引言

本文介绍这样一种系统设计，目的在于将智能车行驶过程中的各种实时状态信息，通过无线串行的通信方式发送到上位机处理这些信息，于此同时，绘制出各部分状态值的关于时间的曲线。通过这些曲线，方便我们看出智能车在赛道上的各个位置的状态，方便控制各种参数。尤为重要的是对于电机控制PID参数的选取，通过速度—时间曲线可以很容易发现各套PID参数之间的差异。如果采用CCD传感器，该系统便成为了调试者的眼睛，可以见智能车之所见，而且还能对这些数据作进一步处理，以得到更多的信息，便于智能车的行驶。

1 硬件和软件设计

本文给出的设计方案主要分成三个部分：无线数据传输系统、车载数据采集系统和上位机数据处理系统。

系统基本构建如图1所示。

图1 智能实时监测系统结构框图与流程图

2 无线数据传输系统

下位机向上位机传输的是以每20ms传输一组，包含了光电编码器值、电池电压、舵机转角值、传感器当前状态的数据。如果是在理想状态下，上位机接收到的应是上述各值循环出现的周期性数据，此时上位机只需将这些数据按照顺序装入各自的数组并画图即可。然而，在实际的无线传输过程中可能会出现数据丢失的情况。因此适当的数据校验就显得十分有必要了，否则会出现数据装入错误，造成画图混乱。我们在实际过程中是在每组数据中加入0x00,0xff的帧头，当数据出现错误时，舍弃该帧数据。

3 车载数据采集系统

车载数据采集系统，加入了单片机的应用，全权负责采集赛车行驶过程中的速度、传感器状态、电池电压、舵机转角等信息。为了使监测系统不占用单片机的内部资源并且支持热插拔，我们将监测系统（除供电之外）与智能车控制系统相分离。在这里，选择艾特梅尔公司的ATMEGA16单片机作为该数据采集系统的核心处理器。二值型光电传感器信号的采集直接使用该单片机的I/O口进行采集，连续型光电传感器、电池电压及CCD摄像头信号则采用该单片机的A/D口进行采集，速度信息则通过光电编码器和该单片机的计数器来采集。采集到的数据每20ms向上位机发送一次。

4 上位机的数据接收及处理

上位机主要由以下四个模块构成：

4.1 数据接收模块

功能：上位机通过串口采集下位机发送的原始数据。

实现：VC++中实现串口通信一般有二种方式，分别是MSComm控件和Windows API函数。MSComm简洁易用，适用于比较简单的系统，Windows API函数应用较广但比较复杂繁琐，由于此模块的串口通信功能相对简单，本系统采用前者。在实际过程中使用的是事件驱动的方式，这种方法响应及时，可靠性高，并且比查询法占用更少的资源。

4.2 存储模块

功能：直接存储采集到的原始数据，为以后更多的分析处理作准备。

如何实现：在每个OnComm事件被触发后，将串口接收到的数据直接存入temp临时文件，并且可以在用户的要求下将temp临时文件里的值存储到指定文件。

4.3 数据分析和处理模块

功能：将采集到的原始数据进行用户选定的分析和处理，主要包括丢弃错误数据，以及去除帧头并进行数据装入任务，同时也可以对已保存的数据进行分析和处理。

如何实现：将temp临时文件或用户指定文件的数据读出并装入。

以下为主要程序代码：

void CChuankokjDlg::find_data（car_data c_data[], BYTE c_source[], int c_length）

{

int i=0;

while（i { if（（c_source[i]==0x00）&&（c_source[i+1]==0 xff）&&（c_source[i+6]==0x0 0）&&（c_source[i+7]==0xff））//判断帧头并进行数据装入

{

c_data[length].speed_data=c_source[i+2];

c_data[length].battary_data=c_source[i+3];

c_data[length].direction_data=c_source[i+4];

c_data[length].sensor_data=c_source[i+5];

i=i+1;

}

else

i++;

}

}

4.4 图显模块

功能：以图形界面来显示处理后的数据，以便更直观更实时地观察智能车的运行情况。

如何实现：将上一模块中装入的各数组数据在用户的选择的模式下进行画图，可以只看一幅图，也可以将四幅图放在一起进行对比观看。实际的运行界面及效果如图2。

图2图形显示介面运行模块

5 结语

本文介绍了一个通过添加无线收发模块、将智能车的实时状态信息传到上位机的系统设计，通过VC++编程，用图象直观形象地将其表现出来，较好地达到了对智能车状态实时监测的目的，极大地方便了我们调节智能车的参数。