WiFi物联网小车规划计划，选用电脑上位机软件经过无线WiFi 操控小车的运动，收集小车的信息。与传统的“智能小车”比较，首要特征在于运用32 位高性能单片机操控、互联网通讯机制和电脑上位机软件操控。此计划交融了电脑软件、网络通讯、图画处理、图形显现、运动操控、速度收集和温度收集等技能，具有“物联网”的相关特征。传统的小车操控大多运用红外通讯，运用遥控器进行操控，不光遭到间隔的约束，而且远没有电脑软件直观漂亮。互联网通讯使小车具有长途操控的才能，这是红外通讯望尘莫及的。此外，本计划小车操控芯片选用Cortex-M3单片机，该单片机具有极丰厚的外设，这给小车今后功用晋级和扩展奠定了根底。
1 全体规划计划
WiFi 物联网小车规划计划需求到达的意图是运用电脑软件(简称上位机)经过互联网与小车操控端(简称下位机) 进行通讯，然后操控小车的运动，收集小车的速度、温度以及视频监控等功用。全体规划计划如图1 所示。图中有2 种通讯办法可选，其间“WiFi 局域网小车操控”是选用局域网的办法，将上位机、无线路由器和小车组成一个局域网，完结上位机操控小车的意图。“互联网长途小车操控计划”是选用长途互联网的办法，将上位机与小车组成一个互联网，然后完结长途操控小车的意图。2 种计划的技能相似，因为遭到试验条件的约束，本规划以局域网小车操控为例进行解说阐明。
图1 全体计划规划
从通讯的视点来讲，无线路由器是上位机和下位机的数据中心，上位机经过Winsocket 套接字编程创立一个网络接口与路由器进行衔接，小车端经过一个串口转WiFi 模块，将串口数据经过WiFi 模块转换成WiFi 信号与路由器交互。此过程中，上位机和下位机WiFi 模块均有一个独立的局域网IP 地址。经过这个IP 地址上位机和下位机便能够完结网络通讯。
从操控的视点来讲，上位机是小车的操控中心，上位机经过“按键”宣布指令给小车，小车收到指令后回传相关数据给上位机，上位机收到小车回传的数据，经过解析，将其显现出来。
1.1 上位机软件规划
上位机首要功用是操控小车运动，显现小车的速度、周围的温度以及小车收集的摄像。如图2 所示，这些功用由2 个线程来完结别离是“图画、声响处理线程”和“小车运动操控，速度、温度收集线程”等。前一个线程首要担任接纳并处理有小车WiFi摄像头传过来的图画信息和音频信息，此部分首要涉及到DirectShow 相关技能。后一个线程首要担任小车运动的操控，包含“行进、撤退、左转、右转、中止、加快、减速、转向灯和喇叭”以及接纳处理小车回传的温度和速度信息等，并用虚拟图表显现出来。上位机软件2 个线程都创立了一个互不相干的套接字，前者用于与小车WiFi 摄像头进行数据交互，后者用于与小车串口转WiFi 模块进行数据交互。
图2 上位机软件规划计划
1.2 下位机软件规划
下位机软件规划，即Cortex-M3 中心处理器的程序规划，如图3 所示。规划计划首要包含：摄像的操控、小车4 个电机的操控、DS18B20 温度数据的收集、红外对管速度模块数据的收集以及收集到数据后数据的处理打包发送等内容。其间摄像的操控、电机操控以及温度和速度的收集均以函数的办法获取，当下位机收到上位机的相关指令后，便调用相应的函数获取到成果后用固定的格局发送给上位机。
图3 下位机软件计划
下位机完结WiFi 与无线路由器通讯的中心是串口转WiFi 模块，经过这个模块能够将下位机发送的串口数据直接转换成WiFi 信号发射出去。在运用此模块之前能够经过多种办法进行装备，只需装备好了，便能够与拟定的WiFi 接入点进行网络通讯。
2 规划计划特征及扩展阐明
2.1 特征介绍
本计划是根据将电脑软件、互联网通讯以及单片机技能相结合的理念设想规划的。从单片机的选型、通讯计划的确认以及上位机软件的规划等都与传统的“智能小车”有很大的特别之处。以下是本规划计划的3 大特征：
① 小车的操控芯片选用功用强壮的Cortex-M332 位高性能、低功耗的处理器，该芯片具有丰厚的外设，芯片还支撑ARM 公司供给的RLTx 实时操作体系，运用起来十分便利;
② 通讯办法选用TCP / IP 通讯协议，运用无线WiFi 技能，完结对小车的操控。此通讯计划(如图1)，在具有私有IP 的情况下能够衔接长途网络，能够经过长途网络遥控小车，这在“智能家居”和“长途医疗”等范畴将会有不错的运用价值;
