談車車通信系統的研究設計范文

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摘要：本文設計一種基于智能微縮車平臺的車車通信系統。在基于Arduino單片機控制的智能微縮車平臺上，采用ZigBee無線通信模塊搭建了基于ZigBee的車車通信系統，并設計了相應通信程序，實現車與車之間的信息交互。同時，該通信系統的設計具有一定的實用性，可為高職院校的教學、實訓奠定一定的理論和實踐基礎。

關鍵詞：ZigBee；無線通信網絡；車車通信系統

前言

隨著智能車與智能交通的發展[1-2]，同時隨著無線通信技術的發展以及與智能交通的緊密相連，人們對其研究也越來越多[3-4]，但是由于其試驗方面因為成本以及安全原因，特別是在一些高職院校，對于此方面的研究投入相對欠缺，又由于對學生的實踐能力有極高的要求，所以針對此問題，本文在此提出一種基于智能微縮車平臺的車車通信系統的研究設計，不僅可以讓高職的學生們參與到智能交通的研究中，同時還可以極大的提高學生的實踐動手能力。

1智能微縮車平臺介紹

本通信系統的設計是在智能微縮車的平臺進行，其中主要包括前車和后車兩個車，前車采用了AS-4WD尋線避障移動智能小車，后車采用無任何引導作用的智能小車，其中AS-4WD尋線避障移動智能小車主要包括Arduino單片機模塊、Mini紅外尋線傳感器模塊、Mini避障傳感器模塊、電機驅動模塊、電源模塊及其它外圍電路部分，我們將所設計的控制程序下載到Arduino核心控制器中，便可通過控制程序直接對驅動電機的控制進一步實現對智能小車的轉向、加減速等的控制。其中AS-4WD尋線避障移動智能小車可實現自動導引和避障，可以感知導引線和障礙物，感知導引線相當使機器用Mini紅外尋線傳感器和Mini避障傳感器，通過利用集地面信息，智能判斷導引線并檢測躲避障礙物。圖1為本設計系統中所謂的前車—AS-4WD尋線避障移動智能小車。

2基于XBee的車車通信系統設計

2.1無線通信技術選擇

目前常用的無線通信技術主要有ZigBee技術、Wi-Fi技術、藍牙技術等，本設計主要從實驗成本、數據傳輸精度、傳輸需求以及無線通信技術的單點覆蓋距離等方面綜合考慮[5]，選擇了能夠滿足本設計需求的ZigBee技術，其中ZigBee技術、Wi-Fi技術、藍牙技術的性能參數如表1所示。

2.2通信系統的設計

本設計首先是實現Xbee點對點配置，并使用配置軟件XCTU進行配置，其中主要所用器件有5個：UNO控制器*2個；Xbee底座*2個；Xbee模塊1mw*2個；方口USB線*2條；USB轉TTL模塊（XBee配置使用）。其中Xbee模塊和USB轉TTL模塊分別如圖2所示。然后通過圖2中USB轉TTL模塊對Zigbee模塊進行配置，將Xbee模塊插接在底板上，再與USB轉TTL模塊連接，連接引腳：TX--DINRX--DOUT5VGND。Xbee模塊與XCTU及PC端連接圖如圖3所示。

3基于XBee的車車通信系統測試

本設計在完成上述的基礎配置后，我們分別設計了接收端和發送端的兩段程序，在之前的配置基礎上，通過軟件XCTU在PC端分別加載到我們的智能微縮車平臺上，而我們的通信Xbee模塊與智能微縮車的Arduino核心控制器相連接，發送端和接收端程序分別設計了相應的測試程序。前車與后車之間分別有一個Xbee通信模塊，從發送端與接收端的設計程序可以看出，兩個通信模塊是通過Serial.println（）與Serial.read()兩個關鍵的函數來實現的，發送端通過Serial.println（）函數發出信號，接收端會通過所設計的XBee通信系統傳輸數據后通過Serial.read()函數進行接收，后車接收到前車發來的信息后會根據控制器處理并傳遞給執行器做出相應動作，進而實現了車與車之間的通信。如圖4所示。

4結語

本文主要設計了基于智能微縮車平臺的車車通信系統，采用ZigBee無線通信技術實現對簡單信號的無線傳輸，為后續智能車輛隊列以及負復雜信號的傳輸奠定了基礎，同時為高職院校提供了一種較好的教學實訓平臺，可以進一步提高學生的實踐動手能力。

參考文獻：

[1]姚衛紅，黃小遠，方仁孝.基于車聯網應用的云平臺任務調度算法[J].計算機仿真，2014，31(10)：165-169.

[2]吳疑.智能交通系統中的計算機視覺技術應用[J].南方農機，2017，48(9)：87+95.

[4]修靈彥.車隊協同情境感知系統的研究與實現[D].北京：北京郵電大學，2019.

[5]甯油江，趙津，石晴，等.基于ZigBee的多車協作控制研究[J].現代電子技術，2017，40(6)：114-117+121.

作者：甯油江 吳洋 楊曼 劉仕勇 易博偉 單位：貴州電子科技職業學院