基于手機遙控的視頻監(jiān)控車的設(shè)計與實現(xiàn)

豐 海，孫惠軍

（1.廈門大學 電子科學系，福建 廈門 361005；2.廈門城市職業(yè)學院工程技術(shù)學部 嵌入式Linux應(yīng)用中心，福建 廈門 361008）

基于手機遙控的視頻監(jiān)控車的設(shè)計與實現(xiàn)

豐 海1,2，孫惠軍1

（1.廈門大學 電子科學系，福建 廈門 361005；2.廈門城市職業(yè)學院工程技術(shù)學部 嵌入式Linux應(yīng)用中心，福建 廈門 361008）

本文基于s3c2440處理器和嵌入式Linux系統(tǒng)，設(shè)計出了可以通過W iFi智能手機控制的無線視頻監(jiān)控車.該方案不僅可以從手機的瀏覽器上實時看到小車前方的路況視頻，還可以通過網(wǎng)頁上的方向鍵遙控車的運動.該項目完全基于網(wǎng)絡(luò)，運行穩(wěn)定，直接用手機控制，無須復(fù)雜的遙控終端.

手機遙控；嵌入式Linux系統(tǒng)；視頻監(jiān)控

基于智能手機遙控的電子設(shè)備成為當前發(fā)展的熱點[1-3]，本文基于TQ2440開發(fā)板制作出了可以通過手機遙控的無線視頻監(jiān)控車.通過WiFi將小車攝像頭前方的路況視頻流實時傳送給手機，驅(qū)動芯片L298N控制馬達的運動，PWM信號控制馬達的轉(zhuǎn)速，網(wǎng)頁上的4個方向鍵控制視頻遙控車的運動.

1 L298N馬達驅(qū)動芯片的使用

L298N典型馬達驅(qū)動電路如圖1所示，Vs電機電源接9V電池，電流反饋端1和15腳可以直接接地，內(nèi)部工作電源Vss接4節(jié)5號電池組.

圖1 L298N馬達驅(qū)動電路原理圖

L298N可以分別控制2個直流電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車和停止，兩組電機的控制信號分別是EN A、IN1、IN2和 EN B、IN3、IN4，當使能端 EN A接低電平時，B電機停止；EN A接PWM信號時，如果IN1、IN2分別為高電平、低電平時，B電機正轉(zhuǎn);IN1、IN2分別為低電平、高電平時，B電機反轉(zhuǎn);均接高電平時B電機剎停；均接低電平時B電機停止；A電機的控制也是一樣.

2 馬達驅(qū)動程序的編寫

根據(jù)TQ2440的接口圖與L298N芯片文檔[4，5]，將 2440處理器的 GPB5、GPB6、GPB7、GPB8四個GPIO接口分別接入L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4輸入端,以cmd作為遙控車的狀態(tài)參數(shù)，0、1、2、3、4分別代表車的停止、前進、后退、向左轉(zhuǎn)，向右轉(zhuǎn)的5種狀態(tài).前進與后退是通過兩個馬達的均正轉(zhuǎn)和均反轉(zhuǎn)實現(xiàn)的；向左轉(zhuǎn)是讓左邊的馬達A剎停，而讓右邊的馬達B正轉(zhuǎn)實現(xiàn)的；向右轉(zhuǎn)是讓左邊的馬達A正轉(zhuǎn)，而讓右邊的馬達B剎停.電機驅(qū)動模塊tq2440_car_ioctl的主要源代碼如下：

此外，還要在驅(qū)動程序的初始化模塊dev_init（void）中加入GPB5、GPB6、GPB7、GPB8這 4個GPIO接口的初始化命令，并設(shè)置初始值為0.

3 PWM電機調(diào)速驅(qū)動程序設(shè)計

我們通過脈寬調(diào)制PWM的方式控制馬達的轉(zhuǎn)速，關(guān)閉J4B開關(guān)阻止蜂鳴器后，將TOUT0信號輸出給A PWM和B PWM[6].PWM定時器的使用步驟包括設(shè)置預(yù)分頻值和分頻值、設(shè)置比較寄存器和計數(shù)寄存器、啟動定時器，清除手動更新位[6,7].電機驅(qū)動模塊pwm_ioctl的主要源代碼如下：

//設(shè)置S3C2410_TCON寄存器第4位的1表示使能死區(qū)；第3位的1為自動裝載，第2位的0表示不翻轉(zhuǎn)；//第1位的1為手動更新TCNTB0和TCMPB0，第0位的1表示啟動計數(shù)器0

writel（readl（S3C2410_TCON）&（～2）,S3C2410_TCON）;

定時器啟動后，TCON寄存器的第1位必須設(shè)置為0，讓計數(shù)器按照已經(jīng)給定的數(shù)自動更新.

