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。基于WIFI的控制系統不僅可以控制小車，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。

【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。隨著汽車工業的迅速發展，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，國內外都有很大的成就，谷歌的無人駕駛汽車，已經能夠在高速公路上安全行駛數千公里，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展，在移動機器人成功實現的基礎上，機器人的研究實現逐漸發展到各個領域并且開始推向實用化。我們主要解決工業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，現在我們國內谷歌的智能硬件車都是未來的發展趨勢，通過視頻采集和傳感器系統的結合。本設計在對國內外視頻監控智能小車的研究情況和發展狀況進行深入了解的基礎上，將嵌入式技術、網絡傳輸技術以及視頻監控技術相結合，提出了一種成本低、實用性強、便于攜帶控制端的視頻監控智能小車實現方案。

本文研究的內容主要有以下幾個方面：

（1）WIFI網絡通信控制技術，基于stm開發模塊，該模塊弄夠主動發現并連接AP，發送和接收數據時能保證數據的完整性。

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

（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，從而產生轉動信號。

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

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

一、擬采取的研究設計

該系統的控制命令和視頻信息傳輸的WIFI網絡環境通過小型路由器來實現。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，對其發送指令和接受視頻數據，路由器通過串口與控制系統進行交互通信。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模塊驅動，WIFI模塊將攝像頭的數據傳給上位機或安卓手機。小車的運動由板載STM32 MCU控制系統控制，控制系統與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，根據命令控制小車的運動。整個系統接7到12V的電源，電源經過轉換后給其他模塊供電。電機驅動電路課控制4路直流電機或一個4相步進電機。

軟件系統主要是STM32處理程序、控制終端AP軟件及網絡接口程序。STM32微處理程序的編程主要涉及視頻數據的采集和處理、WIFI控制命令和數據接受發送的處理、兩組電機的控制。控制終端軟件部分主要涉及WIFI網絡及Android和PC控制APP的編程等。小車驅動模塊如圖2、圖3。

三、軟件介紹

該設計的獨特創新之處在于將智能小車技術、電機控制技術、WIFI網絡傳輸和控制應用技術、安卓手機、PC機網絡控制、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。 該設計開發的Android和PC軟件和基于WIFI的控制系統不僅可以控制小車，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。

該設計的獨特創新之處在于將智能小車技術、電機控制技術、WIFI網絡傳輸和控制應用技術、安卓手機、PC機網絡控制、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。 該設計開發的Android和PC軟件和基于WIFI的控制系統不僅可以控制小車，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，還是通過在網上查找資料，完成了小車最后的測試作業，實現了本次設計的要求。整體硬件成型圖片如圖4

參考文獻：

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