基于android手机的3G+GPS远程控制模型车工程-车模的选择和基础改装

        托一个对我有恩的老师的福，我得以有机会把我大学学到的大部分技术凝聚在这一个小小的项目当中。其实也算不上是什么项目，不过是几个有这方面兴趣的同志们做着玩的罢了，但是这个东西整体完成的工作量也确实不小，把它叫做项目可以满足一下我们的虚荣心罢了 呵呵。

        截止这篇文章发表的时候，我们已经完成了整个车体的制作，在电脑上通过google talk也可以对3G联网后的小车进行控制，余下的工作就是把手机的GPS、摄像头类的功能加上了，由于近些日子其他事情比较忙，没有整块的时间来做它了，就只好写写博客记录下制作的过程和代码，也算是为以后想做的筒子们积累点资料。暂时没有太多时间录制视频，就把当前车子（手机还没有架在车上，因为在照相……）的照片随便发上来吧，电路都藏在外壳里面了，电线太多就寄出来了……后面那块东西是给控制系统供电的太阳能手机外挂电池。照的不清晰，见谅见谅。

        好了，闲话少说，这个项目的目标是实现一个可以用手机或电脑来控制的模型车，当然，不同于平常我们这些电子信息类专业的学生们做的那些电脑和手机控制小车，我们的要求是：这是一个可以在视线不可及的地方远程控制，甚至是可以在全球范围内实现远程控制。所以，托现在新兴的android手机的福，我们可以利用手机的3G网络来作为这个控制信号的传输通路。

        要实现这套框架，车子上的控制器件至少需要这两部分组成：单片机，手机，他们两个中的单独一个都是无法完成全部功能的（但不排除有强人用高档的arm开发板把这两个功能合在一块开发板上……）。手机负责通过3G与远程的电脑或手机通信并负责几乎全部的运算，同时手机上的GPS、摄像头、加速度传感器这些都可以派上用场，单片机的功能较为单一，主要是用来提供IO口（手机的IO口我们是没法用的）产生PWM信号，这样的话就会有产生一个很郁闷的问题，大多数计算机专业的在android上编程游刃有余，而一听见单片机、PWM神马的立马就懵了，而电子类专业却自信满满的打开eclipse却发现对那些面向对象的编程一窍不通。因此我接下来的文章会以一个电子类专业学生的视角尽可能详细的记录制作中的心路历程，请各类大神在看到大篇幅的解释基础内容的地方便自行跳过，吼吼

        关于车模的选择（总算到正题了），需要认真的考虑你的用途。常见的车模有两种，一种是两侧的轮子独立驱动的车子（如三轮车和履带车），另一种是像普通汽车一样的前轮转向的车子。前一种的车子基本是用在室内环境中的，它的优点是控制简单、可以精确的转向，当你对车子到达目的地的准确性有明确要求的话尽可考虑这种车模好了，这是做研究和移动机器人这类精密运动最实用的车子了，而且履带车的越野能力也是最一流的。第二种车模相比起来更为常见，它最大的特点就是可以跑得非常快，这一点前一种车子是绝对比不了的，而且这类车子一般都带了减震系统和差分驱动，对于室外坑洼地形来说要比三轮车强很多，还有一点对我们来说绝对具有致命的吸引力，那就是便宜。相比起没有任何驱动设备就叫价到数百元的坦克车来说，玩具市场卖的1~2百元的遥控车就已经具备了完整的驱动、电源和外壳（当然要刨去飞思卡尔比赛的那种近千元的车模），如果资金充裕的话甚至还可以弄一个油动的车来提高续航能力（事实证明这是非常有必要的）。由于我们的项目是很明显的户外环境，我们也就自然而然的选择这种四个轮子的玩具车来改装了。

        虽然四个轮子的玩具车很便宜，但是并不是什么玩具车我们都可以使用单片机来控制的（这个是学纯软件的筒子们的通病……）我强烈建议使用有舵机来控制方向并带有电子调速器（电调）的玩具车。

        说到这点我突然很想啰嗦几句，在做这整个系统的过程中，有两条经验是非常重要的，一条来自软件的分层思想，项目中的不同模块一定要尽最大可能做到松耦合，如果隔了一层的模块间也会互相调用的话你到后期想做点改动可就太难了。比如你在远程端的电脑上试图跨过手机直接控制单片机的PWM占空比的话肯定会被3g和蓝牙的连接状态搞疯掉的。另一条经验来自于自动控制，要尽可能的降低硬件控制的复杂度和干扰，不然你的系统（控制软件）做的再好你也难以实现流畅的控制。

        之所以我提倡使用有舵机和电子调速器的车子是应为只有这类的玩具车才适合改装，便宜一点的车子虽然看起来外观和功能是一样的，但是这些车子在制作过程中为了最大程度的节约成本已经把各个模块都集成化了，你想把遥控器换成单片机简直比登天还难，不仅得亲自研究电路板的走线还得抱着示波器琢磨它的控制信号，最后还得在焊接和电平转换上大费一番周折，走过这样弯路的我们严重表示这是非常不划算的。因此我们在项目中选择了环奇708这样的大脚车，这类车很好的满足了前面的几条要求，但是，有一些东西还是成为了我们的遗憾，就是这个车的电池明显不够用，跑几分钟就废了，另外就是没有测速的装置（比如编码器），如果有测速的模块的话就可以像飞思卡尔比赛的那些车子一样做非常精确的控制，虽然这样会极大的增加成本。这种全能的车子还是留给以后的同道中人来完成吧。

        有一点让我比较欣喜的地方是这个车子原装的电调提供了对舵机的供电而且是可以接受5v的信号的，这就让电路的改装部分如释重负，这点会在下一个章节重点阐述的。

谈完了车模的选择，改装就简单多了，只要把车上的电调和遥控器转移，为即将到来的单片机留足空间就可以了。如图所示，我把电调、遥控器（虽然没用了）和电池挤在了那个容量有限的斗子里。

改装前

改装后

 

        这样，车模的选择和改装就到这里了，接下来将是大篇幅的电路改装部分。