數(shù)據(jù)通信論文之雙車調(diào)試與PC機(jī)通信

1、數(shù)據(jù)通信應(yīng)用（2015 2016 年）智能車競(jìng)賽雙車通信與調(diào)試方案學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)老師：摘要在第十屆全國(guó)大學(xué)生智能車競(jìng)賽中，官方引入了“雙車追逐組”。其比賽規(guī)則明確說(shuō)明，兩輛車子之間不能有任何物理連接，在車子比賽過(guò)程中，雙車不能有長(zhǎng)時(shí)間的物理接觸，但是可以有瞬間的碰觸。我很榮幸參加了第十屆的智能車比賽的“雙車追逐組”，負(fù)責(zé)雙車通信與調(diào)試。而今又要寫“數(shù)據(jù)通信”的應(yīng)用，正好趁這個(gè)機(jī)會(huì)，將自己的雙車通信與調(diào)試方案寫出來(lái)。關(guān)鍵詞：智能車、通信、物理連接、調(diào)試1.比賽規(guī)則與通信方案選擇規(guī)則規(guī)定，雙車之間不能有物理連接，不能長(zhǎng)時(shí)間的碰觸，而且最終成績(jī)是按照如下公式計(jì)算的：T = t1+5(

2、t1-t2)其中，t1為第一輛車通過(guò)賽道一圈的時(shí)間，t2是第二輛車計(jì)時(shí)開(kāi)始到通過(guò)終點(diǎn)的時(shí)間?？梢?jiàn)比賽不但要求雙車不能有物理接觸，而且距離也須適中，否則就時(shí)間差5倍的乘積是很難讓人接受的。所以雙車之間必須建立數(shù)據(jù)交流，即要保證雙車不撞車，要保證雙車間距不能夠過(guò)大。難題是我們智能車車模的控制是利用定時(shí)器控制的，就是將所有的控制指令都放在PIT中斷內(nèi)進(jìn)行，因?yàn)檐嚹Ｔ谛羞M(jìn)過(guò)程中，受到舵機(jī)響應(yīng)速率、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的限制，不能過(guò)于頻繁的控制，所以不能安照順序結(jié)構(gòu)對(duì)車模進(jìn)行控制。而數(shù)據(jù)通信要求有實(shí)時(shí)性，而且要保證在通信過(guò)程中不能影響車模的正常運(yùn)行。兩輛車模的PIT進(jìn)入中斷時(shí)刻無(wú)法做到同步，不可能采用同步通信的

3、方式進(jìn)行通信，經(jīng)過(guò)我前思后想之后，決定化繁為簡(jiǎn)，將雙車通信定為雙車單向通信。同時(shí)為了便于無(wú)線調(diào)試，我在車模電路主板上預(yù)留了單個(gè)車模與PC上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)接口。在通信工具選擇過(guò)程中，我們最終選擇了藍(lán)牙，并將通信定為“三藍(lán)牙”通信方案。首先藍(lán)牙調(diào)試技術(shù)在我校智能車隊(duì)較為成熟，便于上手；其次藍(lán)牙可以直接插在串口上，而主控芯片K60單片機(jī)有豐富的串口。而無(wú)線通信模塊NRF2401模塊也可以用在雙車通信中，但是我們沒(méi)有選，主要原因如下：第一，他們都是半雙工的， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雙向傳輸；第二， 24L01 的程序比較麻煩，新手不好使用；第三， 使用現(xiàn)成串口通信，比較方便。2.三藍(lán)牙方案與PC上位機(jī)三藍(lán)牙方案

