基于C51单片机的蓝牙远程智能扫雷
机器人设计
唐骁可贺师跨越
（空军工程大学电气工程及其自动化专业陕西西安710000）
目录
特说明2
总体设计2
AD转换原理4
超声波测距系统5
温度采集系统6
无线蓝牙数传模块HC-068
MG995舵机9
Wifi视频传输模块10
系统适用范围13
特说明：唯物主义认为，技术决定战术。社会科技、生产和武器装备的发展，是影响作
实时调试战方法变革、战争形态变化的最富活力的因素。那么，现代高技术的发展和应用，使电子 战成为决定战争胜负的关键，在现代高技术条件下，如不掌握电子战的优势，就可能丧失
战场主动权，很难赢得胜利。我们开发的基于C51单片机的蓝牙远程智能扫雷机器人正是
为了现代化战争中减少人员伤亡，应用于高危场所，以蓝牙为数据传输载体，实现实时控制，视频传输和爆炸物监测，温度采集，测距等功能的智能系统而制作的。
降香黄檀树
总体设计：此智能扫雷机器人主要通过51单片机进行控制，通过HC-06蓝牙模块与上位机进行通信，由于处理的数据较多所以采用三块单片机最为从机，通信模式采用串口多机通信模式，上位机控制程序采用Visual basic6.0编写，上位机与蓝牙配对后，会新增一个无线串口，在VB中可采用MSComm控件打开无线串口，实现与从机的无线通行，上位机控制程
序主要负责通过无线蓝牙串口发送控制指令，并处理从机返回的数据，从机主要负责从上位机接收指令并完成相应的操作，从机控制电机的驱动以达到控制机器人位置的改变，控制DS18B20温度模块采集温度，控制超声波测距模块采集摄像头前方到障碍物的距离，控制舵
机的角度改变云台摄像头的视角，控制接
近式开关监测机器人下方是否有爆炸物，
之后再返回由从机处理完的数据给上位机。
由于视频信息数据量太大所以采用专用的
wifi视频传输模块进行视频信息的传输以
达到实时监控的目的。
总体设计：
设计模块图如图1示：
根据图1，本设计需要器件清单见表1。
图1
元件数量元件数量元件数量
C52单片机3蓝牙模块1PC端1
1
体内卫生巾
舵机2AD转换器1Wifi视频模
块
1接近式开关1摄像头1
电机驱动模
块
电机2超声波传感器1履带式底盘1
基于单片机的金属探测技术
探测金属的理论依据
金属探测器是采用线圈的电磁感应原理来探测金属的。根据电磁感应原理，
当有金属物靠近通电线圈平面附近时，将发生如下现象和效应：
1.线圈介质条件的变化：
当金属物接近通电线圈时，将使通电线圈周围的磁场发生变化： 1
，对于半径为R的单匝圆形电感中，通过交变电流I=Imcos t时，线圈周围空间产生交变磁场，根据毕奥一萨伐尔定律可计算出线圈中心轴线上一点的磁感应强度B
2.涡流效应：
根据电磁理论，我们知道，当金属物体被置于变化的磁场中时，金属导体内就会产生自行闭合的感应电流，这就是金属的涡流效应。涡流要产生附加的磁场，与外磁场方向相反，削弱外磁场的变化。据此，将一交流正弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上，流过线圈的电流在周围产生交变磁场，当将金属靠近线圈时，金属产生的涡流磁场的去磁作用会削弱线圈磁场的变化。金属的电导越大，交变电流的频率越大，则涡电流强度越大，对原磁场的抑制作用越强。通过以上分析可知，当有金属物靠近通电线圈平面附近时，无论是介质磁导率的变化，还是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B的变化。对于非铁磁性的金属〔包括抗磁体如：金、银、铜、锌等)和顺磁体(如锰、铬、钦等)]大，可认为是既
艾草精油提取设备导电又导磁物质，主要产生磁效应，同时又有涡流效应。
本设计正是基于这样的理论，来寻一种方法来体现这种变化。
原理简介：
物体LC振荡器开关级放大输出级
Object LC oscillator switching stage magnified output stage
电感式接近开由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。
振荡器产生一个交变磁场。当金属物体接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属物体内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开磁信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式这检测目的。物体离传感器越近，线圈内的阻尼就越大，阻尼越大，传感器振荡器的电流越小。
AD转换模块
所谓A/D转换器就是模拟/数字转换器（ADC），是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端可以是传感器或转换器的输出，而ADC的数字信号也可能提供给微处理器，以便广泛地应用。2，ADC0804的规格及引脚图8位COMS依次逼近型的A/D转换器.三态锁定输出存取时间:135US分辨率：8位转换时间：100US总误差：正负1LSB工作温度：ADC0804LCN---0~70度
/CS芯片选择信号。/RD外部读取转换结果的控制输出信号。/RD为HI时，DB0~DB7处理高阻抗：/RD为LO时，数字数据才会输出。/WR：用来启动转换的控制输入，相当于ADC 的转换开始（/CS=0时），当/WR由HI变为LO时，转换器被清除：当/WR回到HI时，转换正式开始。CLK IN，CLK R：时钟输入或接振荡无件（R，C）频率约限制在100KHZ~1460KHZ，如果使用RC电路则其振荡频率为1/（1.1RC）/INTR：中断请求信号输出，低地平动作. VIN(+)VIN(-)：差动模拟电压输入.输入单端正电压时,VIN(-)接地：而差动输入时，直接加入VIN(+)VIN(-).AGND,DGND：模拟信号以及数字信号的接地.VREF：辅助参考电压. DB0~DB7:8位的数字输出.VCC：电源供应以及作为电路的参考电压.
功能说明1,ADC0804将输入模拟值转换成数字值输出到P0，使相对应的LED亮.如输入3V,ADC0804的输出应为96H=10010110，此数字信号送入8051的P1，再由P1存入8051的累加器，然后累加器再到P0，使相应的LED亮.2，先将ADC0804的参考电压VREF调整为
2.56V.(在腾龙套件中主要演示原理，未作此精确调整电压，用2个1K电阻分压，约2.5V) 3调整ADC0804的VIN可变电阻器.由0V调到5V根据其关系观察P1的LED变化情形.卡片式u盘
超声波测距系统
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单
、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。
超声波测距原理
图1
防护耳罩压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，
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