【Mr.chen|开发日记Nov.4】语音交互智能物联网小车
Mr.chen 发布于2017-12-12 14:15 浏览:1778 回复:0
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     前面我们已经通过mqtt把dueros和麒麟座(stm32f103主控)开发板连接起来了,接下来要制作以stm32f103为主控的智能小车。

   

功能设计:鉴于智能小车行动灵活的特点,在车上搭载功能外设(如温湿度计,烟雾粉尘检测模块,有害气体传感器等设备),就可以实现灵活多点数据采集,实现多点测温,火灾预警,PM2.5空气质量分析,有害气体泄露报警等功能。 本指南以嵌入式常用传感器为例,目的为初学者提供一个较为全面开发例程。

      

    硬件介绍: 智能小车主控以stm32f103系列MCU为例(其他芯片参考移植),这里使用中国移动麒麟座开发板进行设计.

    1. 麒麟座采用stm32f103ret6芯片为主控芯片,搭载了GSM模块 WiFi模块和温湿度传感器,角度传感器等部件,是一款功能较为齐全的硬件开发平台,出于尽可能丰富外设,做一款较完善的教程的考虑,使用麒麟开发板可以节约空间,方便添加跟多外设。

 

   2.使用E18-D80NK 红外接近开关,用于对障碍物进行检测,触发中断执行避障机制。


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     E18-D80NK红外接近开关,工作原理:当模块发射出去的红外照射在物体上,在物体表面发生漫反射现象,如果模块自身接收到反射回来的红外光,信号线会输出高电平,未收到反射光,会保持低电平(具体何时高何时低电平,模块不同可能有所差异,使用前最好测量下。注: 如若你的模块不论何时都保持高,或者低 ,尝试调节模块背后的灵敏度旋钮)。


3.使用PM2.5传感器 GP2Y1014AU粉尘传感器:用于对空气中大于0.8um的颗粒物浓度进行检测。

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夏普光学灰尘传感器(GP2Y1014AU0F)在检测非常细的颗粒,如香烟烟雾,是特别有效的,并且是常用的空气净化器系统。

   该装置中,一个红外发光二极管和光电晶体管,对角布置成允许其检测到在空气中的灰尘反射光。传感器中心有个洞可以让空气自由流过,定向发射LED光,通过检测经过空气中灰尘折射过后的光线来判断灰尘的含量。

    这里通过读取输出脚的模拟电压来判读颗粒浓度,用到stm32 内部ADC转换。

4. 模块 MQ-5液化气天然气 城市煤气传感器模块:检测燃气是否泄露

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    MQ-5有两个输出信号脚,一个是数字输(0,1)另一个是模拟输出,数字输出可以通过调节灵敏度来设置物理阀值,相对模拟输出来说 数字输出简单,可直接通过MCU端口检测,但数字输出不精确不直观,本次仍然以模拟信号进行ADC转化,通过程序判断具体燃气浓度,具体ADC配置思路同上。

5. 火焰传感器模块 火源探测模块 :用于检测室内是否有明火

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该模块也有数字信号输出脚和模拟信号输出脚,但由于stm32f103只有3个ADC,火焰检测采集模拟量意义不大,所以直接用的是数字信号输出脚,将其配置成外部中断。也可以不用中断直接检测引脚电压来判断是否有明火。

 

 

6.SPI接口的 oled液晶显示屏

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Oled显示屏直接使用厂家提供的官方驱动源码就行,没必要去研究它具体寄存器操作方式。我们只需学会使用IIC协议 或SPI协议能给屏幕发送指令就可以了。具有协议不在赘述,网上有很多,而且协议是固定通用的。

7. RCWL-0516 微波雷达感应开关模块:用来进行人体感应,在设备开启离家模式时,如果感应到人,则会触发报警。

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管脚定义如上所示,输出信号为数字信号,数字信号处理不在多说

8. 串口控制插卡SD卡语音模块:用于语音播报,事先用软件合成固定的语音,通过串口指令可以操作播放指定语音文件。

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 模块采用串口协议进行传输,外接43瓦的喇叭,语音文件通过软件合成后存在SD卡中,通过串口指令实现模块控制。

   

    通信格式如下:(模块厂家不同格式也不同)

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9.舵机:一种角度电机,可以精确控制转动角度

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10.直流电机驱动模块:用于控制电机的正反转,以及对电机进行调速。

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模块用于驱动TT马达,输入信号同样是PWM  配置方式与舵机相同,操作方式如下图所示。

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11.超声波测距模块

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(1)采用IO触发测距,给至少10us的高电平信号;

(2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;

(3)有信号返回,通过IO输出一高电平,高电平持续的时间就是

  超声波从发射到返回的时间.测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 

12.外围材料:

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 自制电源模块                                                升压模块

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外围设备到此简绍完毕,下一篇对个边设备进行编程讲解


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