基于TI Z-STACK的智能小車(chē)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)問(wèn)題，基于MCS-51及CC2430單片機(jī)、紅外及超聲波傳感器，設(shè)計(jì)了一套基于TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車(chē)調(diào)度系統(tǒng)。分析了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的組建流程及軟件實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：Z-STACK協(xié)議棧；智能小車(chē)；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)；CC2430

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是高職高專(zhuān)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系中的核心課程之一。目前，各院校的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)多以51內(nèi)核的CC2430為主，如何快速?gòu)?1單片機(jī)轉(zhuǎn)型到掌握CC2430是專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)需解決的核心問(wèn)題。為此，設(shè)計(jì)了本套基于單片機(jī)及TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車(chē)調(diào)度系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成及功能
本系統(tǒng)由模擬通信指揮車(chē)(Coordinator)、探路車(chē)(Sensor Endpoint)、架橋車(chē)和運(yùn)輸車(chē)(Endpoint)及沙盤(pán)等構(gòu)成，在圖1所示的模擬調(diào)度環(huán)境運(yùn)行。由探路車(chē)先行獲取路面信息，發(fā)送給通信指揮車(chē)，由通信指揮車(chē)調(diào)度其他車(chē)輛行駛。探路車(chē)若進(jìn)入架橋區(qū)，則向通信指揮車(chē)報(bào)告路面遇阻信息，然后由通信指揮車(chē)下發(fā)指令，讓運(yùn)輸車(chē)停車(chē)，讓架橋車(chē)趕赴架橋區(qū)架橋。待橋面架好后，探路車(chē)再次向通信指揮車(chē)報(bào)告路面恢復(fù)信息，由后者下發(fā)指令，調(diào)度探路車(chē)、運(yùn)輸車(chē)?yán)^續(xù)行駛，最終到達(dá)指定泊車(chē)區(qū)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
通信指揮車(chē)、架橋車(chē)、運(yùn)輸車(chē)的硬件電路包括51單片機(jī)控制模塊、紅外傳感器模塊、L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及CC2430通信模塊，探路車(chē)還包括超聲波傳感器模塊，如圖2所示。其中，紅外傳感器模塊主要用于巡線(xiàn)；超聲波傳感器用于探測(cè)架橋區(qū)的斷裂路面；L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)小車(chē)電機(jī)；51單片機(jī)控制模塊用于小車(chē)巡線(xiàn)控制，并與CC2430通信模塊通過(guò)串口方式進(jìn)行通信。CC2430通信模塊是調(diào)度系統(tǒng)的核心，用于完成無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)組建和數(shù)據(jù)傳輸功能。由于CC2430和51單片機(jī)控制模塊分別工作于3．3 V和5 V邏輯電平，故在進(jìn)行串口通信時(shí)需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)采用在51單片機(jī)的TX和CC2430的RX引腳間接100 Ω電阻的方案保證了二者通信正常運(yùn)行。