1 題目

1.1 任務(wù)

設(shè)計一個由四旋翼無人機(jī)及消防車構(gòu)成的空地協(xié)同智能消防系統(tǒng)。無人機(jī)上安裝垂直向下的激光筆，用于指示巡邏航跡。巡防區(qū)域為40dm×48dm。無人機(jī)巡邏時可覆蓋地面8dm寬度區(qū)域。以縮短完成全覆蓋巡邏時間為原則，無人機(jī)按照規(guī)劃航線巡邏。發(fā)現(xiàn)火情后立即采取初步消防措施，并將火源地點位置信息發(fā)給消防車，使其前往熄滅火源?？盏貐f(xié)同巡邏及消防工作完成時間越短越好。

1.2 任務(wù)點

1、基本要求（50分）

• （1）參賽隊需自制模擬火源。模擬火源是用電池供電的紅色光源，如LED等，用激光筆持續(xù)照射可控制開啟或關(guān)閉：持續(xù)照射2秒左右開啟，再持續(xù)照射2秒左右關(guān)閉。（5分）
• （2）展示規(guī)劃的巡邏航線圖，在消防車上按鍵啟動無人機(jī)垂直起飛后，無
  人機(jī)以18dm左右高度，在巡防區(qū)域按規(guī)劃的航線完成全覆蓋巡邏。（22分）
• （3）無人機(jī)與消防車之間采用無線通信；巡邏期間無人機(jī)每秒向消防車發(fā)
  送1次位置坐標(biāo)信息，消防車上顯示器實時更新顯示無人機(jī)位置坐標(biāo)信息。（8分）
• （4）巡邏中，消防車顯示器顯示巡邏航跡曲線，計算并顯示累計巡邏航程。（8分）
• （5）完成巡邏后，無人機(jī)返回，準(zhǔn)確降落在起飛區(qū)域內(nèi)。（7分）

2、發(fā)揮部分（50分）

• （1）手動操作激光筆點亮-一個火源。在消防車上啟動無人機(jī)巡邏。無人機(jī)
  按規(guī)劃航線巡邏，發(fā)現(xiàn)火情后，前往接近火源(水平距離≤5dm)識別確認(rèn)，再在無人機(jī)上用LED指示燈示警。（8分）
• （2）無人機(jī)飛至火源地點上方，降低至10dm左右高度，懸停3s后拋灑滅
  火包，滅火包落在以火源點為中心、半徑3dm圓形區(qū)域內(nèi)；再將火源地點位置坐標(biāo)發(fā)送給消防車，然后繼續(xù)巡邏，完成后返航回到起飛點。（12分）
• （3）消防車接收到火情信息，顯示火源地點位置坐標(biāo)后，從消防站出發(fā)前
  往火源地點，途中不得碾壓街區(qū)及其邊界線，在5dm距離內(nèi)以激光筆光束照射模擬火源將其熄滅。（15分）
• （4）熄滅模擬火源后消防車返回到出發(fā)區(qū)域內(nèi)。發(fā)揮部分限時360s內(nèi)完成。（10分）
• （5）其他。（5分）

1.3 設(shè)計部分

1.3.1 模擬火源

該部分的要求如下：
模擬火源可用電池供電的紅色LED等，需帶向上的喇叭形遮光罩，遮光罩角度約60°左右，高度不超過10cm?？捎眉す夤P控制其開啟或關(guān)閉。
示意圖如下：

外部遮光罩可仿照寵物防咬罩進(jìn)行修改：

內(nèi)部LED燈罩是為了擴(kuò)大燈光面積，以便系統(tǒng)內(nèi)圖像識別系統(tǒng)的工作。同時為了提高小車激光跟隨算法的工作效率，需要擴(kuò)大光敏傳感器檢測區(qū)域，建議使用人體微波檢測模塊上的塑料透鏡，以達(dá)到聚光的效果。

電路設(shè)計圖：STC8最小系統(tǒng)板加兩節(jié)1.5V干電池，一個紅色LED，300Ω左右的電阻，一個光敏傳感器就差不多了。
程序設(shè)計：程序中用到一個GPIO輸出、ADC、定時器。

1.3.2 小車部分

該部分要求如下：
消防車要求使用 4 輪電動小車，長寬投影尺寸不大于 20cm×35cm，高度不大于 40cm；不得使用麥克納姆輪。

1、底盤與電機(jī)：
（1）底盤：自選。
（2）電機(jī)：最好使用帶編碼器的金屬齒輪減速點擊，能夠得到轉(zhuǎn)速和角度，以便估測小車位置，更好地控制小車。
（3）電機(jī)驅(qū)動：H橋電機(jī)驅(qū)動模塊。
（4）電池：12V高倍率鋰電池組。
最好找要帶有電機(jī)驅(qū)動的、編碼器接口、能夠降壓給主控供電的小車底板，比如開山斧電機(jī)驅(qū)動模塊。
四輪小車的前兩個輪子無動力，采用舵機(jī)控制方向，后兩個輪子分別采用直流電機(jī)控制。

