基于WiFi技術的智能手機雙控視頻小車

張開翼+張星月+王申浩+陳景霞

【摘要】本設計將以安卓手機或PC機作為控制終端，通過WIFI傳輸指令來控制的小車的運行。由于終端之一是安卓手機，因此攜帶極其方便?；赪IFI的控制系統(tǒng)不僅可以控制小車，稍做改動就可用來控制電腦、家用電器甚至探測、排爆機器人等，同時也可用于地質(zhì)檢測設備的手持終端。因此，該設計的成果將不僅僅局限于一個WIFI視頻智能小車，更具有價值的是手機或PC遠程控制系統(tǒng)。

【關鍵詞】安卓手機 PC機 WIFI PC遠程控制 智能小車

如今，各種智能化設備正在逐步替代人為的操作。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，關于智能汽車的研究也就越來越受人關注。對于智能汽車的研究，國內(nèi)外都有很大的成就，谷歌的無人駕駛汽車，已經(jīng)能夠在高速公路上安全行駛數(shù)千公里，在高速行駛下都能有這么好的操控能力，無非是智能汽車領域的一座里程碑。WIFI技術在信心的傳遞方面應用非常廣泛，但在控制領域卻是很少應用，而結合安卓手機和PC機的WIFI控制技術則更是鮮有見到。

隨著科學技術的迅速發(fā)展，在移動機器人成功實現(xiàn)的基礎上，機器人的研究實現(xiàn)逐漸發(fā)展到各個領域并且開始推向?qū)嵱没?。我們主要解決工業(yè)上人們不方便一些信息的采集和控制以及軍事上的排爆系統(tǒng)，現(xiàn)在我們國內(nèi)谷歌的智能硬件車都是未來的發(fā)展趨勢，通過視頻采集和傳感器系統(tǒng)的結合。本設計在對國內(nèi)外視頻監(jiān)控智能小車的研究情況和發(fā)展狀況進行深入了解的基礎上，將嵌入式技術、網(wǎng)絡傳輸技術以及視頻監(jiān)控技術相結合，提出了一種成本低、實用性強、便于攜帶控制端的視頻監(jiān)控智能小車實現(xiàn)方案。

本文研究的內(nèi)容主要有以下幾個方面：

（1）WIFI網(wǎng)絡通信控制技術，基于stm開發(fā)模塊，該模塊弄夠主動發(fā)現(xiàn)并連接AP，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時能保證數(shù)據(jù)的完整性。

（2）移動端APP開發(fā)技術，作為移動終端，安卓系統(tǒng)的開發(fā)對視頻系統(tǒng)的信號采集。

（3）攝像頭技術，可將攝像頭直接采集的模擬信號轉換為數(shù)字信號并且可以通過接口直接傳到計算機。

（4）舵機控制技術，內(nèi)部有一個基準電路作為比較器另外加PWM信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生轉動信號。

（5）利用LM2596構成可調(diào)電源模塊技術，開關頻率為150KHZ與低頻開關調(diào)節(jié)器相比較能夠更有效濾波。

（6）電機控制驅(qū)動技術，利用內(nèi)涵2個H橋的高電壓電流L298N芯片驅(qū)動電機可以計算其的步數(shù)。

一、擬采取的研究設計

該系統(tǒng)的控制命令和視頻信息傳輸?shù)腤IFI網(wǎng)絡環(huán)境通過小型路由器來實現(xiàn)。該方案是在小車端安裝一個小型路由器，使小車周圍一定范圍具有WIFI覆蓋，然后將安卓手機或PC機連接到路由器IP地址，對其發(fā)送指令和接受視頻數(shù)據(jù)，路由器通過串口與控制系統(tǒng)進行交互通信。以安卓手機或PC機作為控制終端，通過WIFI傳輸指令來控制的小車的運行，同時接受智能小車上搭載的攝像頭通過WIFI網(wǎng)絡傳遞過來的實時視頻畫面。硬件整體設計如圖1：

二、硬件設計介紹

該智能小車攝像頭由WIFI模塊驅(qū)動，WIFI模塊將攝像頭的數(shù)據(jù)傳給上位機或安卓手機。小車的運動由板載STM32 MCU控制系統(tǒng)控制，控制系統(tǒng)與WIFI模塊通信，通過WIFI模塊接收來時上位機或安卓手機的命令，根據(jù)命令控制小車的運動。整個系統(tǒng)接7到12V的電源，電源經(jīng)過轉換后給其他模塊供電。電機驅(qū)動電路課控制4路直流電機或一個4相步進電機。

軟件系統(tǒng)主要是STM32處理程序、控制終端AP軟件及網(wǎng)絡接口程序。STM32微處理程序的編程主要涉及視頻數(shù)據(jù)的采集和處理、WIFI控制命令和數(shù)據(jù)接受發(fā)送的處理、兩組電機的控制。控制終端軟件部分主要涉及WIFI網(wǎng)絡及Android和PC控制APP的編程等。小車驅(qū)動模塊如圖2、圖3。

三、軟件介紹

該設計的獨特創(chuàng)新之處在于將智能小車技術、電機控制技術、WIFI網(wǎng)絡傳輸和控制應用技術、安卓手機、PC機網(wǎng)絡控制、攝像頭技術等技術結合在一起，可以就地取材的通過安卓手機和PC機來實現(xiàn)控制視頻智能小車，而不是遙控手柄，從而使用更加方便。 該設計開發(fā)的Android和PC軟件和基于WIFI的控制系統(tǒng)不僅可以控制小車，稍做改動就可用來控制電腦、家用電器甚至探測、排爆機器人等，同時也可用于地質(zhì)檢測設備的手持終端。因此，該設計的成果有極其廣闊的應用場景。通過對本小車研究，我們也可以初步構建智能汽車的模型與理論基礎。

該設計的獨特創(chuàng)新之處在于將智能小車技術、電機控制技術、WIFI網(wǎng)絡傳輸和控制應用技術、安卓手機、PC機網(wǎng)絡控制、攝像頭技術等技術結合在一起，可以就地取材的通過安卓手機和PC機來實現(xiàn)控制視頻智能小車，而不是遙控手柄，從而使用更加方便。 該設計開發(fā)的Android和PC軟件和基于WIFI的控制系統(tǒng)不僅可以控制小車，稍做改動就可用來控制電腦、家用電器甚至探測、排爆機器人等，同時也可用于地質(zhì)檢測設備的手持終端。因此，該設計的成果有極其廣闊的應用場景。 通過對本小車研究，我們也可以初步構建智能汽車的模型與理論基礎。

四、總結

本次設計的成果是基于WIFI的智能小車，完成了小車的組裝，程序的設計，以及實現(xiàn)了手機等終端與小車之間的無線通信。在設計的過程中，學習了關于WIFI指令的相關知識，還有的是WIFI模塊和單片機之間的串口通信方式以及過程。學會了從一個簡單的想法到具體實物的制作流程以及方法，從制作小車的過程中遇到了很多的困難，遇到了許多從來沒有見過的知識。最終，還是通過在網(wǎng)上查找資料，完成了小車最后的測試作業(yè)，實現(xiàn)了本次設計的要求。整體硬件成型圖片如圖4

參考文獻：

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