基于Internet的简易智能小车监控系统设计

摘要

随着控制技术和互联网技术的蓬勃发展，将两项技术结合以实现基于Internet的远程控制系统，在工业领域具有广阔的应用前景。本文基于Atmel公司的微控制器AT89S52单片机，利用光电传感器进行导航，结合双伺服电机控制速度和方向，实现智能小车基本巡航;通过Zigbee局域网无线通信技术实现PC监控，并且充分利用互联网功能实现智能车的Internet监控。
　　首先，基于智能小车系统功能的分析，完成了智能车ZigBee局域网的硬件设计。其总体结构主要由智能车机械部分，控制电路部分，驱动部分和传感器部分组成。智能车硬件核心为AT89S52单片机，还包括电源管理模块、伺服电机控制模块、导航模块、电机驱动模块、以及ZigBee无线通讯模块等，为小车的导航运动提供载体;分析了ZigBee无线通信技术的特点，对比其他无线通信技术得出ZigBee技术应用于智能车监控系统的优势，介绍了以CC2530芯片为核心的ZigBee无线模块，给出了ZigBee模块的电路图以及相关通信程序。
　　其次，研究了基于Internet监控系统的体系结构，在分析现有的基于PC机的局域网遥控智能车系统结构的基础上，提出了一个基于Internet网络的简易智能车远程监控系统体系结构，该系统具有更好的远程操作性和安全性;简要阐述了网络通信的协议种类及WinSock通讯特点，介绍了CSocket类属性及网络编程相关函数;重点分析了TCP/IP协议的体系结构，套接口编程原理以及CSocket类编程步骤。
　　第三，完成了智能车监控系统上位机软件设计，包括服务器软件设计和客户端软件设计。系统允许用户在远程客户端利用监控软件平台，通过Internet连接上智能车主控计算机进行控制与监测，从而实现智能车的网络监控。远程监控软件利用VisualC++6.0中CSerialPort类来完成服务器与小车的串口通信，利用CSocket类完成客户端软件的网络通信功能，从而实现Internet控制智能车。
　　最后，分析了基于Internet监控系统的实验结果。结果表明，该系统实现了智能车基于Internet的简单巡航、自主循迹、导航以及数据反馈，具有较好的精度，为后续实现更精确的网络远程监控提供了思路。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本课题的研究背景和意义

1．2 远程监控国内外研究现状

1．3 主要研究内容与章节安排

2 智能小车ZigBee局域网设计

2．1 智能小车硬件设计

2．2 基本巡航及导航策略

2．2．1 伺服电机控制

2．2．2 速度和转向控制

2．2．3 导航控制策略

2．3 ZigBee局域网无线通讯

2．3．1 ZigBee无线通信特点

2．3．2 ZigBee无线通信模块

2．4 本章小结

3 基于Internet监控的体系结构

3．1 引言

3．2 网络通信及其应用协议

3．2．1 TCP／IP协议体系结构

3．2．2 TCP／IP协议封装模型

3．3 远程控制系统的通讯机制

3．3．1 套接口编程原理

3．3．2 CSocket类简介

3．3．3 CSocket类的编程步骤

3．4 本章小结

4 控制系统的软件开发

4．1 系统软件总体设计

4．1．1 上位机软件开发环境

4．1．2 下位机软件开发环境

4．1．3 网络监控系统结构模式

4．2 服务器监控软件的设计

4．2．1 PC与单片机的通信

4．2．2 绘迹算法设计

4．2．3 服务器的搭建

4．3 客户端的监控软件设计

4．3．1 客户机与服务器通信

4．3．2 客户机监控智能车

4．4 系统测试及结果分析

4．5 本章小结

5 工作总结与展望

5．1 工作总结

5．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果

致谢