2、主控芯片
（1）盤古：
如果選擇TI的，盤古這塊系統(tǒng)板開發(fā)起來還是比較順手的，用起來Bug少。板子上有OLED驅(qū)動芯片和加速度傳感器、蜂鳴器、多個按鍵、串口接口多。

（2）TM4C123GXL：
這塊板子十分不推薦，調(diào)試接口有問題，驅(qū)動也不好打（ICDI，要安裝CCS），性能也比較差，供電端口也少，寫代碼的時候Keil閃退無數(shù)次，硬件跑程序也容易進(jìn)中斷卡死。
要是有別人改過的、開發(fā)好的成品，用用還是可以的。

3、電機(jī)驅(qū)動芯片：
使用的是無名創(chuàng)新的開山斧驅(qū)動板，以下是模塊接口圖：

• 電機(jī)控制信號接口：為四路PWM輸入，兩路PWM控制一個電機(jī)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。
• … …

3、顯示屏
建議使用陶晶馳的串口屏，配置方便，代碼簡單，能夠回傳字符串。
引腳：5V、GND、TXD、RXD

4、無線模塊
可以使用藍(lán)牙、WIFI、Lora等等。
無線模塊建議采用有廣播功能的模塊，這樣多機(jī)調(diào)試更加方便。
引腳：VCC（5~3.3V）、GND、TXD、RXD

今年還允許使用UWB，能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)和小車的精確定位，還能夠傳輸數(shù)據(jù)，只要來得及開發(fā)代碼，可以說是降維打擊，不過價格還是比較昂貴的。

5、機(jī)器視覺和舵機(jī)
對于模擬火源的檢測，有OpenMV方案和K210方案。
OpenMV模塊有控制舵機(jī)的例程，可以控制激光筆關(guān)閉模擬火源，但溢價過多，可以自己DIY。

6、IMU
這個主控板上有就最好，沒有就用模塊化的MPU6050，不過要安裝在小車中心處。

7、其他模塊：
（1）灰度傳感器：白光照射不同顏色的地面，反射回的光強(qiáng)不同，可以進(jìn)行巡線等任務(wù)。
（2）激光頭。
（3）…

1.3.3 無人機(jī)部分

直接購買成品化的TI無人機(jī)，主控板可以使用前面提到的主控。

2 程序設(shè)計

我主要是做小車的，因此講一下我小車的設(shè)計方案。
小車上主控板選用TI 盤古的開發(fā)板，板載芯片為TM4C123GH6PZT7，MCU內(nèi)核為ARM Cortex-M4F，MCU最大主頻為80 MHz，工作電壓范圍1.08 V-3.63 V，RAM為32 KB，F(xiàn)lash大小為256 KB，EEPROM為2 KB，核心位寬為32-Bit，ADC為12 bit。
外設(shè)和內(nèi)部資源需要使用串口屏、藍(lán)牙模塊/UWB模塊、定時器、PWM、LED輸出、按鍵輸入（這個可以使用串口屏的按鍵串口信息回傳事件替代）、蜂鳴器驅(qū)動。

2.1 藍(lán)牙模塊配置

本人使用的是大熊智能的雙模藍(lán)牙模塊，兩個藍(lán)牙模塊配對的話需要設(shè)置一主機(jī)一從機(jī)，以下藍(lán)牙模塊連接CH340模塊，在電腦上使用AT命令配置兩個模塊。默認(rèn)使用115200波特率連接。

藍(lán)牙從機(jī)，連接無人機(jī)：

AT+NAME=DX2003-S		# 設(shè)置從機(jī)名稱
AT+MASTER=01			# 設(shè)置從機(jī)工作模式
AT+BAUD=115200			# 設(shè)置波特率為115200
AT+LADDR				# 讀取從機(jī)藍(lán)牙地址，以便主機(jī)連接

+LADDR=22345000891f

藍(lán)牙主機(jī)，連接小車：

AT+NAME=DX2003-M		# 設(shè)置主機(jī)名稱
AT+MASTER=04			# 設(shè)置主機(jī)工作模式
AT+BAUD=115200			# 設(shè)置波特率為115200
AT+CONN=22345000891f	# 主機(jī)連接從機(jī)地址

