WiFi技術在智能車圖像傳輸中的應用

丁 瑩

（中國人民武裝警察部隊工程大學 陜西 西安 710086）

武警部隊是國家的重要武裝力量。它擔負著執(zhí)勤、處突、搶險救災以及保衛(wèi)人民群眾生命財產(chǎn)安全等重大任務。其中，在執(zhí)行重大搶險救災任務，如抗震救災時，有些搜救地點是人所無法進入的。本文所設計的智能車就派上了用場。智能車具有車身小、行動靈活等特點，可進入受災人員被掩埋的倒塌房屋及其他狹窄的空隙內(nèi)，并將所獲取的圖像通過無線WiFi技術傳送給PC控制臺，使搜救人員掌握所需要的信息，及時制定搶救方案，盡量避免在搶救過程中對受困人員造成傷害，更加迅速妥善的實施救援行動。

1 智能車的總體構(gòu)架

本文中設計的智能車是由主處理器（工控機）、主控制器、攝像頭、無線網(wǎng)卡、舵機、車燈、麥克風傳感器、超聲傳感器陣列、電機驅(qū)動器、電源模塊組成。其結(jié)構(gòu)組成如圖所示。

智能車結(jié)構(gòu)圖

本文中所設計的智能車的主處理器使用AMD E350 APU主板，雙核1.6G CPU+500M GPU，內(nèi)存為2G，硬盤為30G，最多可安裝6個USB接口和2個UART接口。主控制器采用Atmel Atmega128單片機，主頻為16MHz，包括2個UART接口、8路10bit ADC和6個獨立PWM接口。其中攝像頭與無線網(wǎng)卡是通過USB接口與工控機連接，為實現(xiàn)全方位獲取圖像信息，可以通過擴展USB接口在車身前后分別連接前視攝像頭和后視攝像頭。車燈采用LED燈，安裝于車身后方。本文中重點介紹的是智能車中通過無線WiFi技術實現(xiàn)信號傳輸?shù)牟糠郑渌K就不再詳細講述。

2 WiFi技術及其在智能車圖像傳輸中的應用

2.1 WiFi技術簡介

WiFi技術，又稱IEEE802.11b，是一種短程無線傳輸技術。它能夠在幾百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。它可以將個人電腦、手持設備等終端設備以無線方式互相連接起來。WiFi技術是基于802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)接入技術，它通過接入點AP（Access Point）和無線網(wǎng)卡組成無線網(wǎng)絡。AP是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)與無線局域網(wǎng)之間的橋梁，因此任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的PC都可以通過AP來分享有線局域網(wǎng)絡甚至是廣域網(wǎng)絡的資源。

2.2 WiFi的優(yōu)勢

首先，WiFi具有覆蓋面積廣的優(yōu)勢，普通藍牙技術的覆蓋范圍一般只能達到半徑15米左右，而WiFi的覆蓋半徑則能達到100米。其次，WiFi網(wǎng)絡的建設成本較為低廉。只要安裝一定數(shù)量的網(wǎng)絡節(jié)點就可滿足指定區(qū)域信號的覆蓋，這就避免了固定局域網(wǎng)繁瑣的布線工程，正好滿足了智能車中視頻傳輸?shù)男枨蟆Ｗ詈螅琖iFi的傳輸速率快，網(wǎng)絡可靠性高。它的最高帶寬為11Mbps，在信號較弱時帶寬也可調(diào)整至5.5或2.1Mbps，從而保障了網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 WiFi在智能車圖像傳輸中的應用

首先，我們要配置好無線路由器，構(gòu)建嵌入式無線傳輸環(huán)境。無線路由器有兩個IP，分別基于LAN和WAN方式。我們將LAN接口與本地局域網(wǎng)設置為相同網(wǎng)段，而無線網(wǎng)段使用不同于本地IP的子網(wǎng)網(wǎng)段，使用WiFi信道進行通信。將無線網(wǎng)卡通過USB接口連接到開發(fā)板上并驅(qū)動其工作，在掃描到本地無線路由器后與其相連，建立無線局域網(wǎng)。

在完成視頻采集后，就要對視頻內(nèi)容進行無線局域網(wǎng)絡傳輸。無線局域網(wǎng)的標準主要是指IEEE802.11協(xié)議族，本文中我們所使用的WiFi技術采用的是802.11b，2.4GHz頻段，傳輸速率與有限的傳輸速率相近，能夠較好的完成視頻傳輸。視頻采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給無線網(wǎng)卡時，要將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為802.11格式的數(shù)據(jù)包。在發(fā)送端無線網(wǎng)卡傳輸視頻時驅(qū)動程序中要先給上層傳下來的視頻數(shù)據(jù)幀分配緩沖區(qū)空間，繼而填充802.11控制域的結(jié)構(gòu)體，對幀格式進行判斷并確定其長度。將數(shù)據(jù)包按照802.11的幀格式寫入網(wǎng)卡發(fā)送緩存區(qū)，構(gòu)建協(xié)議的標準幀，從而通過無線網(wǎng)卡將封裝后的視頻幀發(fā)送到無線局域網(wǎng)中。

通過WiFi技術，我們可以將攝像頭所拍攝的信息無線發(fā)送給PC臺，使操作人員獲取所需要的視頻信息，控制智能車完成所需的動作，從而達到我們使用智能車來協(xié)助完成武警部隊處置援救事件的目的。

3 結(jié)語

本文主要講述了智能車的應用以及組成構(gòu)造。其中重點講述了智能車中利用WiFi技術傳輸視頻圖像的過程。WiFi無線傳輸是當前無線領域的研究熱點，基于這種技術的研究成果層出不窮。本文中，通過使用WiFi技術，智能車可以有效的將視頻信息傳輸回來。同時，我們也可以通過無線傳輸實現(xiàn)對智能車的更加靈活的控制。

[1]陳文周.技術研究及應用[J].數(shù)據(jù)通信，2008.

[2]王娜.基于WiFi的無線遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J].安防科技，2010.

[3]李揚.WiFi技術原理及應用研究[J].科技信息，2010（6）.

[4]馬資道.基于ARM-Linux的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].長江大學學報，2010，9.