、频率调制器等。

变体型分布式通信干扰设备能够实现工作程序的监控，借助 变频振荡器可以在频带内借助接收器实现频率的变化。在监测信 号的选择器内，比较临界的电平，低于最大值的临界电平。设备能 够借助控制器开关的指令,在选择器内形成信号。例如：在接通 了调频振荡器之后，在频率间隔内会逐渐形成干扰，接着转变频 率的方向，最后在发射机的作用下，借助变频振荡器将接收到的 信号输送出去。搜索到信号，系统会发射临界电平,使得变频振荡 器内的电平趋于稳定，接着将电平保持在一定值，保持的时间取 决于对方的压制干扰信号的发射类型。在应用中,若是敌方的信 号没有干扰状态,发射器会按照原本的频率发射出干扰信号。若

3结束语

通过本文上述的分析能够得知,分布式通信干扰设备在军事 方面得到了广泛的应用，本文首先分析了分布式通信干扰设备的 组成，同时阐述了分布式通信干扰系统的设计。在系统设计中主 要从简化性、多次性、性、变体型方面入手，总结了几类应用 较为普遍的分布式通信干扰系统设计方式。由于分布式通信干扰 设备本身具备较大的干扰性,在未来的信息化战争中发挥着重要 的作用，在应用的过程中，相关部门也必须要加强分布式通信干 扰系统的研宄，以此确保分布式通信干扰系统的应用效果。

参考文献

[1] 李军林，丁荷洁.复杂电磁环境下分布式通信干扰效果仿真

分析[J].机械管理开发,2011(02):47+50.[2] 黄威刚，刘志鹏.分布式智能通信对抗的研究及应用[J].信

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