連接上之后：
(1)主機(jī)顯示：

IM_CONN:0		# 0代表是BLE連接上，1代表是SPP連接上

(2)從機(jī)顯示：

IM_CONN:8

藍(lán)牙斷開連接命令：

AT+DSCET=1	

2.2 小車串口屏界面設(shè)計

串口屏使用USART HMI軟件繪制界面，需要進(jìn)行界面排版，字庫添加，程序編譯。
軟件下載及學(xué)習(xí)鏈接：

http://mall.micromove.cn/start/download_ide.html

2.2.1 串口通信協(xié)議

1、串口屏接收：
協(xié)議為：字符串+HEX標(biāo)識符
HEX標(biāo)識符為：\xff\xff\xff
USART HMI軟件上仿真不需要添加HEX標(biāo)識符（\xff\xff\xff）。
例子：
如果是串口屏使用CH340連接電腦，則電腦上的串口工具輸入（不要加空格）：

t0.txt="陶晶馳電子"\xff\xff\xff
b0.txt="Hello World"\xff\xff\xff
j0.val=100\xff\xff\xff
page0.bco=WHITE\xff\xff\xff

如果是MCU串口發(fā)送數(shù)據(jù)：在2.4.2中詳述。

2、串口屏發(fā)送：
（1）prints：從串口打印一個變量/常量。
（2）printh：從串口打印16進(jìn)制。

2.2.2 繪圖函數(shù)

主要使用的有：
（1）cirs：繪制實心圓

cirs x,y,radius,color\xff\xff\xff
cirs 160,266,6,RED\xff\xff\xff

（2）line：繪制直線

line x_start,y_start,x_end,y_end,color\xff\xff\xff
line 185,246,185,26,BLUE\xff\xff\xff

（3）插入圖片

pic x,y,picid\xff\xff\xff					# picid為軟件插入的ID號為x的圖片
pic,123,150,0\xff\xff\xff

2.2.3 串口屏界面設(shè)計

小車能夠通過藍(lán)牙串口接收無人機(jī)傳回的航點數(shù)據(jù)（協(xié)議A）和火災(zāi)位置數(shù)據(jù)（協(xié)議B），并在串口屏上顯示出藍(lán)色原點和紅色六角形。

2.3 無人機(jī)與小車之間的通信協(xié)議設(shè)計

1、無人機(jī)通過串口發(fā)送給小車的字符串：

A,160,150,F			// 無人機(jī)航點坐標(biāo)(160,150)
B,250,100,F			// 模擬火源坐標(biāo)(250,100)
C,1,F				// 模擬火源ID: 1

A類表示無人機(jī)航點，F(xiàn)為結(jié)束標(biāo)志位
B類表示無人機(jī)檢測到的火源坐標(biāo)，F(xiàn)為結(jié)束標(biāo)志位。
C類表示無人機(jī)檢測到的模擬火源所在的區(qū)域ID，F(xiàn)為結(jié)束標(biāo)志位。這個協(xié)議可以不發(fā)送，直接小車通過B類協(xié)議計算模擬火源位置。

2、小車通過串口發(fā)給無人機(jī)的字符串只需要一個按鍵使能，使用按鍵輸入或者串口屏的點擊，通過藍(lán)牙串口發(fā)送“TakeOff”字符串，無人機(jī)檢測到就能起飛了。

2.4 小車程序設(shè)計

首先進(jìn)行各個部分的初始化，然后進(jìn)入while(1)循環(huán)，循環(huán)內(nèi)寫入大部分處理函數(shù)。中斷處理函數(shù)中存放處理函數(shù)的使能位，當(dāng)某些函數(shù)工作時間較長，需要在中斷中使能標(biāo)志位，然后在主函數(shù)main中進(jìn)行處理，以免造成中斷阻塞。

主函數(shù)：

#include "stdio.h"
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
// ......

// 全局變量
char uart4_rec_temp[50];		// 接收到暫存的字符數(shù)組
bool uart4_rec_check_flag = 0;		// 接收數(shù)據(jù)解包的標(biāo)志位

// ......

int main(void)
{
	ROM_FPUEnable();//使能浮點單元
	ROM_FPULazyStackingEnable();//浮點延遲堆棧,減少中斷響應(yīng)延遲  
	ROM_SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_2_5 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_XTAL_16MHZ | SYSCTL_OSC_MAIN);//配置系統(tǒng)時鐘
	initTime();					// 初始化滴答定時器
	GPIO_Init();				// LED燈初始化
	// ......
	ConfigureUART4();			// 初始化藍(lán)牙BLE-串口4
	ConfigureUART5();			// 初始化串口屏驅(qū)動-串口5
	UART4_BLE_CONNECT();		// 串口4連接藍(lán)牙
	HMI_Init();					// 串口屏初始化
	