4 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置及控制界面設(shè)計

TQ2440開發(fā)板的內(nèi)核直接支持TL-WN321G+無線網(wǎng)卡，使用boa網(wǎng)站服務(wù)器來建立手機與遙控車之間的連接，用motion傳送視頻流，詳細的安裝及配置可以參考相關(guān)文獻[8-10].蘋果iphone手機的橫向分辨率為960×640，控制界面中分別將前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止五個按鈕定位在 800px、70px;800px、270px；700px、170px；900px、170px；800px、170px；視頻流窗口大小為640px*480px，控制界面的主要源代碼如下：

iphone手機控制界面如圖2所示：

圖2 iphone手機控制界面

5 馬達控制程序的實現(xiàn)

由于boa對CGI的支持存在缺陷，我們就通過一個命名管道來將控制參數(shù)傳遞給馬達控制程序.網(wǎng)頁上五個方向按鈕分別對應(yīng)執(zhí)行up.cgi、lef.cgi、right.cgi back.cgi、stop.cgi腳本程序，這些腳本通過echo命令將不同的運動方式參數(shù)cmd和馬達轉(zhuǎn)速參數(shù)pwm寫進car-control管道文件供馬達控制程序car-player讀取，然后調(diào)用驅(qū)動模塊ioctl（led_fd,cmd）控制車的運動狀態(tài)，而pwm_ioctl（pwm_fd,pwm）驅(qū)動模塊是控制馬達的轉(zhuǎn)速.馬達控制程序的主要源代碼如下;

}}}

最后將編譯好的驅(qū)動和程序下載到開發(fā)板上，裝上電池，打開iphone手機的wifi網(wǎng)絡(luò)，在safari瀏覽器,輸入192.168.1.6/car-control.html，即可通過手機控制小車了，小車的整體實物圖如圖3所示:

圖3 無線視頻監(jiān)控車實物圖

6 結(jié)論

本文設(shè)計并制作出了可以用智能手機遙控的視頻監(jiān)控車，通過WiFi網(wǎng)絡(luò)來控制視頻監(jiān)控車的運動，在手機上能看到小車前方的路況視頻.運行結(jié)果表明該方案運行可靠方便，直接用手機控制.該作品還有需要改進的地方，如4節(jié)5號電池只能使用15分鐘左右，倒車時看不到后面的路況，小車的外觀還可以做得更加美觀一些.

〔1〕賈振堂.基于手機的可視化遠程家電控制研究[J].電視技術(shù),2010,（10）:107-109.

〔2〕方華超.基于GSM手機的無線遙控系統(tǒng) [J].電腦與電信,2010,（09）:45-47.

〔3〕Rifat Shahriyar,Enamul Hoque,S.M.Sohan,et al.Remote Controlling of Home Appliances using Mobile Telephony[J].International Journal of Smart Home,2008,2（3）:37-53.

〔4〕天嵌計算機科技有限公司.TQ 2440開發(fā)板使用手冊[M].廣州;20100611：83.

〔5〕STM icroelectronics.L298N datasheet[EB/OL].[2011,11,3].http://www.st.com/internet/analog/product/63147.jsp.

〔6〕天嵌計算機科技有限公司.基于天嵌科技的SKY2440/TQ 2440的Linux系統(tǒng)移植手冊[M].廣州;20100605：156-161.

〔7〕samsung.S3C2410 datasheet [EB/OL].[2011,11,3].http://http://www.samsung.com/.

〔8〕豐海.具有入侵檢測功能的嵌入式遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護,2010,（24）:104-107.

〔9〕Larry Doolittle，Jon Nelson.Boa O fficial Website[EB/OL].[2010,09,20].http://www.boa.org/.

〔10〕Jeroen Vreeken，M otion O fficial W ebsite[EB/OL].[2011,09,20].http://www.lavrsen.dk/fosw iki/bin/view/Motion/W ebHome.

TP273

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1673-260X（2011）12-0036-03