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1 总体设计方案 本设计的研究内容包括小车的工作原理、单片机系统的软件和硬件、电机驱动系统、蓝牙通信系统，Android手机APP设计，。本设计需要达到的目标如下： （1） 可以通过Android手机客户端操作界面实现小车的前进、后退、右转弯、左转弯、倒车右转、倒车左转等功能； （2） 结合Android系统开源特点、蓝牙短距离无线传输的优势以及单片机操作的简便，实现手机的基本控制功能； （3） 可以在小车行走过程中通过Android手机客户端利用APP界面的“按钮”、重力、语音分别改变小车运动状态； （4） 在超出蓝牙控制范围时，小车能够自动停止运动。 1.1 上位机软件设计 上位机开发使用的是由IBM提出的Eclipse开发环境，该开发环境功能完善、比较成熟。而Android是一个多任务操作系统，在执行一个应用程序时，可以把这个应用程序放在后台，然后另外又执行其他的应用程序。但每多执行一个程序，就会多耗费一些系统内存，如果同时执行的任务过多或者没有释放之前执行任务的内存，Android系统运行起来就会变慢，甚至变得不稳定。 1.2 下位机软件设计 下位机（单片机简称下位机）软件开发环境使用的是Keil μVision 4开发环境，根据主控制器的要求选择Keil μVision 4的Keil C51开发环境对整个下位机软件进行开发，其开发语言使用的是C语言。 2 设计方案特点及扩展说明 本设计主要是将单片机电子技术、蓝牙通信技术和计算机软件技术等相关技术进行融会贯通，设计了该智能小车系统。 在主控芯片选择时，选取功能俱全、价格低廉的芯片，通信方式上，选用最新的蓝牙4.0技术，同时结合了移动智能终端来控制小车。设计方案的特色如下： （1） 小车的主控芯片选用宏晶公司的STC89C52，其具有8 kB的FLASH，3个定时器，软件编程难度适宜，且芯片资源足够本系统使用。 （2） 通信方式采用串口通信，利用蓝牙技术实现对小车的控制。短距离通信方式主要有：Bluetooth，ZigBee，WiFi，UWB和NFC，相比这五种无线短距离通信，蓝牙在移动智能终端的成本是最低的，同时在车载音响设备中已经有了应用，因此本方案选择蓝牙作为通信方式。 （3） 近几年移动智能终端发展得越来越快、越来越好，手机、平板等都已进入了智能家居中，且这些设备都具备蓝牙功能，在小车控制端选择Android手机作为控制平台是时代的潮流。 3 方案难点及关键技术 该方案难点在于： Android手机客户端的APP编程。因为小车控制有虚拟按键、重力、语音三种控制方式，这样在上位机编程上有很大的技术难点；蓝牙模块与下位机的串口通信和与上位机的无线通信。为了避免通信故障，在确定通信协议上有一定的难度；小车四个驱动电机的供电、主控芯片的供电和蓝牙模块的供电。 关键技术有：制定通信协议；设计Android手机APP；整个小车的供电系统。 4 系统仿真与结果分析 4.1 蓝牙控制小车整体外观 蓝牙控制智能小车整体实物图如图1所示，图1为小车的侧视图。整个小车有上位机和下位机两部分组成，小车控制器部分主要包括直流电机控制，蓝牙通信，电池供电等。 4.2 系统整体调试 蓝牙控制智能小车最终实现的功能有：可以通过Android手机客户端操作界面实现小车的前进、后退、右转弯、左转弯、倒车右转、倒车左转等功能；可在小车行走过程中通过手机客户端利用APP界面的“按钮”、重力、语音分别控制改变小车运动状态；在超出蓝牙控制范围时，小车能够自动停止运动。主要调试内容如下： （1） 蓝牙通信测试。用APP按键控制小车的前进后退，小车可以进行相应的转向操作，证明通信系统没有问题，然后测试重力感应和语音控制，小车均正常工作。 （2） 小车运动测试。当小车收到手机APP发送的前进后退指令后，单片机会解析其指令并控制四个直流电机做相应的“动作”。“按键”、重力、语音三种控制方式，在软件设计时采用了一定的技巧，单片机解析命令时不需要解析其是三种控制方式的哪一种，只需要解析前进、后退、左转、右转和停止五个命令。
5 结 语 通过多次反复调试和修改代码，成功实现了蓝牙小车预设的所有功能，在10 m范围内通信稳定，控制可靠灵活。只是在上位机与下位机联调的过程中遇到过一些麻烦，经过不断的优化代码最终实现了通信、控制“无障碍”。方案的意义在于将单片机电子技术，蓝牙通信技术和智能终端设备有效的结合，深化了车联网的概念，为车载电子的无线通信设计提供了一定的参考价值，本方案可推广到车载蓝牙系统，智能家居等领域。
附录： 图一 二、智能小车各模块功能介绍 1、小车底盘 小车底盘是机器人最重要的载体，相当于人体的躯干，ZK—4WD小车平台采用差速转弯，非常灵活，可以实现原地打转。小车平台大小刚好，可以承载一些如驱动器，控制器，电池，传感器等  。 图二 2、驱动模块 我采用ST公司原装全新的L298N芯片及高质量铝电解电容，使电路稳定工作。小车直流电机工作电流一般是200—400mA，有些更大。如果一个小车是两个轮子，那么总的电流在400--800 mA左右，这些电机轮子都是要接受单片机指令执行相应动作，而市面有的单片机IO口一般只能提供5--10 mA的电流，直接驱动不了单片机，所以就需要一个驱动模块，就好像人的心脏功能。 图三 3、控制模块 我采用的控制器主控芯片是STC89C52属于标准的51核的单片机，STC12C5A60S2内带PWM，AD,1T运行速度（主流），集成USB转串可以直接用USB下载程序。集成数码管，舵机，红外蔽障，12864,1602，无线模块等接口，板载输入按钮 图四 4、小车所需的能源 可以用普通的AA5号电池，我采用低内阻的充电电磁套装，这是小车的动力之源，对外供电为7.2V。 图五 这四部分都是必备的，有这四样东西，就可以让小车走起来，至于要怎么走，这个时候传感器就开始大发神威了！
5、小车需要的各种传感器
SG90舵机：里面有一个信号调制芯片，主要通过控制信号获得直流偏置电压，电压差的正负输出到电机的驱动芯片，决定电机的正反转。当电压差为0时，电机停止转动。舵机内带反馈装置，又名伺服电机，由于有反馈，所以很容易控制，与我们的超声波模块组成，那就是绝配。
蓝牙无线传感器：可以用Android智能手机控制小车运行，Android手机用内置蓝牙与蓝牙无线模块配对，手机发出指令，无线蓝牙模块接收指令。当单片机接收到蓝牙无线模块发出的指令后，执行相应的解码动作，从而控制小车。
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