基于ZigBee技术的无线遥控智能小车设计
摘要：智能化应用技术在应用方面主要作用在精密仪器传感技术，计算机应用技术，GPS的定位技术的等综合应用。在随着产品的市场竞争变得越来越激烈的情况下，产品的智能化优势在实际的操作和应用的过程中得到了非常好的应用，最主要表现在以下方面：很大改善了操作者的作业环境，减轻工作的强度；提高作业的质量和工作的效率；一些危险的场合或着重点的施工的应用得到了解决；既环保、又节能；提高机器的自动化水平及智能化程度；提高设备的稳定性，降低维护的成本；故障的诊断，实现智能化等。
本次设计的无线智能小车，采用TI公司提供的CC2530作为小车的控制核心；采用ZigBee来实现智能小车控制模块与被控制模块之间的通讯。本论文重点解释 ZigBee技术的相关的概念以及应用。同时，主要讲述了完成无线的智能小车的数据传输，以及ZigBee串口通讯程序的编写。最终，通过ZigBee的无线通讯功能以及实现无线的智能小车的无线操控功能。本次设计的职能小车技术发展成熟，结构十分简单，易于成功，而且有很高的智能化和人性化的特点。
关键词：智能化技术；智能小车；zigbee.
Based on the technology of ZigBee wireless intelligent remote control car design
Abstract：Intelligent technology mainly reflected in its application in computer technology, precision sensor technology, the comprehensive application of GPS positioning technology .As the product market competition becomes more intense, intelligent advantages in actual operation and application to obtain the very good use, mainly displays in: greatly improve the operator working environment, reduce the work intensity; Improve the operation quality and efficiency; Some dangerous situations or resolved the key construction application; Environmental protection, energy saving; Improve the degree of automation and intelligent level of the machine; To improve the reliability of equipment, reduce the maintenance cost; Intelligent fault diagnosis implements, etc.
The design of the wireless smart car, using the TI company provide CC2530 as control core of the car; ZigBee is used to realize communication between PC and the smart car. This paper mainly introduced the related concepts and applications of the ZigBee technology. At the same time, mainly introduced the complete wireless smart car data transmission, and ZigBee write a serial port communication program. In the end, through the ZigBee wireless communications and wireless intelligent wireless control function of the car. The function of this design car technology development mature, simple structure, easy to implement, and has a high intelligence and human characteristics.
Keywords: Intelligent technology; Smart car; Zigbee.
一、绪论
1.1研究背景及意义
跟着计算机的技术的飞速成长，超大规模集成电路在不停地刷新纪录，无线传感器的技术已经由理论转化为实践。智能机器人已被应用到各类范围，从海洋开拓、空间勘测、地质检测，到医疗保健、娱乐服务，机器人从原先的遥不可及到现在逐渐成为人们生活的一部分，特别是服务用途的机器人，为我们生活带来了深远的影响。将机器人添加到物联网，联合两者的长处，具有更广阔的发展。
1.1.1智能小车
智能小车（轮式机器人），是以轮子作为移动方式，包含了多方面的领域，如传感技术、自动控制、通信技术、人工智能等，相对于其他机器人结构更加简单。智能小车可分为三部分：控制运动部分，执行运动部分。传感器部分用来获取外部各种信息。控制部分根据小车的运动来发送相关的运动指令。运行部分运行控制部分所发出的命令，完成各项功能。
1.1.2物联网
