方案論證

　　此智能小車(chē)主要完成基本功能和擴(kuò)展功能：基本功能是必須完成的功能，擴(kuò)展功能可以根據(jù)時(shí)間和難度做出適當(dāng)?shù)募舨谩?/p>

　　基本功能：

　　PC通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)向小車(chē)發(fā)送控制命令到小車(chē)的控制中心（單片機(jī)），控制中心控制步進(jìn)電機(jī)，從而控制小車(chē)的轉(zhuǎn)向和速度；

　　小車(chē)在行走的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障，通過(guò)超聲波傳感器，把障礙物信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)控制電機(jī)，使小車(chē)停止行走或倒退；

　　前方小車(chē)遇到障礙物時(shí)，完成避障的同時(shí)，由單片機(jī)通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)傳給PC和另一輛小車(chē)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能；

　　小車(chē)上的視頻采集系統(tǒng)，把采集到的路況信息傳給控制中心，經(jīng)過(guò)一定的視頻壓縮處理后，控制中心通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)把路況信息傳給PC；PC端解壓后，可以根據(jù)路況信息控制小車(chē)的動(dòng)作；

　　在PC上集成了控制軟件，并通過(guò)可視化窗口，能夠觀察采集回來(lái)的視頻信息，從而可以控制小車(chē)的動(dòng)作。

　　擴(kuò)展功能：

　　在小車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障的基礎(chǔ)上，小車(chē)能夠以最佳路線繞過(guò)障礙物，并能防止滑落；最終實(shí)現(xiàn)在一定環(huán)境下（包括障礙物和滑坡）兩輛小車(chē)可以在一定的速度范圍內(nèi)無(wú)差錯(cuò)行走；

　　在小車(chē)上實(shí)現(xiàn)無(wú)線定位系統(tǒng)，PC上可以看到小車(chē)在整個(gè)地圖中的位置信息，并能根據(jù)小車(chē)的移動(dòng)，做出相應(yīng)的更新；

　　小車(chē)與小車(chē)之間構(gòu)建一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)用于收集周?chē)沫h(huán)境信息，并組成車(chē)載自組網(wǎng)絡(luò)，給單片機(jī)留更多的資源來(lái)進(jìn)行視頻傳輸及對(duì)傳感器信息的融合處理；

　　小車(chē)通過(guò)圖像處理技術(shù)完全自主行駛，能識(shí)別和測(cè)量周?chē)奈矬w，理解周?chē)h(huán)境和所要執(zhí)行任務(wù)的能力，并作出正確的判斷及操作和移動(dòng)等能力。

　　硬件部分

　　軟件部分

　　（1）軟件構(gòu)架

　　方案一：采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，“實(shí)時(shí)”兩個(gè)字的意思就是對(duì)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格的要求。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)貴在實(shí)時(shí)，要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成某種操作。主要用在工業(yè)控制中。具有：高精度計(jì)時(shí)系統(tǒng)；多級(jí)中斷機(jī)制；實(shí)時(shí)調(diào)度機(jī)制，包括兩個(gè)方面，一是在調(diào)度策略和算法上保證優(yōu)先調(diào)度實(shí)時(shí)任務(wù)；二是建立更多“安全切換”時(shí)間點(diǎn)，保證及時(shí)調(diào)度實(shí)時(shí)任務(wù)。

　　方案二：采用無(wú)操作系統(tǒng)算法，一般沒(méi)有明顯的操作系統(tǒng)支持，而是通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制。主要特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對(duì)單一，針對(duì)性強(qiáng)，無(wú)操作系統(tǒng)支持，幾乎沒(méi)有用戶接口。

　　根據(jù)兩種方案的特點(diǎn)，選用方案一作為本次設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ。

　　（2）通訊協(xié)議

　　方案一：采用IEEE802.l1p標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.11p（又稱WAVE；Wireless Access in the Vehicle Environment）是一種由IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來(lái)的通訊協(xié)議。這個(gè)通訊協(xié)議主要用在車(chē)用電子的無(wú)線通訊上。它又對(duì)IEEE802.11擴(kuò)充延伸，來(lái)滿足ITS系統(tǒng)（Intelligent Trans- portation Systems，ITS）相關(guān)應(yīng)用的需求，802.11p將用在車(chē)載通訊（或稱專(zhuān)用短距離通訊，Dedicated ShortRange Comu- nication，DSRC）系統(tǒng)中。IEEE802.l1p標(biāo)準(zhǔn)主要是解決移動(dòng)的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)快速連接高頻率切換問(wèn)題和新的安全問(wèn)題。從性能上看，802.11p最高傳輸速率可以達(dá)到27Mbps，傳輸范圍達(dá)1000米。

　　方案二：采用IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.11a工作于5GHz的U-NII頻段，該標(biāo)準(zhǔn)使用OFDM（正交頻分復(fù)用）調(diào)制數(shù)據(jù)，物理層速率可達(dá)54Mbps，傳輸層可達(dá)25Mbps。其具有較少?zèng)_突的特點(diǎn)，因?yàn)?.4GHz 的頻帶已經(jīng)被廣泛使用。但在上飛速行駛的汽車(chē)和復(fù)雜的道路狀況給物理層帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，在移動(dòng)的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)快速連接高頻率切換問(wèn)題和新的安全問(wèn)題上IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)顯得有點(diǎn)無(wú)力

　　根據(jù)兩種方案的特點(diǎn)，選用方案一作為本次設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ。

　　（3）軟件流程圖