	// ......
	
	while(1)
	{
		// ......
		uart4_data_check();		//串口4數(shù)據(jù)包解包
		uart5_uav_point_write();	// 向串口屏寫入無人機(jī)航點
		Control_UAV_flight_status();	// 小車控制無人機(jī)起飛
		// ......
	}
}

2.4.1 藍(lán)牙串口程序

藍(lán)牙串口程序包括串口初始化、串口發(fā)送、串口中斷服務(wù)函數(shù)（串口接收）、串口數(shù)據(jù)解析等部分。

1、串口初始化：

// 藍(lán)牙-串口4驅(qū)動 PC4/PC5
void ConfigureUART4(void)
{ 
    ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC);// Enable the GPIO Peripheral used by the UART.
    ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_UART4);// Enable UART0
    ROM_GPIOPinConfigure(GPIO_PC4_U4RX);// Configure GPIO Pins for UART mode.
    ROM_GPIOPinConfigure(GPIO_PC5_U4TX);
    ROM_GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);
	UARTConfigSetExpClk(UART4_BASE,SysCtlClockGet(),115200,
												(UART_CONFIG_WLEN_8 | UART_CONFIG_STOP_ONE | UART_CONFIG_PAR_NONE));
	UARTFIFODisable(UART4_BASE);			// 使能UART4中斷
	UARTIntEnable(UART4_BASE,UART_INT_RX);	// 使能UART4接收中斷
	UARTIntRegister(UART4_BASE,UART4_IRQHandler);	//UART4中斷地址注冊
	IntPrioritySet(INT_UART4,USER_INT3);			//中斷優(yōu)先級設(shè)置USER_INT3（0最高）
}

2、串口中斷服務(wù)函數(shù)：

void UART4_IRQHandler(void)		//UART4中斷函數(shù)-藍(lán)牙BLE接收中斷（無人機(jī)信息發(fā)送給小車）
{
	uint32_t flag = UARTIntStatus(UART4_BASE,1);//獲取中斷標(biāo)志 原始中斷狀態(tài) 屏蔽中斷標(biāo)志		
	UARTIntClear(UART4_BASE,flag);//清除中斷標(biāo)志	
	char ch;
	while(UARTCharsAvail(UART4_BASE))//判斷FIFO是否還有數(shù)據(jù)		
	{
		ch = UARTCharGet(UART4_BASE);	
		uart4_rec_temp[temp_cnt] = ch;
		temp_cnt ++;
 	}
	if(ch == 'F')
		uart4_rec_check_flag = 1;			// 接收數(shù)據(jù)解包的標(biāo)志位置1
	if(temp_cnt >= 50)						//數(shù)組存滿后清空
	{
		memset(uart4_rec_temp, 0, sizeof(uart4_rec_temp));		// 清空字符數(shù)組
		temp_cnt = 0;
	}
	bit_data = !bit_data;
	GPIOPinWrite(GPIO_PORTF_BASE, GPIO_PIN_5, bit_data);		//置低位點亮，保持閃爍，如果LED不閃爍了，表示程序卡死了
}

3、串口發(fā)送函數(shù)：

void UART4_SendString(const char *string)
{
	int len = strlen(string);
	while(len--)
	{
		// 等待UART發(fā)送緩沖區(qū)為空
		while(UARTSpaceAvail(UART4_BASE) == 0);
		
		// 發(fā)送字符到UART
		UARTCharPut(UART4_BASE, *string++);
	}
}

4、解析串口接收到的數(shù)據(jù)：
首先檢測第一個數(shù)是否是“A”或“B”，然后檢測字符串最后一個字符是否是“F”。接著索引字符串中的“,”，將中間的兩個數(shù)字字符串拆分出來，使用atof()函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)。最后將獲得的浮點數(shù)存入對應(yīng)的變量中，或者使用調(diào)試接口輸出，或使用OLED屏輸出。

