智能寻迹避障清障机器人设计(第四章)

2024-01-11 23:20

本文主要是介绍智能寻迹避障清障机器人设计(第四章),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

4  Arduino介绍与手机蓝牙APP开发

4.1 Arduino介绍

        在Arduino出现之前,意大利一所高科技技术学校的学生常常抱怨市面上的微控处理器基本上操作复杂,性价比低,无法同时适应多种复杂多变的微传感器。至此,2005年的某一天,该校的老师马西莫·班兹和来这所学校研究的学者大卫·卡泰尔斯一起讨论了现下微控制器的相关问题。于是,两人设计了自己的电路板,马西莫·班兹的学生Banzi设计该电路板的编程语言。该电路板从硬件设计到软件语言编译仅仅只用3天便完成,并根据马西莫·班兹的生活爱好把该电路板命名Arduino,意在怀念自己常去的一个地方。

        Arduino单片机属于AVR单片机,可使用C语言来编程。此外,Arduino把一些简单的参数模块化,使其开发难度大大降低,并支持Windows、Mac OS、Linux、甚至还有的用安卓系统,通过连接手机开发,可见Arduino跨平台能力强。其Arduino相关的MCU型号,以及一些I/O口的相关作用说明如表4.1 Arduino常见版本。

表4.1 Arduino常见版本

MCU

ATmega168/328

ATmega328

ATmega168/328

ATmega168/328

ATmega32u4

ATmega2560

AT91SAM3x8E

工作电压/IO电压

5v

5v

5v

5v

5v

5v

3.3V

数字IO

14

14

14

14

20

14

14

模拟IO

6

6

6

6

12

16

12

时钟频率

16Hz

16Hz

16Hz

16Hz

16Hz

16Hz

84Hz

Flash

16KB/32KB

32KB

16KB/32KB

16KB/32KB

32KB

256KB

512KB

SRAM

1KB/2KB

2KB

1KB/2KB

1KB/2KB

2.5KB

8K

96KB

EEPROM

512bytes/1KB

1KB

512bytes/1KB

512bytes/1KB

1KB

4KB

-

USB芯片

FTDIFT232RL

ATmega16u2

FTDIFT232RL

-

-

ATmega16u2

-

其它特点

早起Arduino版本现已停产

目前使用人数最多的型号适合初学者使用

功能和

Duemilanove一致但更为小巧

最小的Arduino控制器但下载程序得搭配外部的下载器

可以模拟键盘鼠标等USB设备

配置最高的8位Arduino控制器

32位Arduino控制器带有模拟输出引脚2个CAN总线

        本课题使用的Arduino UNO用的芯片型号便是Atmega 328,根据表4.1不能发现该Arduino的数字I/O口以及模拟I/O口数,以及一些实验中需要注意的参数等等。

4.1.1 Arduino UNO R3管脚图

        如图4.1.1所示,Arduino拥有6路数字I/O口可以直接使用PWM输出;并且Arduino支持SPI通信;模拟I/O口D18、D19可以使用I2C总线连接OLED显示屏的SDA和SCL;Arduino板还可以进行异步全双工通信,大大解决了很多单片机只能发送或者接收的缺陷,使得该单片机进行一边发送数据一边接收数据。

图4.1.1 Arduino UNO管脚图

4.1.2 Arduino UNO R3实物图

        如图4.1.2所示,Arduino UNO R3主板拥有14个数字I/O口,并且多数I/O口都拥有二个及其以上特定输出。如:有的数据I/O口不仅可以用来直接输出PWM信号,而且可以用来做SPI通信插口,可见其I/O口的功能强大。除此之外,该主板还有6个模拟I/O口,支持TX/RX全双工通信,可以通过USB口或者外接电源口供电,也可以经过VIN与GND或者VCC与GND供电,其Arduino输出电压可以选择3.3V的DC电压或者5V的DC电压,可直接通过USB口载代码,相对方便。

图4.1.2 Arduino UNO R3实物图

4.1.3 Arduino编程介绍

        虽然说Arduino的编程和很多类型单片机的编程差不多,都是使用常见的C语言编译,但同时也要学会区分于其他编程,Arduino在使用时常常要使用封装函数,从而减轻其工作量,在其书写时还应注意其格式。如所要使用引脚的引脚以及其引脚模式要在void setup()函数里面注明,而主函数要写进void loop()函数里面才能连续运行。由于Arduino很多库函数都是开源的,一些常见的功能可直接调用库函数,要实现一些拓展功能也可以在网上下载其库函数来调用,如:红外控制函数库,舵机控制函数库以及LCD函数库等等。

4.2 手机蓝牙APP的开发

        本课题开始只使用了红外遥控器控制,但由于实验红外遥控与小车所设置的PWM信号产生影响,对实验中很多数据产生了一定的影响,故而使用了简单易学的AppInventor开发了一款蓝牙遥控APP,该AppInventor支持在线编译,编译完成即可以直接直接打包APK,然后通过扫码下载到手机里面安装即可。现在简单的讲述一下如何在AppInventor开发APP,首先通过QQ登录AppInventor官网,创建新的项目,先是设计前端页面,可直接把需要的布局、按键、标签、滑动模块、计时器、蓝牙客户端等拉进编辑页面,根据所需要的效果改动按键、标签、布局的大小形状等,编辑好前端,下面便是后端逻辑层,逻辑层首先要确定APP运行的先后问题,以及APP在手机上面显示时的布局大小、形状、点击按键时运行哪一步都要有明确的顺序问题。如本课题的蓝牙APP很简单,主要二个页面便完成,一个是按键选择页面,一个是蓝牙选择页面。当打开APP进入的是按键选择页面,其大多数按键标签等的布局前端设计好了,后端主要对按键的点击状态做出判断,先要初始化按键以及蓝牙的状态,并设置好需要用到的按键、列表、计时器的状态;设置按下按键时显示蓝牙选择列表;当选择列表里对应的蓝牙对应的蓝牙时,显示对应的连接状态;并通过计算器定时获取接收到的信息并在标签中显示出来,下面便主要是调用相应的按键状态发送设置好的字符串,编程主要代码如图4.2.1所示。

