登高车臂架精确感知技术的软件设计与实现,   中山三乡出租登高车, 中山三乡租赁登高车, 中山三乡登高车    姿态感知系统的总体设计,  本文将CSS精确定位技术应用于工程机械姿态感知，将姿态信息输入核心控制器cortex-M4。登高车臂架姿态感知系统的软件设计主要包括中心节点的软件设计、参考节点的软件设计、待测节点的软件设计。其中中心节点的软件设计又包括通信协议、定位算法、臂架节点坐标显示、臂架整体姿态显示等的软件设计。主程序设计是整个软件系统的骨架，主要包括了系统初始化、串口通信程序设计、数据处理程序设计、液晶显示屏触屏中断处理、LCD显示程序设计等部分。系统初始化开始串口通信，接受距离信息登高车臂架姿态感知定位算法LCD显示坐标及图形结束, 系统初始化主要包括三个部分：第一部分是系统时钟初始化；第二部分是中断使能初始化；第三部分是液晶显示屏初始化；第四部分是UART初始化。（1）系统时钟初始化TM4C123G有4个时钟源，程序开始运行时对时钟进行配置：；其中，SYSCTL_SYSDIV_4实现系统时钟的4分频。SYSCTL_USE_PLL|SYSCTL_OSC_MAIN实现使用锁相环做为系统的主时钟。SYSCTL_XTAL_16MHZ使用外部16MHz晶振输入。由芯片手册可知当PLL使用4分频时，系统的时钟频率就被定为50MHz，运行速度可以满足本设计的需要。（2）中断使能IntMasterEnable();//使能处理器中断及UART0中断（3）液晶显示屏初始化;

      登高车臂架姿态感知系统的节点有三种：中心节点、参考节点、待测节点。现分别对其软件实现进行分析与设计。(1)中心节点的软件设计中心节点的核心处理模块采用TI公司的基于ARMCortex™-M4F内核的TI-TM4C123芯片，工作频率为80MHz。中心节点可以理解为增强型的参考节点，中心节点以无线的方式接收待测节点收集的测距信息并进行处理，获取待测节点的精确位置，并根据参考节点之间的距离信息及位置关系建立一个空间坐标系，然后根据节点之间的距离信息通过登高车臂架精确感知定位算法计算出相对坐标，从而实现对登高车臂架姿态的实时监控。中心节点，在无线传感器网络中亦可称为簇头。其工作流程有如下几个步骤：

       1)初始化簇头数组、坐标形式。 

       2)通过UART口给STM8发送广播的命令，广播内容为空，目的是告知所有节点自身的存在。

      3)接收数据既接收待测节点的广播，又接收本簇的定位数据接收数据,同时接收其它中心节点（簇头）广播。若收到的是其他簇头的广播，则存储该中心节点的MAC地址，置簇存在标志位；若收到的是待测节点广播，则存储该待测节点的MAC地址，置待测节点存在标志位；若收到的是定位数据，则存储对方的MAC地址、其内部定位数据，将收到的数据存储在簇数组；并回应一个ACK消息给待测节点表示已收到距离数据。

      4)内部定位使用数据包的形式向各待测节点发送各参考节点的地址及自身的MAC地址，并等待待测节点回传测距数据；外部定位使用数据包的形式向各待测节点发送待定位簇头MAC地址(存储于簇数组内)，并等待待测节点传回数据。当收到的距离值都正常时，通过登高车臂架姿态感知定位算法计算目标坐标。

     5)当在通信范围内有其他簇头时，响应其它簇的测距请求。

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      (2)待测节点的软件设计待测节点和参考节点的硬件模块相同，在软件上实现功能分区。待测节点工作流程：

       1)系统初始化：包括初始化UART口、系统时钟等；

       2)发送广播。广播的内容为空，目的是统计在通信范围内参考节点的数目以及待测节点的数目。

      3)接收数据。若接收的广播，并储存该中心节点的MAC地址；若接收的是参考节点的响应数据，则储存该参考节点的MAC地址，并计算接收到的参考节点数目K；若接收的是其他待测节点的响应数据，则储存其他待测节点的MAC地址。

       4)发送测距请求。在步骤3)中，若,则向储存了MAC地址的参考节点发送测距请求，待测节点和参考节点间进行测距；若，则同时向储存了MAC地址的参考节点和其他未知节点同时发送测距信息，待测节点和参考节点、待测节点和待测节点间进行测距。

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