电子测量中的智能车运动状态实时监测系统的设计及实现

系统功能及应用　　本系统主要完成将智能车行驶过程中的各种状态信息(如传感器亮灭，车速，舵机转角，电池电量等)实时地以无线串行通信方式发送至上位机处理，并绘制各部分状态值关于时间的曲线。有了这些曲线就不难看出智能车在赛道各个位置的状态，各种控制参数的优劣便一目了然了。尤为重要的是对于电机控制PID参数的选取，通过速度一时间曲线可以很容易发现各套PID参数之间的差异。对于采用CCD传感器的队伍来说，该系统便成为了调试者的眼睛，可以见智能车之所见，相信对编写循线算法有很大帮助。而且还可以对这些数据作进一步处理，例如求取一阶导数，以得到更多的信息。 系统的硬、软件设计　　设计方案主要分成三部分：车载数 电子测量中的智能车运动状态实时监测系统是一种先进的技术，它能实时收集并分析智能车在比赛过程中的多种关键状态信息，以辅助优化车辆性能和控制策略。系统的主要功能包括： 1. 实时数据采集：系统能够捕捉到智能车的速度、传感器状态（如亮灭）、电池电量、舵机转角等关键参数，这些数据通过无线串行通信方式实时发送到上位机。 2. 数据无线传输：采用无线数传系统，以每20毫秒为周期发送一组包含速度、电池电压、舵机转角和传感器状态的数据。在无线传输中，为防止数据丢失，加入了数据校验机制，如帧头0x00,0xff，一旦检测到错误则丢弃该帧数据。 3. 上位机数据处理：上位机通过串口接收下位机发送的数据，采用VC++的MSComm控件进行串口通信。数据接收后，被存储到临时文件，并可根据用户需求保存到指定文件。此外，系统提供数据处理模块，用于分析原始数据，剔除错误数据，并将数据装入对应数组。用户还可以对已保存的数据进行再分析。 4. 图形化展示：系统具备强大的图形显示模块，可以绘制各状态值随时间变化的曲线，帮助用户直观理解智能车在不同赛道位置的状态，以及控制参数的效果。比如，通过速度-时间曲线可以评估PID参数的优劣，这对于电机控制的调整至关重要。对于采用CCD传感器的智能车，该系统如同调试者的"眼睛"，有助于循线算法的优化。 5. 硬、软件设计：系统硬件分为车载数据采集系统、无线数传系统和上位机数据处理系统。车载数据采集系统使用ATMEGA16单片机，负责收集各类传感器信号，而无线数传模块如SUNRAY的QC96型，确保数据的无线传输。上位机软件采用VC++开发，实现了数据接收、存储、处理和图形化显示等功能。 该系统在电子测量领域具有重要意义，不仅提高了智能车的调试效率，还为赛道记忆算法的研究提供了强有力的支持。通过实时监测和分析，可以更精准地调整PID参数，优化车辆性能，确保智能车在比赛中展现出最佳状态。