4.1 功能及总体设计

本项目实现自动避障与红外遥控，环境数据的采集、统计、播报与预警的功能。用户通过红外遥控器实现手动控制，利用超声波模块实现自动驾驶；此外，用户既可以选择在手机端接收环境数据的实时播报，也可以选择在计算机端接收环境数据的统计分析结果。当环境指标异常时，可通过邮件与推送收到预警。

要实现上述功能需将作品分成五部分进行设计，即输入部分、处理部分、驱动部分、传输部分和输出部分。输入部分为直流电机驱动与Arduino开发板供电，红外遥控器输入红外信号，温湿度传感器采集温湿度数据；处理部分通过Arduino开发板与NodeMCU程序实现；驱动部分通过直流减速电机驱动实现车轮差速转动；传输部分选用了ESP8266模块、HC-05模块与Arduino开发板实现温湿度数据传输；输出部分选择在OneNET云平台、蓝牙APP助手上输出环境数据。

1．整体框架图

整体框架如图4-1所示。

图4-1　整体框架图

2．系统流程图

系统流程如图4-2所示。

图4-2　系统流程（主程序）

在主程序流程图中，关于手动的实现，采用红外遥控按键的方式进行控制：当按下“0”键时，执行“否”状态，实现自动避障的功能；按方向键（上、下、左、右）时，执行“是”状态，控制直流电机实现小车的运动；当按下“OK”键时，小车停止运动；当不按键或按键无效时，维持上一按键的状态。在环境数据采集分析部分的流程图中，为方便控制，统一采用红外遥控手动控制小车运动的模式。

3．总电路图

系统总电路如图4-3所示，引脚连接如表4-1所示。本项目选用了两块Arduino开发板（Ⅰ、Ⅱ），一块供给主程序（Arduino开发板Ⅰ），另一块供给蓝牙环境采集系统（Arduino开发板Ⅱ）。

图4-3　系统总电路图

表4-1　引脚连接表