4、通信框圖如下：其實(shí)也可以稱為其是四藍(lán)牙通信方案，因?yàn)橥ㄐ胚^(guò)程中可以同時(shí)使用四個(gè)藍(lán)牙進(jìn)行通信。但是收到比賽經(jīng)費(fèi)的限制，我們就買了三個(gè)藍(lán)牙，采用雙車分時(shí)與電腦上位機(jī)通信的辦法。參數(shù)調(diào)試過(guò)程中，需要調(diào)試車模的參數(shù)，比如舵機(jī)以及電機(jī)的 PID。我沒(méi)有去寫主車到從車的參數(shù)數(shù)據(jù)的發(fā)送協(xié)議，而是采用來(lái)網(wǎng)上流傳很廣的虛擬數(shù)據(jù)示波器datascope 。通信框圖如下：3.通信調(diào)試代碼（省去初始化）在通信和調(diào)試過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)由于串口通信速率有限，所以最終決定只發(fā)送距離標(biāo)志，而不是距離數(shù)值。程序代碼如下：void Send_Sign() if(distance<10) /當(dāng)距離小于10 uart_putch

5、ar(UART5,'A'); else if(distance>=10&&distance<20) /當(dāng)距離 uart_putchar(UART5,'B'); else if(distance>=20&&distance<30) /當(dāng)距離 uart_putchar(UART5,'C'); else if(distance>=30&&distance<40) uart_putchar(UART5,'D');/A車減速 else if(distance

6、>=40&&distance<50) uart_putchar(UART5,'E');/A車加速 else if(distance>=50&&distance<60) uart_putchar(UART5,'E');/A車加速 else if(distance>=60&&distance<70) uart_putchar(UART5,'F');/A車加速 else uart_putchar(UART5,'G'); 而datascope上位機(jī)，我將他

7、們給的函數(shù)代碼，重新封裝，形成數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)通道可以選擇、參數(shù)可以調(diào)節(jié)的參數(shù)。封裝代碼如下：void DataScope_Display() u8 i=0,Send_Count=0; DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result0) , 1 ); /將數(shù)據(jù) 1.0 寫入通道 1 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result1) , 2 ); /將數(shù)據(jù) 2.0 寫入通道 2 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result2) , 3 ); /將數(shù)據(jù) 3.0 寫入通道 3 Data

8、Scope_Get_Channel_Data(float)(ad_result3) , 4 ); /將數(shù)據(jù) 4.0 寫入通道 4 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result4) , 5 ); /將數(shù)據(jù) 5.0 寫入通道 5 DataScope_Get_Channel_Data(float)(ad_result5) , 6 ); /將數(shù)據(jù) 6.0 寫入通道 6 DataScope_Get_Channel_Data( 7.0 , 7 ); /將數(shù)據(jù) 7.0 寫入通道 7 DataScope_Get_Channel_Data( 8.0 , 8 ); /將數(shù)

9、據(jù) 8.0 寫入通道 8 DataScope_Get_Channel_Data( 9.0 , 9 ); /將數(shù)據(jù) 9.0 寫入通道 9 DataScope_Get_Channel_Data( PWM_OFFSET , 10); /將數(shù)據(jù) 10.0 寫入通道 10 Send_Count = DataScope_Data_Generate(10); /生成10個(gè)通道的 格式化幀數(shù)據(jù)，返回幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 for( i = 0 ; i < Send_Count; i+) /循環(huán)發(fā)送,直到發(fā)送完畢 uart_putchar(PUT_DATA,DataScope_OutPut_Bufferi); /ua

10、rt_putchar(UART3,'S'); / while(UART3->SR&0X40)=0); / UART3->DR = DataScope_OutPut_Bufferi; /從串口丟一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)出去 /delayms(50); /20fps, 幀間隔時(shí)間。 不同電腦配置及 USB-TTL 設(shè)備的優(yōu)劣均會(huì)影響此時(shí)間的長(zhǎng)短，建議實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。 Datascope上位機(jī)畫面如下，由于在使用過(guò)程中沒(méi)有截圖，這里給出已張沒(méi)有數(shù)據(jù)的截圖：4.通信與調(diào)試結(jié)果在通信與調(diào)試過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)方案效果不錯(cuò)，在通信過(guò)程中當(dāng)距離過(guò)大時(shí)，前車有明顯的減速；距離過(guò)小時(shí)，前車有明顯的加速。而上位機(jī)調(diào)試，也可以通過(guò)da