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进行离散变化。以达到避开干扰,完成传输。简单的说,FHSS不是抑制干扰而是容忍干扰。 2.5.3 结论
我们选用nFR24L01无线通信模块,确保通信的流畅性和准确性。
2.6声音信号处理选择方案
根据题目要求中给出的图示,定位声源有两种方法:
1、可以通过计算声源与A 、B、C中任意两点之间的距离的方法来确定声源与A、B、C的相对位置,如图2.5所示小车行驶示意图:
接收器 Cx位小置2车6点钟方向9点钟方向D位置1小车S 1 m中点 O’W y 位小置车3接收器 A 中点 O1 m 接收器 B
图2.5所示小车行驶示意图
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Fig. 2.5 Schematic diagram of car driving
已知三角形的三边长度可求声源的坐标:
(1)利用海伦公式,假设一个三角形的面积W,有以下公式求得:W为P(P-AB)(P-AS)(P-BS)开平方,而公式里的P为半周长:P=(AB+AS+BS)/2则纵坐标H=2W/AB;同理可求横坐标。
(2)由余弦定理求出角度SAB,CosSAB=(AS^2+AB^2-SB^2)/2AS*AB然后由H=AS*sinSAB
(3 )由相似定理和勾股定理解方程组求坐标。
2、可以通过计算声源发出的声音被A、B、C接收到的时间差来确定声源与A、B、C的相对位置。
前一种方法要求声源与接收器之间做同步,从而确定声音从发出到接收之间的时间。同步可以通过使用无线通信发送特定指令的方式来做。当声源需要确定自己的位置时,发送特定指令通知接收端启动计时。该方法需要考虑无线通信带来的声音发射和接收之间的时间误差,实际测定这个误差。
后一种方法不需要在声源与接收器之间做同步,相对简单一些,采用差值确定相对位置,模糊控制声源的移动。所以选择第二种方案。
2.7 驱动电源与控制电源的选择
为了防止驱动电源干扰控制信号,我们选择双电源分别供电并加以隔离。在单片机和控制芯片MMC-1之间,我们增加了光耦进行隔离。在L293芯片的输出脚我们用了L6210进行保护,防止电机的反响感应电动势倒流入控制端。
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2.8方案小结
经过几番仔细的论证和比较,我们决定了本系统主要模块方案如下:
1、音频处理方案:采用测时间差的方式。
2、主控制器:两片STC 12C5A60S2增强型51单片机。 3、小车行驶方案:双直流电机双轮驱动。 4、无线通信模块:nFR24L01通信模块。
5、电机控制系统:NEC_MMC电机控制芯片和L293集成芯片。
第三章 硬件设计
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3.1系统组成原理
图3.1系统组成原理图。本系统由声源发射器,接收站A,接收站B,接收站C,主控单片机,无线传输模块,从控单片机,NEC MMC-1电机控制芯片,电机驱动模块,声光电路等组成。图3.1如下所示。
声源接收点A接收点B接收点C主 控 MCU无线从控MCU声光提示NEC--MMC电机驱动电机控制
图3.1系统组成原理图 Fig. 3.1 System composition diagram
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北京交通大学2008届硕士毕业论文 3.2音频发射电路 通过单片机定时器产生一个4Khz的脉冲信号,控制三极管的通断,使喇叭产生一个高频音频信号。音频发射原理图如图3.2所示: R1VCC100C1SPEAKR1SOUND1K8550+10u 图3.2音频发射原理图 Fig. 3.2 Schematic audio launch 3.3音频接收电路 通过MIC接收,音频信号经放大和滤波后再整形成方波,测出响应时间。具体工作原理:主控单片机通过无线给从机发送触发信息,并开始计时,当车载23单片机接收到信号后发出4Khz音频信号。当MIC接收到小车上发来的音频信号,从而停止计时,再根据声速便可测出声源距3个接收点之间的距离,通过主控单片机计算,给小车发送指令,引导小车到达目的地。音频接收原理图如图3.3所示。
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