摘要：本設(shè)計(jì)采用ADI的高性能ARM7-core MCU ADuC7026和MEMS傳感器ADXL345作為核心器件，分別完成系統(tǒng)控制和小車(chē)姿態(tài)控制，外圍輔以超聲波模塊和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)探測(cè)避險(xiǎn)功能。同時(shí)，利用ADuC7026豐富的I/O接口，擴(kuò)展各種傳感器，用于實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集的自由移動(dòng)載體并通過(guò)nRF24L01模塊與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行無(wú)線通信，最終完成災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析。是一個(gè)高效、實(shí)時(shí)、低成本解決方案。

　　引言

　　生活中，各種自然災(zāi)害、意外事故時(shí)有發(fā)生，給人們的日常生產(chǎn)，生活帶來(lái)了巨大的損失。這些情形造成了各種惡劣的環(huán)境條件，給災(zāi)后的及時(shí)搶險(xiǎn)救災(zāi)帶來(lái)巨大困難。第一時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)資料，對(duì)于后期開(kāi)展搶險(xiǎn)救災(zāi)工作具有重要意義。

　　然而，現(xiàn)實(shí)災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件決定了不可能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)資料的人工采集，采用智能儀器代替人工作業(yè)無(wú)疑是一個(gè)很好的選擇，但是，智能儀器不僅需要一個(gè)能夠自由活動(dòng)的載體，還要求該移動(dòng)載體具有智能探測(cè)避險(xiǎn)功能，并及時(shí)自動(dòng)完成姿態(tài)調(diào)整以保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集傳感器的正常工作，獲得實(shí)時(shí)可靠的現(xiàn)場(chǎng)情況。

　　本設(shè)計(jì)針對(duì)這一需求，提出了一個(gè)低成本解決方案。采用ADI的高性能ARM7-core MCU ADuC7026和MEMS傳感器ADXL345作為核心器件，分別完成系統(tǒng)控制和小車(chē)姿態(tài)控制，外圍輔以超波模塊和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)探測(cè)避險(xiǎn)功能。同時(shí)，利用AduC7026豐富的I/O接口，擴(kuò)展各種傳感器，用于實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)后現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集的自由移動(dòng)載體并通過(guò)nRF24L01模塊與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行無(wú)線通信，最終完成災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析。

　　實(shí)現(xiàn)原理

　　電機(jī)控制原理

　　本設(shè)計(jì)采用ADuC7026的PWM控制直流減速電機(jī)完成加速轉(zhuǎn)動(dòng)、減速轉(zhuǎn)動(dòng)、前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等操作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片則采用國(guó)家半導(dǎo)體(NS)的LM298N。ADuC7026電機(jī)控制管腳分配及于電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片管腳對(duì)應(yīng)如表1所示。
       

　　通過(guò)調(diào)整PWM的占空比完成加速和減速操作，當(dāng)右輪電機(jī)比左輪電機(jī)轉(zhuǎn)速快的時(shí)候，小車(chē)左轉(zhuǎn);當(dāng)左輪電機(jī)比右輪電機(jī)轉(zhuǎn)快的時(shí)候，小車(chē)右轉(zhuǎn)。給直流電機(jī)正向電壓時(shí)，小車(chē)前進(jìn);給直流電機(jī)反向電壓的時(shí)候，小車(chē)后退。具體的狀態(tài)控制方案如表2所示。