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本次实验使用树莓派作为开发平台,AlphaBot 作为开发载体,Python 作为开发语言,开发一种基于红外线遥控控制的、可自动避障的嵌入式智能小车系统。
智能系统中的嵌入式应用
- 实验目的
嵌入式系统(Embedded System),是一种嵌入机械或电气系统内部、具有专一功能和实时计算性能的计算机系统。
嵌入式计算机是面向应用、面向产品的、具有特定用途的计算机。它们没有刻意被制造成计算机的形态,往往以产品本身的形式展现在用户面前。
本次实验使用树莓派作为开发平台,AlphaBot 作为开发载体,Python 作为开发语言,开发一种基于红外线遥控控制的、可自动避障的嵌入式智能小车系统。
- 实验介绍
2.1 树莓派介绍
树莓派结构简单、体积小、耗电低,却拥有与普通计算机几乎相同的功能和性能,可以很方便地植入到各种应用系统中。此类单板计算机是典型的嵌入式系统的基础。
2.2 AlphaBot2 介绍
AlphaBot2 智能车开发套件,包含一个基板 AlphaBot2-Base 和一个适配板(AlphaBot2-Ar、AlphaBot2-Pi、AlphaBot2-PiZero 三者之一)。其结构稳定,集成度高,不用复杂的组装以及繁琐的接线,有助于快速学习嵌入式系统开发。
2.3 Python 介绍
Python 有着大量支持嵌入式系统开发的第三方库,例如 RPi.GPIO 等。以 Python 作为开发语言,可以避免直接与底层交互,将主要精力放在高层抽象逻辑上。
- 实验内容
源码见附录处。
3.1 实验方法
本次实验使用 Python 的第三方库 RPi.GPIO 和 rpi_ws281x,实现小车的红外控制、led 控制、蜂鸣器控制、超声波自动避障。
3.2 实验流程
3.2.1 智能小车组装
本次实验用到的智能小车组件:
AlphaBot2-Base(基板)
AlphaBot2-Pi(适配板)
树莓派
蜂鸣器
红外遥控器
超声波探测器
根据 AlphaBot2 智能小车官网教程,组装智能小车。
官网链接见附录,具体路径为:资料 -> AlphaBot2 原理图/组装图 -> AlphaBot2-Pi 组装图。
3.2.2 生产环境配置
本次实验的特殊性在于,生产环境无法直接测试代码,必须将代码移植到树莓派上才可以测试。
生产环境只需代码编辑器即可,以 vscode 和 PyCharm 为佳。