// 串口4數(shù)據(jù)包解包
void uart4_data_check(void)
{
	if(uart4_rec_check_flag == 1)		// 分析uart4_rec_temp中的數(shù)據(jù)
	{
		uart4_rec_check_flag = 0;
		if(uart4_rec_temp[0] == 'A')		// 是無人機(jī)XY坐標(biāo)數(shù)據(jù)包
		{
			int len = strlen(uart4_rec_temp);
			if(uart4_rec_temp[len-1] == 'F')
			{
				char* token;
				token = strtok(uart4_rec_temp,",");
				token = strtok(NULL,",");
				uart4_rec_x[uav_cnt] = atof(token);
				token = strtok(NULL,",");
				uart4_rec_y[uav_cnt] = atof(token);
				uart4_flight_dist = uart4_flight_dist + sqrt(pow(uart4_rec_x[uav_cnt]-uart4_rec_x[uav_cnt-1],2) + pow(uart4_rec_y[uav_cnt]-uart4_rec_y[uav_cnt-1],2));
				printf("A-X: uart4_rec_x[%d]:%f\r\n",uav_cnt,uart4_rec_x[uav_cnt]);		// 測試
				printf("A-Y: uart4_rec_y[%d]:%f\r\n",uav_cnt,uart4_rec_y[uav_cnt]);		// 測試
				printf("A-D: uart4_flight_dist[%d]:%fm\r\n",uav_cnt,uart4_flight_dist/100);		// 測試
				// ......
			}
			// 處理完成后，清空uart4_rec_temp
			memset(uart4_rec_temp, 0, sizeof(uart4_rec_temp));
			temp_cnt = 0;
		}
		else if(uart4_rec_temp[0] == 'B')		// 是火源XY坐標(biāo)數(shù)據(jù)包
		{
			int len = strlen(uart4_rec_temp);
			if(uart4_rec_temp[len-1] == 'F')
			{
				char* token;
				token = strtok(uart4_rec_temp,",");
				token = strtok(NULL,",");
				uart4_fire[0] = atof(token);
				token = strtok(NULL,",");
				uart4_fire[1] = atof(token);
				printf("B-X: uart4_fire[0]:%f\r\n",uart4_fire[0]);		// 測試
				printf("B-Y: uart4_fire[1]:%f\r\n",uart4_fire[1]);		// 測試
				// ......
			}
			// 處理完成后，清空uart4_rec_temp
			memset(uart4_rec_temp, 0, sizeof(uart4_rec_temp));
			temp_cnt = 0;
		}
		else
		{	// 沒找到A/B數(shù)據(jù)包，清空uart4_rec_temp
			memset(uart4_rec_temp, 0, sizeof(uart4_rec_temp));
			temp_cnt = 0;
		}
	}
}

2.4.2 串口屏控制程序

串口屏界面：

1、串口驅(qū)動：

// 串口屏-串口5 PE4/PE5
void ConfigureUART5(void)
{ 
    ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOE);// Enable the GPIO Peripheral used by the UART.
    ROM_SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_UART5);// Enable UART6
    ROM_GPIOPinConfigure(GPIO_PE4_U5RX);// Configure GPIO Pins for UART mode.
    ROM_GPIOPinConfigure(GPIO_PE5_U5TX);
    ROM_GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTE_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);
	UARTConfigSetExpClk(UART5_BASE,SysCtlClockGet(),115200,
		(UART_CONFIG_WLEN_8 | UART_CONFIG_STOP_ONE | UART_CONFIG_PAR_NONE));
	UARTFIFODisable(UART5_BASE);			// 使能UART6中斷
	UARTIntEnable(UART5_BASE,UART_INT_RX);	// 使能UART6接收中斷
	UARTIntRegister(UART5_BASE,UART5_IRQHandler);	//UART6中斷地址注冊
	IntPrioritySet(INT_UART5,USER_INT5);			// 中斷優(yōu)先級設(shè)置USER_INT6
}

2、串口中斷服務(wù)函數(shù)：
函數(shù)內(nèi)包含串口接收，由于接收數(shù)據(jù)分析較為簡單，解析就在函數(shù)內(nèi)解決了，如果數(shù)據(jù)解析較為復(fù)雜，建議在中斷服務(wù)中給個flag，在主函數(shù)內(nèi)處理。

void UART5_IRQHandler(void)
{
	uint32_t flag = UARTIntStatus(UART5_BASE,1);//獲取中斷標(biāo)志 原始中斷狀態(tài) 屏蔽中斷標(biāo)志		
  UARTIntClear(UART5_BASE,flag);//清除中斷標(biāo)志	
	char ch;
  while(UARTCharsAvail(UART5_BASE))//判斷FIFO是否還有數(shù)據(jù)		
  {
		ch = UARTCharGet(UART5_BASE);
		uart5_hmi_rec[uart5_cnt] = ch;	//串口屏發(fā)送回的數(shù)據(jù)存儲到buffer中
  }
	uart5_cnt ++;
	if(strstr(uart5_hmi_rec,"TO"))		// 數(shù)據(jù)解析，如果uart5_hmi_rec中有"TO"，則設(shè)置flag
	{
		key_flag = 1;		// 藍(lán)牙串口發(fā)送數(shù)據(jù)的flag
	}
	if(uart5_cnt >= 5)
	{
		uart5_cnt = 0;
		memset(uart5_hmi_rec,0,sizeof(uart5_hmi_rec));		// 清空buffer
	}
}

