智慧型車運動狀態實時監測系統設計及實現
系統功能及應用
本系統主要完成將智慧型車行駛過程中的各種狀態資訊(如感測器亮滅，車速，舵機轉角，電池電量等)實時地以無線序列通訊方式傳送至上位機處理，並繪製各部分狀態值關於時間的曲線。有了這些曲線就不難看出智慧型車在賽道各個位置的狀態，各種控制引數的優劣便一目了然了。尤為重要的是對於電機控制pid引數的選取，通過速度—時間曲線可以很容易發現各套pid引數之間的差異。對於採用ccd 感測器的隊伍來說，該系統便成為了除錯者的眼睛，可以見智慧型車之所見，相信對編寫循線演算法有很大幫助。而且還可以對這些資料作進一步處理，例如求取一階導數，以得到更多的資訊。
系統的硬、軟體設計
設計方案主要分成三部分：車載資料採集系統，無線數傳系統，上位機資料處理系統。系統基本構建如圖1所示。
圖1智慧型實時監測系統結構框圖與流程圖
車載資料採集系統
車載資料採集系統主要由微控制器負責採集賽車行駛過程中的速度、感測器狀態、電池電壓、舵機轉角等資訊。為了使監測系統不占用s12微控制器的內部資源並且支援熱插拔，我們將除供電之外的監測系統與智慧型車控制系統相分離。我們選擇atmel公司的atmega16微控制器作為該資料採集系統的處理器。二值型光電感測器訊號的採集直接使用該微控制器的i/o口進行採集，連續型光電感測器、電池電壓及ccd攝像頭訊號則採用該微控制器的a/d口進行採集，速度資訊則通過光電編碼器和該微控制器的計數器來採集。採集到的資料每20ms向上位機傳送一次。
無線數傳系統
下位機向上位機傳輸的是以每20ms傳輸一組包含了光電編碼器值(speed)，電池電壓(battery)，舵機轉角值(angle)，感測器當前狀態 (sensor)的資料，如果是在理想狀態下，上位機接收到的應是上述各值迴圈出現的週期性資料，此時上位機只需將這些資料按順序裝入各自的陣列並畫圖即可。但在實際的無線傳輸過程中可能出現資料丟失現象。因此加入適當的資料校驗是必要的，否則會出現資料裝入錯誤，造成畫圖的混亂。我們在實際過程中是在每組資料中加入0x00,0xff的幀頭，當資料出現錯誤時，則捨棄該幀資料。
資料的無線收發部分採用的是sunray公司的qc96型無線收發模組，該模組可以收發波特率為9600bps的序列資料，距離可達100m。
上位機的資料接收及處理
上位機部份主要由四個模組構成：
*資料接收模組
功能：上位機通過串列埠採集下位機傳送的原始資料。
實現：vc++中實現串列埠通訊一般有二種方式，分別是mscomm控制項和windows api函式。mscomm簡潔易用，適用於比較簡單的系統，windows api函式應用較廣但比較複雜繁瑣,由於此模組的串列埠通訊功能相對簡單,本系統採用前者。在實際過程中使用的是事件驅動的方式，這種方法響應及時，可靠性高，並且比查詢法占用更少的資源。
*儲存模組
功能：可直接儲存採集到的原始資料，以備以後更多的分析處理。
實現：在每個oncomm事件被觸發後，將串列埠接收到的資料直接存入temp臨時檔案，並且可以在使用者的要求下將temp臨時檔案裡的值儲存到指定檔案。
*資料的分析和處理模組
功能：將採集到的原始資料進行使用者選定的分析和處理，主要包括丟棄錯誤資料，以及去除幀頭並進行資料裝入任務，同時也可以對已儲存的資料進行分析和處理。
實現：將temp臨時檔案或使用者指定檔案的資料讀出並裝入，以下為主要程式**：
void cchuankokjdlg::find_data(car_data c_data, byte c_source, int c_length)
else
i++;}}
*圖形顯示模組
功能：以圖形介面來顯示處理後的資料，以便更直觀地觀察智慧型車的執行狀態。
實現：將上一模組中裝入各陣列的資料在使用者的選擇的模式下進行畫圖，可以只看一幅圖，也可以將四幅圖放在一起進行對比**。實際的執行介面及效果如圖2。
圖2圖形顯示介面執行模組
結語
該系統通過新增無線收發模組，將智慧型車的實時狀態資訊傳到上位機上，通過vc++程式設計，用圖象直觀形象地將其表現出來，很好地達到了對智慧型車狀態實時監測的目的，極大地方便了我們調節pid等智慧型車引數，對賽道記憶演算法的研究提供了很大的幫助。
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