图4.2.1 蓝牙APP主要编程代码

        最终,根据本课题所需要的功能做了如图4.2.2所示的手机蓝牙APP,该APP可以通过发送指令控制智能小车,也可以通过按键来控制小车的运动以及速度,通过接收的数据可以观看智能小车的实时状况如小车运动状态、运动模式、以及测距距离等等。

图4.2.2 蓝牙APP手机展示效果图

4.3 本章小结

        本章讲述了Arduino的发展历程以及Arduino一些引脚的功能利用;并对Arduino的一些相关编程规则做出了介绍;还描述了如何使用AppInventor开发蓝牙APP,并对该APP的使用及其能实现的功能作出一系列的介绍。

这篇关于智能寻迹避障清障机器人设计(第四章)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/596038

相关文章

使用Python实现表格字段智能去重

《使用Python实现表格字段智能去重》在数据分析和处理过程中,数据清洗是一个至关重要的步骤,其中字段去重是一个常见且关键的任务,下面我们看看如何使用Python进行表格字段智能去重吧... 目录一、引言二、数据重复问题的常见场景与影响三、python在数据清洗中的优势四、基于Python的表格字段智能去重

Spring AI集成DeepSeek三步搞定Java智能应用的详细过程

《SpringAI集成DeepSeek三步搞定Java智能应用的详细过程》本文介绍了如何使用SpringAI集成DeepSeek,一个国内顶尖的多模态大模型,SpringAI提供了一套统一的接口,简... 目录DeepSeek 介绍Spring AI 是什么?Spring AI 的主要功能包括1、环境准备2

Spring AI与DeepSeek实战一之快速打造智能对话应用

《SpringAI与DeepSeek实战一之快速打造智能对话应用》本文详细介绍了如何通过SpringAI框架集成DeepSeek大模型,实现普通对话和流式对话功能,步骤包括申请API-KEY、项目搭... 目录一、概述二、申请DeepSeek的API-KEY三、项目搭建3.1. 开发环境要求3.2. mav

Python3脚本实现Excel与TXT的智能转换

《Python3脚本实现Excel与TXT的智能转换》在数据处理的日常工作中,我们经常需要将Excel中的结构化数据转换为其他格式,本文将使用Python3实现Excel与TXT的智能转换,需要的可以... 目录场景应用:为什么需要这种转换技术解析:代码实现详解核心代码展示改进点说明实战演练:从Excel到

利用Python编写一个简单的聊天机器人

《利用Python编写一个简单的聊天机器人》这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用Python编写一个简单的聊天机器人,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 使用 python 编写一个简单的聊天机器人可以从最基础的逻辑开始,然后逐步加入更复杂的功能。这里我们将先实现一个简单的

Python中的可视化设计与UI界面实现

《Python中的可视化设计与UI界面实现》本文介绍了如何使用Python创建用户界面(UI),包括使用Tkinter、PyQt、Kivy等库进行基本窗口、动态图表和动画效果的实现,通过示例代码,展示... 目录从像素到界面:python带你玩转UI设计示例:使用Tkinter创建一个简单的窗口绘图魔法:用

Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)

《Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细教程(2024年最新)》:本文主要介绍Python基于火山引擎豆包大模型搭建QQ机器人详细的相关资料,包括开通模型、配置APIKEY鉴权和SD... 目录豆包大模型概述开通模型付费安装 SDK 环境配置 API KEY 鉴权Ark 模型接口Prompt

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例,告诉我们不懂推荐算法的产品,也能从产品侧出发, 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品,看到算法二字,多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法(注:传统是指科班出身的产品都会接触过)。但对于推荐算法,多数产品对着网上搜到的资源,都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后,更是加大了理解的难度。 但,不了解推荐算法,就无法做推荐系

嵌入式QT开发:构建高效智能的嵌入式系统

摘要: 本文深入探讨了嵌入式 QT 相关的各个方面。从 QT 框架的基础架构和核心概念出发,详细阐述了其在嵌入式环境中的优势与特点。文中分析了嵌入式 QT 的开发环境搭建过程,包括交叉编译工具链的配置等关键步骤。进一步探讨了嵌入式 QT 的界面设计与开发,涵盖了从基本控件的使用到复杂界面布局的构建。同时也深入研究了信号与槽机制在嵌入式系统中的应用,以及嵌入式 QT 与硬件设备的交互,包括输入输出设

让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

最初的时候是想直接在rasa 的chatbot上实现,因为rasa本身是带有remindschedule模块的。不过经过一番折腾后,忽然发现,chatbot上实现的定时,语音助手不一定会有响应。因为,我目前语音助手的代码设置了长时间无应答会结束对话,这样一来,chatbot定时提醒的触发就不会被语音助手获悉。那怎么让语音助手也具有定时提醒功能呢? 我最后选择的方法是用threading.Time