基于TI Z-STACK的智能小車調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)問題，基于MCS-51及CC2430單片機、紅外及超聲波傳感器，設(shè)計了一套基于TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車調(diào)度系統(tǒng)。分析了無線網(wǎng)的組建流程及軟件實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：Z-STACK協(xié)議棧；智能小車；物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)；CC2430

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是高職高專物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程體系中的核心課程之一。目前，各院校的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程實驗實訓(xùn)平臺多以51內(nèi)核的CC2430為主，如何快速從51單片機轉(zhuǎn)型到掌握CC2430是專業(yè)實訓(xùn)平臺需解決的核心問題。為此，設(shè)計了本套基于單片機及TI Z-STACK協(xié)議棧的智能小車調(diào)度系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成及功能
本系統(tǒng)由模擬通信指揮車(Coordinator)、探路車(Sensor Endpoint)、架橋車和運輸車(Endpoint)及沙盤等構(gòu)成，在圖1所示的模擬調(diào)度環(huán)境運行。由探路車先行獲取路面信息，發(fā)送給通信指揮車，由通信指揮車調(diào)度其他車輛行駛。探路車若進入架橋區(qū)，則向通信指揮車報告路面遇阻信息，然后由通信指揮車下發(fā)指令，讓運輸車停車，讓架橋車趕赴架橋區(qū)架橋。待橋面架好后，探路車再次向通信指揮車報告路面恢復(fù)信息，由后者下發(fā)指令，調(diào)度探路車、運輸車繼續(xù)行駛，最終到達指定泊車區(qū)。

2 硬件電路設(shè)計
通信指揮車、架橋車、運輸車的硬件電路包括51單片機控制模塊、紅外傳感器模塊、L298N電機驅(qū)動模塊及CC2430通信模塊，探路車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；超聲波傳感器用于探測架橋區(qū)的斷裂路面；L298N電機驅(qū)動模塊用于驅(qū)動小車電機；51單片機控制模塊用于小車巡線控制，并與CC2430通信模塊通過串口方式進行通信。CC2430通信模塊是調(diào)度系統(tǒng)的核心，用于完成無線通信網(wǎng)絡(luò)組建和數(shù)據(jù)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，故在進行串口通信時需進行電平轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)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。