物联网，这个观点是在2005年由国际电信联盟正式提出，利用RFID、无线网络通讯等无线通信技术，建立一个相互连接的局域网络，在局域网络中的设备之间也可以彼此进行通信。用于无线通讯的主流技术有：zigbee、wi-fi、蓝牙、超宽频和红外数据通信等。(见表1)
zigbee技术，是指802.15.4协议，此协议规定的无线通讯技术有如下特点：低功耗、低成本、大容量、保密性好、时延短、自组网等。
智能车远程控制系统可应用在多重场合，小车能够灵活运用的特性决定了通信方式是无线通讯。要保证数据传输的可靠性和实时性，在小车处于信号覆盖区域时可自动加入到网络中去，支持一对多的通信方式。因此利用zigbee技术对小车进行无线遥控。
表1 : zigbee、蓝牙以及IEEE 802.11b标准对比
项目 数据速率 数据传输距离/m 典型应用领域
Zigbee 20-250kbps 10-100 无线传感器网络
蓝牙 1-3Mbps 2-10 无线手持设备、无线鼠标
IEEE 802.11b 1-11Mbps 30-100 无线Internet接入
1.2研究现状
在国外zigbee的研究比较完善。ZigBee联盟成立于2002年8月份，为推动ZigBee技术的发展，Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi/Mtotrola、Philips和Ssnsung等公司共同成立了ZigBee联盟（ZigBeeAlliance）。
1.2.1国外智能小车发展状况
国外对智能车的发展开始在一九五零年左右，其发展过程可分为三个阶段：
第一阶段：美国研制了第一台自主引导行车系统，该系统具备无人驾驶的特征，目的是为了实现货运工业生产线自动化。当传感器技术、无线通讯和计算机等范围技术的成长，智能车的研究也不停向前推进，研究团队逐渐壮大。
第二阶段：始于二十世纪八十年代后期，此研究主要在发达国家区域，并取得了相当的成果。比如欧洲的普罗米修斯项目，美国设立的自动高速公路系统同盟（NAHSC）及日本成立的公路辅助驾驶研究会等，都对智能车的发展做出了供献。
第三阶段：二十世纪九十年代之后，是智能车技术取得卓越成绩的阶段。其中代表性的成果包括：美国卡内基·梅隆大学机器人研究所研制的Navlab系列自动车，美国谷歌公司研制的融合了3D的激光测距仪、雷达、摄像头及GPS定位系统等技术的智能车辆GoogleDrierlessCar,荷兰研制的基于视觉系统的VaMoRs智能车，还有二十一世纪之后美国研制的用于太空探测“勇气号”和“机遇号”，其拥有的高明的自动搜索能力和运动技术，都表明了智能车技术的成熟成长。
1.2.2国内智能小车发展状况
我国对智能车的研究始于二十世纪八十年代，相较国外来说起步较晚，因此技术和国外存在一定差距，但是在众多科研院校的参与下，也出现为了一系列有代表性的成果，例如：清华大学研制的集成两套定位导航系统的THMR-V智能车；国防科技大学研制的红旗HQ3智能车，实现了从长沙到武汉的告诉公路自动行驶示例。此外还有备受瞩目用于太空的月球车“玉兔”号，它以太阳能为动力，能够接受地面的信号并按指令进行探索，也可以自动巡航，规避前方阻碍，抉择出正确的运动轨迹，实现各种运动，该机器人最后有效的完成大部分的月球探索任务，这方面的成功实现我国智能车的发展已趋于完善。
1.3本文的主要研究内容及安排
本文实现的智能小车为后轮驱动，前轮为万向轮结构，从控制板发出控制，从而控制小车的前后左右移动。
本文主要从下面几个方向开展研究：
第一，研制一个基于CC2530的智能小车硬件平台，实现智能小车的前后左右多方向运动。
第二，研究ZigBee协议栈的使用及无线通信。
第三，IAR环境下开发一个小车无线遥控系统，实现小车的多方向运动。
第四，研究ZigBee子设备之间的协调问题，并对智能小车的有效距离问题进行模拟仿真，验证其可行性。
目 录
一、 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.1.1智能小车 2
1.1.2物联网 2
1.2研究现状 2
1.2.1国外智能小车发展状况 2
1.2.2国内智能小车发展状况 3
1.3本文的主要研究内容及安排 3
二、 ZigBee技术 4
2.1 ZigBee简介 4
2.2 ZigBee协议结构 4
2.2.1物理层 5
2.2.2数据链路层 6
2.2.3网络层 6
2.2.4应用层 7
2.3 ZigBee的协议栈 8
2.4 ZigBee广阔的应用前景 9
三、 方案设计 9
3.1系统设计目标 9
3.2系统总体设计方案 10
四、 器件选择 11
4.1 CC2530芯片 11
4.1.1 CC2530概述 11
4.1.2.CC2530的CPU 12
4.2单片机的概述 13
4.2.1单片机的概念 13
4.2.2单片机用途 13
4.2.3单片机应用系统的组成 13
4.2.4 MSC-51系列单片机的内部结构 14
4.2.5 MCS-51系列单片机的引脚 15
4.3 L298N模块 17
五、 硬件设计 18
六、 软件设计及程序 20
6.1程序流程图 20
6.2 89C51单片机控制直流电机程序 21
6.3 CC2530通讯主程序 24
七、 结论 29
致谢 30
参考文献 30
参考文献
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[7]李刚，张志宏.蜜蜂的舞蹈——zigbee的无线网络救赎和应用；
[8]王晓君，安国臣.MCS-51单片机原理与选型；
[9]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学；
http://www.bysj360.com/cat.asp?id=27
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