3、串口發(fā)動函數(shù)：

// UART5 主控串口5發(fā)送給串口屏HMI-----字符串
void UART5_SendString(const char *string)
{
	int len = strlen(string);
	while(len--)
	{
		// 等待UART發(fā)送緩沖區(qū)為空
		while(UARTSpaceAvail(UART5_BASE) == 0);
		
		// 發(fā)送字符到UART
		UARTCharPut(UART5_BASE, *string++);
	}
}

// UART5 主控串口5發(fā)送給串口屏HMI------二進(jìn)制
void UART5_SendBinary(void)
{
	u8 i;
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		// 等待UART發(fā)送緩沖區(qū)為空
		while(UARTSpaceAvail(UART5_BASE) == 0);
		// 發(fā)送二進(jìn)制0xff到UART
		UARTCharPut(UART5_BASE, 0xff);
	}
}

4、串口屏啟動程序：
函數(shù)UART5_SendString(cmd)的后面必須跟著函數(shù)UART5_SendBinary()，為的是給串口屏發(fā)送三個0xff結(jié)束標(biāo)志符。

// 串口屏初始化
void HMI_Init(void)
{
	char cmd[50];
	const int point_num = 5;
	int UAVwaypoint[point_num][2] = {{185, 246},
									{185, 70},
									{400, 70},
									{400, 246},
									{185, 246}};
	UART5_SendString("rest");	// 重啟屏幕
	UART5_SendBinary();
	Delay_Ms(1000);
	UART5_SendString("line 100,20,150,20,BLUE");	// 繪制巡邏軌跡樣例
	UART5_SendBinary();
	
	for(int i=0;i<point_num-1;i++)					// 	繪制規(guī)劃航點
	{
		sprintf(cmd,"line %d,%d,%d,%d,BLUE",UAVwaypoint[i][0],UAVwaypoint[i][1],UAVwaypoint[i+1][0],UAVwaypoint[i+1][1]);
		UART5_SendString(cmd);
		UART5_SendBinary();
		Delay_Ms(250);
	}
	sprintf(cmd,"line %d,%d,%d,%d,BLUE",UAVwaypoint[point_num-1][0],UAVwaypoint[point_num-1][1],UAVwaypoint[0][0],UAVwaypoint[0][1]);
	UART5_SendString(cmd);
	UART5_SendBinary();
}

5、向串口屏寫入無人機(jī)航點位置和火源位置：

void uart5_uav_point_write(void)
{
	if(uav_flag == 1)  //無人機(jī)航點位置
	{
		uav_flag = 0;
		char cmd[30];
		memset(cmd,0,sizeof(cmd));
		// X、Y數(shù)據(jù)處理
		float x_fixed,y_fixed;
		if(uart4_rec_x[uav_cnt-1] > 480)
			x_fixed = 480;
		else if(uart4_rec_x[uav_cnt-1] < 0)
			x_fixed = 0;
		else
			x_fixed = uart4_rec_x[uav_cnt-1];
		uint16_t x_pixel = (uint16_t)(x_fixed/480*312);
		
		if(uart4_rec_y[uav_cnt-1] > 400)
			y_fixed = 400;
		else if(uart4_rec_y[uav_cnt-1] < 0)
			y_fixed = 0;
		else
			y_fixed = uart4_rec_y[uav_cnt-1];
		uint16_t y_pixel = (uint16_t)(y_fixed/256*400);
		
		sprintf(cmd,"cirs %d,%d,6,BLUE",160+x_pixel,262-y_pixel);
		//printf("uav_cmd:    %s\r\n\r\n",cmd);
		UART5_SendString(cmd);	// 繪制藍(lán)色圓形 x,y,radius,color
		UART5_SendBinary();
		
		sprintf(cmd,"t16.txt=\"(%d,%d)\"",(int)(x_fixed/10),(int)(y_fixed/10));
		//printf("uav_position:    %s\r\n\r\n",cmd);
		UART5_SendString(cmd);	// 寫入無人機(jī)位置坐標(biāo)(x,y)
		UART5_SendBinary();
		
		sprintf(cmd,"t10.txt=\"%.3f\"",uart4_flight_dist/100);
		//printf("uav_flight_dist:    %s\r\n\r\n",cmd);
		UART5_SendString(cmd);	// 寫入無人機(jī)航程
		UART5_SendBinary();
	}
	if(fire_flag == 1)	// 火源位置
	{
		fire_flag = 0;
		char cmd[30];
		memset(cmd,0,sizeof(cmd));
		
