该计划依据Atmega128单片机和无线通讯技术规划，其立异点是选用了PC操控形式和单兵运转形式两种方法对无人车进行操控，极大地增强了无人车的功用性和环境适应才能。该计划可广泛运用于近间隔货运客运、应急救援、恶劣环境下主动作业等范畴。
智能无人车是一种履带式移动机器人，现在市场上的无人车大多选用单片机对其进行操控，其长处是体积小，成本低，结构简略，但只是依托单片机远不能使无人车在复杂多变的作业环境中进行及时调整，而且极大地约束了其功用的扩展。依据此缺乏，本规划首要运用PC机与无人车的无线通讯，使无人车在PC机无线指令下完结行进、撤退、转弯、冲击、生命值显现、调速和主动行进等功用，并经过车载摄像头实时获取无人车所在环境信息，完结了长途监控。在执行任务时，如遭受敌方车辆搅扰通讯，无人车在抵挡搅扰信号一起进行敌我辨认，当令作出反击。
一、智能无人车计划规划原理
无人车操控体系由上位机（PC）操控部分和下位机（教育无人车）操控部分组成。体系结构框图如图1所示。
图1 体系结构框图
无人车体系作业原理为：
翻开教育无人车电源时，Atmega128单片机经过语音模块使扬声器宣布发动提示。当上位机无线操控台及PC端软件准备好后，PC端操控软件经过USB口向无线操控台单片机宣布指令，使其装备无线模块相关寄存器，芯片进入指令发射形式；下位机由Atmega128单片机操控，在接纳到上位机的指令后经过其集成的PWM外设模块发生2路PWM波和4条转向操控线经电机驱动模块增大驱动才能后操控左右2个电机发生相应的动作。例如，当PC端宣布“左转”的指令时，下位机的无线模块承受成功后会主动回来承受成功应对信号。接着Atmega128单片机经过PA口操控L298P，使左边电机反向滚动，右侧电机正向滚动，然后完结左转的功用；当PC端宣布“冲击”指令时，Atmega128则经过PE5口使红外发射管宣布相应码制的红外进攻信号；当PC端宣布“主动行进”指令时，Atmega128结合接纳霍尔传感器收集回来的数据，经过相应算法来和谐左右两边的电机，使坦克完结直线行走、转过固定视点，行进固定间隔等功用。教育无人车经过衔接到PE5口的红外传感器感应对方无人车的进犯信号。假如接纳到红外信号，PE5口会输入固定码制的信号，此刻主控芯片会将生命参数减一起平息一个LED灯，当全部LED灯都被平息后，主控模块会告诉语音芯片宣布阵亡提示，无人车中止全部动作。
二、硬件电路规划
教育无人车操控体系硬件电路规划包含PC端无线操控台部分和下位机无人车操控部分的硬件规划。
1、PC端无线操控台部分硬件规划
无线操控台部分由PC机、STC12LE5A60S2单片机、NRF24L01无线模块及PL2303组成。PC端操控台软件经过USB口向STC12LE5A60S2宣布指令，使其经过SPI串行通讯协议装备NRF24L01的相关寄存器，随后芯片进入发射形式，将上位机指令转发给下位机。其规划电路图如图2所示。
图2 规划电路图
2、下位机无人车操控部分硬件规划
下位机硬件由MCU模块、电机驱动模块、传感器模块、无线模块、语音模块、LED生命值显现模块以及电源模块组成。
MCU模块
MCU模块以Atmega128单片机为中心，Atmega128单片机是一款高性能、低功耗的AVR 8位微处理器，处理速度可达1 MIPS/MHz，运用先进的RISC结构，特别是具有I2C、SPI、PWM、RS232串口、ADC、定时器等功用非常全面的外设。该单片机经过SPI串行通讯接口与无线模块衔接，经过通用可编程I/O接口与电机驱动模块、语音模块、红外发射管和接纳管衔接。
电机驱动模块
电机驱动模块用于驱动直流电机，选用L298P电机驱动芯片。L298P是SGS公司的产品，为20管脚的专用电机驱动芯片，内含二个H—Bridge的高电压、大电流双全桥式驱动器，接纳规范TTL逻辑准位信号，可驱动46 V、2 A以下的步进电机和直流电机，具有高电压、高电流的特色。电路规划如图3所示。
图3 电机驱动模块电路规划
Enable操控电机停转，接到单片机的PE3、PFA口上，由这两个I/O口发生PWM波操控电机滚动。input1—input4操控电机的正回转，接到单片机的PA0-PA3口上。OUT1、OUT2和OUT3、OUT4之间别离接2个直流电机。
