基于TI Z-STACK的智能小車(chē)調度系統設計

摘要：針對高職院校物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓問(wèn)題，基于MCS-51及CC2430單片機、紅外及超聲波傳感器，設計了一套基于TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車(chē)調度系統。分析了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的組建流程及軟件實(shí)現方法。
關(guān)鍵詞：Z-STACK協(xié)議棧；智能小車(chē)；物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓；CC2430

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是高職高專(zhuān)物聯(lián)網(wǎng)應用技術(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)驗實(shí)訓平臺多以51內核的CC2430為主，如何快速從51單片機轉型到掌握CC2430是專(zhuān)業(yè)實(shí)訓平臺需解決的核心問(wèn)題。為此，設計了本套基于單片機及TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車(chē)調度系統。

1 系統組成及功能
本系統由模擬通信指揮車(chē)(Coordinator)、探路車(chē)(Sensor Endpoint)、架橋車(chē)和運輸車(chē)(Endpoint)及沙盤(pán)等構成，在圖1所示的模擬調度環(huán)境運行。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)調度其他車(chē)輛行駛。探路車(chē)若進(jìn)入架橋區，則向通信指揮車(chē)報告路面遇阻信息，然后由通信指揮車(chē)下發(fā)指令，讓運輸車(chē)停車(chē)，讓架橋車(chē)趕赴架橋區架橋。待橋面架好后，探路車(chē)再次向通信指揮車(chē)報告路面恢復信息，由后者下發(fā)指令，調度探路車(chē)、運輸車(chē)繼續行駛，最終到達指定泊車(chē)區。

2 硬件電路設計
通信指揮車(chē)、架橋車(chē)、運輸車(chē)的硬件電路包括51單片機控制模塊、紅外傳感器模塊、L298N電機驅動(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架橋區的斷裂路面；L298N電機驅動(dòng)模塊用于驅動(dòng)小車(chē)電機；51單片機控制模塊用于小車(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通信模塊是調度系統的核心，用于完成無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )組建和數據傳輸功能。由于CC2430和51單片機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)行電平轉換。本系統采用在51單片機的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行。