③ 运用电脑上位机办理软件，使单片机操控、网络通讯和计算机软件有用地结合。此计划规划上位机软件来办理小车，契合将杂乱的操控简单化、界面化的规划理念。 2.2 扩展阐明
Cortex-M3 单片机强壮丰厚的外设资源为本规划的扩展奠定了强壮的根底。除了已完结的功用外，单片机还剩余2 个串口未用，这使小车还能够增加如下功用：GPS 导航功用、语音功用以及GSM/GPRS 发短信、打电话和无线上网功用。
3 计划难点及关键技能
计划难点有：
① 上位机操控小车的运动对实时性的要求很高，而收集小车的速度并用表盘显现出来，这对通讯的安稳性又提出了要求，而关于本来就存在延时的TCP / IP 通讯来说更是难上加难;
② 图画处理首要是学习网上DirectShow 开发攻略中供给的技能，许多内部的处理机制和信号过滤器的运用是难点;
③ 上位机速度表盘显现速度不连贯，偶然还有“卡死”的现象。
关键技能有：① 通讯协议的拟定;② 下位机收集并处理信息的办法;③ 上位机套接字编程，速度表盘动态显现速度;④ 上位机显现小车监控视屏;⑤ 小车作为WiFi 接入点接入网络。
4 体系仿真成果剖析
4.1 WiFi 物联网小车全体外观
小车全体外观如图4 和图5 所示，体系由上位机和小车组成，小车操控电路放在小车上。小车操控器首要包含：电机操控、测速、测温、通讯、图画收集和无线路由等。
图4 WiFi 物联网小车
图5 小车俯视图
4.2 体系全体调试
WiFi 物联网小车操控体系上位机界面首要包含：网络设置、功用设置、视屏监控区、运动操控区、速度显现区、温度显现区以及调试窗口。网络设置用于上位机与小车进行网络衔接，输入小车IP 地址，点击“衔接”即可。视频监控功用需求小车端装置WiFi摄像头，经过点击视频显现框下面的“Call”按钮能够衔接WiFi 摄像头的IP 地址，衔接成功即可获取摄像头收集到的图画。运动操控区用于操控小车的运动和显现小车的转向灯、喇叭等。速度显现区是一个速度表盘用于显现小车的实时速度。温度显现区是一个温度计的图形界面，能够显现小车上DS18B20 传感器的温度值。通讯调试窗口在调试程序时运用。
4.2.1 网络衔接
网络衔接调试运用网上下载的TCP网络调试帮手，首要设置TCP调试帮手为服务器办法，设置服务器监听IP为192.168.16.110,端口设为345，衔接网络，此IP 地址和端口号是UART 转WiFi 模块的IP地址和端口号，经过单片机用AT 指令设定。网络衔接成功后，小车上位时机不断的发送“014,SR1,TE1,029.6”,表明小车端当时的温度是29.6 ℃。
4.2.2 小车运动
小车运动操控部分的调试相同选用上位机和TCP 网络调试帮手进行调试。衔接好网络后，在上位机上别离点击“↑”,“↓”,“←”,“→”,“█”,“加快”,“减速”。在调试帮手接纳窗口上顺次接纳到“:014,SG1,UP1,;” 、“:014,SG1,DO1,;”、“:014,SG1, LE1,;”、“: 014, SG1, RI1,;”、“: 014, SG1,ST1,;”、“: 014, SG1, AD1,;” 和“: 014, SG1,SU1,;”,别离表明“行进”,“撤退”,“左转”,“右转”,“中止”,“加快”和“减速”。
4.2.3 温度和速度的显现
温度和速度的测验直接在小车的实践运动过程中进行测验。翻开小车，衔接上位机，用手捂住小车上的DS18B20,调查上位机上温度显现区模仿温度计的度数改动，然后用手滚动小车的轮子调查上位机速度显现区速度表盘指针的改动，改动温度和速度的巨细，发现速度表盘指针和温度指示相应发生改动，因而能够判别温度和速度的传输没有问题。
5 结束语
经过重复调试和修正代码，能够完结料想的功用。通讯安稳，小车的操控牢靠，数据收集的准确度和灵敏度到达要求。在不涉及到长途联网操控的情况下，体系的安稳性和牢靠性现已远远超越一般的红外遥控小车和无线射频遥控小车。计划的意义在于将电脑软件技能、网络技能和单片机技能有用结合，杰出表现而且深化了“物联网”的意义，未来必将广泛应用于社会生活和生产中。计划的应用范畴首要有无人驾驶、长途监控和智能家居等。
