[发明专利]基于可见光通信的智能小车控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于可见光通信的智能小车控制系统及其控制方法，属于电子通信技术领域。

背景技术

近年来，智能控制技术在国内外取得了较大发展，智能化产品尤其是室内智能产品越来越多地受到人们的关注[1]。目前对室内设备的智能控制方式有WiFi、Zigbee、蓝牙、红外等，主要是利用无线射频技术进行通信[2]，实现对设备的智能控制[3]。然而这些无线通信系统会受到电磁干扰影响，在电磁敏感环境(飞机、医院等)中降低了智能控制的有效性[4][5]。新兴无线通信技术—可见光通信(Visible Light Communication，VLC)应用在智能控制方面，与传统无线通信方式相比[6]。VLC技术利用白光LED不仅实现照明和通信双功能还不会产生任何的频射干扰，受其他无线设备的干扰也较小[7][8]。针对这些情况本文提出能够降低干扰的基于可见光通信的智能化控制方法，以移动小车为对象研究了基于可见光通信的智能控制系统，整个系统控制平台能完整且广泛的应用于白光LED覆盖下的任何地方，且不受电磁干扰，具有无限的应用价值和发展空间[9]。

发明内容

为了实现上述的目的，本发明采取的技术方案如下：

基于可见光通信的智能小车控制系统，包括单片机1和单片机2；单片机1的引脚11与电脑相连，单片机1的引脚39与LED驱动PWM调光模块的PWM相连；LED驱动PWM调光模块与LED光源相连，PIN光敏接收器收到LED灯发出的高频信号传给信号放大模块，信号放大模块引脚1与比较器模块引脚1相连；单片机2的引脚10与整流滤波集成电路引脚2相连，单片机2的引脚21-24与小车电机驱动模块的IN1-IN4相连，单片机2的引脚39-38与小车电机驱动模块的ENA-ENB相连，整流滤波集成电路在电机驱动模块内部。

基于可见光通信的智能小车控制系统的控制方法，包括如下步骤：

第一步：开始，初始化；

第二步：初始化硬件；

第三步：串口初始化设置；

第四步：建立Socket连接；

第五步：判断是否有上位机指令，如果有上位机指令进入第六步，如果没有上位机指令在进入第五步；

第六步：启动数据传输线控和启动执行指令线控，当启动数据传输线控进入第七步，当启动执行指令线控进入第八步；

第七步：定时器启动，判断定时时间，是定时时间，采集传感器数据，发送传感器数据至上位机，进入第十二步；

第八步：启动执行指令线控；

第九步：指令解析，指令执行，反馈传感器数据；

第十步：判断指令是否执行完成，如果没完成进入第第九步，如果完成进入第十一步；

第十二步：向上位机应答执行结果；

第十三步：结束程序。

本发明原理：

可见光通信的智能控制系统主要由上位机--电脑客户端、下位机—移动设备和白光LED的无线通信模块三个部分组成。电脑客户端有一个控制界面，此界面内可以通过白光LED向移动小车发送指令来控制，包括左右电机的转速，前进、后退的移动等。整个可见光通信的智能控制系统采用模块化的整体架构，便于系统的扩展和对单独模块的控制，简洁高效。白光LED无线通信智能控制系统的工作过程分为两个过程，一是操作员通过电脑发出控制指令直接控制移动小车，二是控制平台收到下位机发送的反馈信息再进行相应的调整。第一个过程要上位机通过VLC模块来传递操作员的控制命令，命令到达移动硬件设备后作出相应的动作，第二个过程要在控制平台收到反馈信息后，对返回的数据做出正确的解析与判断，再将校验决策信息以指令的形式再次发送给移动小车的控制模块，控制模块收到各种执行命令后，开始调整电机的工作状态，如前进、后退、转弯、直行等。

本发明的有益效果：

为实现设备的智能控制，使用了一种基于白光LED的无线通信技术的设计方案，进行了系统设计。通过实验测试与分析，VLC应用于智能控制方向的可行性，且在电磁敏感领域有较强的优势。随着可见光通信技术的发展，基于白光LED无线通信的智能控制将会成为一个新的研究热点。特别是将可见光通信技术应用于智能控制是很有意义的课题，将会在智能化服务等领域具有非常有价值的应用前景。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。如图1所示：

基于可见光通信的智能小车控制系统的控制方法，包括如下步骤：