传感器模块
传感器模块包含红外模块和霍尔模块两部分。
红外模块包含接纳和发射两个功用模块。红外接纳模块由一个红外接纳管构成，接纳对方车辆发射的红外进犯信号。当体系接纳到进攻信号时，PE6引脚上会呈现一个高电平，触发一次外部中止，在中止服务程序中处理并判别红外数据。假如确以为进攻信号，则使生命值变量减一，一起平息一个LED灯。发射模块由一只红外发射管和一个三极管组成，红外进犯信号经过三极管扩大后由红外发射管宣布。进犯信号为8位数据，当收到进攻指令时，发射模块将程序中设定好的8位数据按位宣布。
霍尔模块由两只霍尔传感器和四片磁铁组成，用于测速，以完结调速、主动行进等功用。磁铁正反安放在左右两个电机减速箱的二级齿轮的边际上。当教育无人车行进时，电机带动齿轮滚动，两片磁铁就会替换从霍尔元件下面经过，因为两片的磁场方向不同，就会使霍尔元件内部的电子发生不同的偏转，这样，二级齿轮每转过一周就会使霍尔元件发生一个脉冲信号，构成闭环体系。主控芯片接纳脉冲信息，经过不同算法可操控两电机完结不同的操控要求。
语音模块
语音模块由WT588D语音芯片和SPI寻址的8M ROM芯片及其外围电路组成。运用前将需求播映的语音烧写在ROM芯片中。语音模块运用三线串口操控形式，这种操控形式由CS，DATA，CLK 3条通讯线组成，别离衔接到Atmega128的PC0、PC1、PC2 3个I/O口。操控时序依据规范SPI通讯方法。
无线模块
无线模块首要包含NRF24L01和Atmega128.NRF24L01选用FSK调制，内部集成NORD%&&&&&%公司自家的Enhanced Short Burst协议，可完结点对点或是1对6的无线通讯，无线通讯速度可达2.4 Gbps，并能够经过装备其寄存器完结调频传输。主控芯片经过SPI协议装备NRF24L01的相关寄存器来完结对无线模块的初始化和数据的传输。无线模块的SPI信号线对应的接到Atmega128的PB0-PB3 4个I/O口上，CE端接到PE2，运用Atmega128内部集成的SPI功用进行通讯。无线模块电路规划如图4所示。
图4 无线模块电路规划
三、软件规划
软件规划包含操控端软件的规划和终端软件的规划。
1、操控端软件规划
无人车操控台的主控软件将键盘指令转化为操控码发往下位机，操控小车的动作并显现下位机发来的状况信息。该软件运用Labview串口通讯将键盘指令转化为二进制字符串送到上位机。运用模仿SPI的方法，经过STC12LESA60S2装备NRF24L01的寄存器使其处于发射形式。当收到PC串口发送的数据时，NRF24L01在单片机的操控下将数据逐位宣布。规划的操控端软件如图5所示。
图5 操控端软件
2、终端软件规划
教育无人车的终端软件首要包含无线接纳程序、驱动操控程序等。程序中界说变量Life为生命值标识，界说Date为小车的操控标识，界说函数Motor（）为电机操控函数。流程图如图6所示，首要分为以下过程：
图6 流程图
1）小车发动后，首要初始化各I/O口、体系中止、SPI接口以及NRF24L01的相关寄存器。小车的无线模块装备为接纳形式。
2）下位机接纳到无线信号后会发生一个中止，将数据经过SPI送到Atmega128中。在操控程序中，用多分支挑选结构switch—case判别Date的值，经过调用Motor（）函数操控电机做出相应动作。
3）接纳到红外信号时，经判别若为有用信号，则使生命值标识Life减一。一起判别当时的Life值，设置PA口的值操控LED灯（生命值）的显现。
四、总结
试验结果表明，教育无人车在无障碍区域无线通讯有用传输间隔可达80～100米，运用车载摄像头能够实时获取无人车所在环境信息，完结长途监控。其立异点是选用了PC操控形式和单兵运转形式两种方法对无人车进行操控，极大地增强了无人车的功用性和环境适应才能。在实践对立演练中，无人车在遇到搅扰的情况下顺利完结货物运输、环境勘探、反击敌方车辆等功用，取得了杰出的操控作用。该规划可广泛运用于近间隔货运客运、应急救援、恶劣环境下主动作业等范畴。