		float x_fixed,y_fixed;
		if(uart4_fire[0] > 480)
			x_fixed = 480;
		else if(uart4_fire[0] < 0)
			x_fixed = 0;
		else
			x_fixed = uart4_fire[0];
		uint16_t x_pixel = (uint16_t)(x_fixed*312/480);
		
		if(uart4_fire[1] > 400)
			y_fixed = 400;
		else if(uart4_fire[1] < 0)
			y_fixed = 0;
		else
			y_fixed = uart4_fire[1];
		uint16_t y_pixel = (uint16_t)(y_fixed*256/400);
		
		sprintf(cmd,"pic %d,%d,1",160+x_pixel,262-y_pixel);
		//printf("fire_cmd:   %s\r\n\r\n",cmd);
		UART5_SendString(cmd);	// 繪制紅色火災(zāi)圖像
		UART5_SendBinary();
		
		sprintf(cmd,"t8.txt=\"(%d,%d)\"",(int)(x_fixed/10),(int)(y_fixed/10));
		//printf("fire_position:    %s\r\n\r\n",cmd);
		UART5_SendString(cmd);	// 寫入火源位置坐標(biāo)
		UART5_SendBinary();
	}
}

2.4.3 小車控制無人機(jī)

依舊是藍(lán)牙串口的部分，藍(lán)牙串口發(fā)送“TakeOff\r\n”字符串，無人機(jī)串口檢測到后能夠解鎖。

// key_flag = 1時，小車控制無人機(jī)起飛
void Control_UAV_flight_status(void)
{
	if(key_flag == 1)
	{
		key_flag = 0;
		UART4_SendString("TakeOff\r\n");
	}
}

2.4.4 小車電機(jī)控制

小車控制電機(jī)最好需要檢測編碼器信號、讀取IMU的姿態(tài)和加速度信號，但由于時間限制，這一些部分并沒有編寫，完全處于開環(huán)控制。

開山斧模塊能夠直接獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向：

此處對小車直流電機(jī)進(jìn)行控制，采用定時器控制PWM波占空比，以調(diào)整直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。

1、PWM初始化：

void PWM0_Init(void)
{
	SysCtlPWMClockSet(MOTOR_PWM_SYSCTL_PWMDIV); // Set divider to 80M/8=10M=0.1us
	SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_PWM0); // Enable PWM peripheral
	SysCtlDelay(2); // Insert a few cycles after enabling the peripheral to allow the clock to be fully activated
	SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB); // Enable GPIOB peripheral
	SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD); // Enable GPIOB peripheral
	SysCtlDelay(2); // Insert a few cycles after enabling the peripheral to allow the clock to be fully activated
	// Use alternate function
	GPIOPinConfigure(GPIO_PB4_M0PWM2);
	GPIOPinConfigure(GPIO_PB5_M0PWM3);
	GPIOPinConfigure(GPIO_PD0_M0PWM6);
	GPIOPinConfigure(GPIO_PD1_M0PWM7);
	
	// Use pin with PWM peripheral
	GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_4);//M0PWM2
	GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_5);//M0PWM3
	GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_0);//M0PWM6
	GPIOPinTypePWM(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_1);//M0PWM7
	// Configure the PWM generator for count down mode with immediate updates to the parameters
	PWMGenConfigure(PWM0_BASE, PWM_GEN_0, PWM_GEN_MODE 
										| PWM_GEN_SYNC_MODE);
	PWMGenConfigure(PWM0_BASE, PWM_GEN_1, PWM_GEN_MODE 
										| PWM_GEN_SYNC_MODE);
	PWMGenConfigure(PWM0_BASE, PWM_GEN_2, PWM_GEN_MODE 
										| PWM_GEN_SYNC_MODE);
	PWMGenConfigure(PWM0_BASE, PWM_GEN_3, PWM_GEN_MODE 
										| PWM_GEN_SYNC_MODE);
	
	// The period is set to 100us (10 KHz)
	period = MOTOR_PERIOD_MAX_800US; 
	PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_0, period); // Set the period
	PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_1, period);
	PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_2, period);
	PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_3, period);
	// Start the timers in generator 0 and 1
	PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_0);
	PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_1);
	PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_2);
	PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_3);
	// Enable the outputs
	PWMOutputState(PWM0_BASE, 
					  PWM_OUT_0_BIT | PWM_OUT_1_BIT 
					| PWM_OUT_2_BIT | PWM_OUT_3_BIT
					| PWM_OUT_4_BIT | PWM_OUT_5_BIT
					| PWM_OUT_6_BIT | PWM_OUT_7_BIT
					,  true);									
}

