基于nRF24L01和Actel FPGA的智能探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：設(shè)計(jì)了基于nRF24L01無線數(shù)據(jù)傳輸芯片和Fusion StartKit開發(fā)板的智能探測(cè)系統(tǒng)。通過開啟nRF24L01的ACK PAYLOAD功能實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)與上位機(jī)之間的雙向通信，采用Actel公司帶有APB3總線的8051S軟核在Fusion StartKit開發(fā)板上構(gòu)建片上系統(tǒng)，使用MFC編寫Windows環(huán)境下的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送、自動(dòng)避障、遠(yuǎn)程操控等功能的智能探測(cè)系統(tǒng)。

　　目前一些惡劣或危險(xiǎn)的環(huán)境人類仍然無法置身其中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，如出現(xiàn)險(xiǎn)情的礦井地道、地形崎嶇的巖洞等，很難取得現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)。在這種情況下只有借助于智能探測(cè)裝置。因智能小車控制方便、行動(dòng)靈活，對(duì)比其他載體工具更容易勝任探測(cè)任務(wù)，因此成為各種探測(cè)儀器的首選工具。

　　本文設(shè)計(jì)的智能探測(cè)系統(tǒng)以小車為載體，將所測(cè)得的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)通過nRF24L01無線模塊實(shí)時(shí)傳回上位機(jī)，具有快速靈活的特點(diǎn)；在實(shí)際工作時(shí)可左右轉(zhuǎn)向和后退，自動(dòng)躲避障礙物；同時(shí)該小車操控方便，可通過MFC搭建的人機(jī)交互界面利用鼠標(biāo)和鍵盤對(duì)小車進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

　　1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)基于Actel FPGA實(shí)現(xiàn)，采用兩塊Fusi。nStartkit開發(fā)板，一塊作為車載控制板，另一塊作為中轉(zhuǎn)板。車載控制板負(fù)責(zé)采集溫度、濕度、板載電壓、當(dāng)前路況以及人體檢測(cè)等現(xiàn)場(chǎng)信息，驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)行，同時(shí)通過無線發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)信息以及接收上位機(jī)的控制命令。中轉(zhuǎn)板負(fù)責(zé)將接收到的無線信號(hào)通過串口轉(zhuǎn)發(fā)給PC機(jī)，同時(shí)將PC機(jī)由串口返回的控制指令利用無線模塊發(fā)送給車載控制板。PC機(jī)上采用MFC編寫人機(jī)交互界面，顯示小車所在環(huán)境的相關(guān)信息，同時(shí)提供鼠標(biāo)、鍵盤等完善的操控手段。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