2、PWM輸出：

// width1/2/3/4 為四個PWM通道設(shè)置的脈沖寬度（0-1000）
void PWM_Output(uint16_t width1, uint16_t width2, uint16_t width3, uint16_t width4)
{
	uint16_t pwm[4]={0};
	pwm[0]  = width1;
	pwm[1] = width2;
	pwm[2] = width3;
	pwm[3] = width4;

	//EPWM1端口M0PWM0、M0PWM1、M0PWM2、M0PWM3
	PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE,PWM_OUT_2, pwm[0]);//PH0——M0PWM0 
	PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE,PWM_OUT_3, pwm[1]);//PH1——M0PWM1 
	PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE,PWM_OUT_6, pwm[2]);//PH2——M0PWM2 
	PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE,PWM_OUT_7, pwm[3]);//PH3——M0PWM3
}      

3、小車運動：
簡單編寫了小車向前/后/左/右運動的函數(shù)。

// 向前，value為脈寬，換算一下相當(dāng)于速度；delay_ms為持續(xù)時間
void Car_Forward(int value,int delay_ms)
{
	PWM_Output(0,0,0,0);
	PWM_Output(0,value,value,0);
	Delay_Ms(delay_ms);
	PWM_Output(0,0,0,0);
}
// 向后，value為脈寬，換算一下相當(dāng)于速度；delay_ms為持續(xù)時間
void Car_Backward(int value,int delay_ms)
{
	PWM_Output(0,0,0,0);
	PWM_Output(value,0,0,value);
	Delay_Ms(delay_ms);
	PWM_Output(0,0,0,0);
}
// 左轉(zhuǎn)，value為脈寬，換算一下相當(dāng)于轉(zhuǎn)速；delay_ms為持續(xù)時間
void Car_TurnLeft(int value,int delay_ms)
{
	PWM_Output(0,0,0,0);
	PWM_Output(0,value,0,value);
	Delay_Ms(delay_ms);
	PWM_Output(0,0,0,0);
}
//右轉(zhuǎn)，value為脈寬，換算一下相當(dāng)于轉(zhuǎn)速；delay_ms為持續(xù)時間
void Car_TurnRight(int value,int delay_ms)
{
	PWM_Output(0,0,0,0);
	PWM_Output(value,0,value,0);
	Delay_Ms(delay_ms);
	PWM_Output(0,0,0,0);
}

4、小車移動到指定街區(qū)的函數(shù)：
這一部分就是整活了，近處的街區(qū)還能將就一下，遠(yuǎn)的街區(qū)很容易跑偏。

int WaitTime = 10000;		// 小車靜止等待的時間為10s
// 在小車等待的時候，視覺模塊控制舵機(jī)上的激光筆照射模擬火源
void Car_Move(int position)	// position為火源id
{
	if(car_move_flag == 1)
	{
		car_move_flag = 0;
		switch(position){
			case 0:			//無火災(zāi)，不用動
			break;
			case 1:			// 1號街區(qū)
				Car_Forward(500,1000);
				Delay_Ms(1000);
				Car_TurnLeft(500,1000);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(1000);
				Car_Backward(500,1000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 2:			// 2號街區(qū)
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,500);
				Delay_Ms(500);
				Car_TurnLeft(500,500);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,3000);
				Car_TurnLeft(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Backward(500,3000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 3:			// 3號街區(qū)
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_TurnLeft(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,3000);
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_TurnLeft(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Backward(500,3000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 4:		// 最遠(yuǎn)的4號街區(qū)，瞎跑
				Car_TurnRight(500,2000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,3000);
				Delay_Ms(500);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_Backward(500,3000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 5:			// 5號街區(qū)
				Car_TurnRight(500,2000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,3000);
				Delay_Ms(500);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_Backward(500,3000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 6:			// 6號街區(qū)
				Car_TurnRight(500,1000);
				Delay_Ms(500);
				Car_Forward(500,1500);
				Delay_Ms(500);
				Delay_Ms(WaitTime);
				Car_Backward(500,1000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			case 7:					// 旋轉(zhuǎn)測試
				Car_TurnRight(500,6000);
				Delay_Ms(1000);
				Car_TurnRight(500,5000);
				Delay_Ms(1000);
			break;
			default:
			break;
		}
	}
}

2.5 無人機(jī)程序設(shè)計

由于無人機(jī)程序大部分已經(jīng)編寫的差不多了，直接使用購買無人機(jī)的代碼修改。
無人機(jī)上需要安裝藍(lán)牙、光流、OpenMV或K210、激光筆、LED燈等外設(shè)。

2.5.1 藍(lán)牙串口程序

用來發(fā)送無人機(jī)位置信息和無人機(jī)監(jiān)測到的火源信息，接收小車發(fā)來的起飛解鎖信息。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-629901.html

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