基于Andriod系統的遙控攝像小車的制作方法
【專利摘要】目前，隨著通信和智能手機的發展，越來越多的應用在智能手機和日常生活中廣泛應用，本發明涉及一種基于Andriod系統的遙控攝像小車，利用手機的Andriod系統可以遙控小車進行前進、后退、轉向、攝像、數據采集、信息回傳等動作。發明的遙控攝像小車的核心控制部分主要由Andriod手機端控制程序、Wi-Fi模塊與USART、指令處理與電機驅動、攝像頭與SPI通信等幾大部分，在人類無法到達與探測的地方，都可以依靠遙控攝像小車來勘測。
【專利說明】基于Andr iod系統的遙控攝像小車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于Andriod系統的遙控攝像小車，尤其是指一種利用手機的Andriod系統可以遙控小車進行前進、后退、轉向、攝像等動作，屬于自動控制-人機交互領域。
【背景技術】
[0002]目前，隨著發展的通信和智能手機，越來越多的應用在智能手機和日常生活中廣泛應用。現在發展和應用的谷歌手機，蘋果的操作系統10S，微軟Winphone和塞班系統又深刻影響著人們的生活。Android是一個Linux移動設備如智能手機和平板電腦上的操作系統。Android有一個大型社區應用程序的開發者(“軟件”)，擴展功能的裝置。開發人員編寫主要在定制的模板中。應用程序可以從第三方網站或通過網上商店下載。電影中小鬼使用的攝像遙控車SpyVideo Car。其把采用無線連接的攝像頭安置在了可以進行遙控操作的玩具汽車里。遙控小車不單會應用于電影，而且對人類的大部分活動產生影響。在人類無法到達的與探測的地方，都可以依靠遙控攝像小車來勘測。比如考古學，深入狹小的洞穴或者充滿病毒的金字塔；或者海底打撈沉船，探索兇猛的海底未知生物；更或者監控某些圖謀不軌的不法分子……這些都是遙控攝像小車可以發揮其作用的地方。
[0003]更重要的是，越 來越多的自然災害造成的移動定位設備需要救援和救濟。我們希望利用遠程控制攝像頭可以代替手工搜索提高救援的效率。
【發明內容】
[0004]本發明提出了一種基于Andriod系統的遙控攝像小車，具體介紹了以下幾個方面內容:
[0005]1、Andriod遙控攝像小車的器材與步驟；
[0006]2、Andriod手機端控制程序；
[0007]3、W1-Fi 模塊與 USART ；
[0008]4、指令處理與電機驅動；
[0009]5、攝像頭與SPI通信。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1手機端控制流程圖
[0011 ] 圖2Andriod手機端控制程序界面
[0012]圖3Wi_Fi模塊接口定義圖
【具體實施方式】
[0013]一、發明設計制作的器材與設備
[0014]1.1Android遙控攝像小車器材與步驟的介紹[0015]從小車底盤著手，先將攝像模塊固定在車輛的底盤。然后，無線模塊應該加入到汽車和相機之間，所有的命令和數據將通過它。最后，單片機作為大腦控制所有系統和控制汽車以及相機拍照。
[0016]1.1.1Rover5 底盤
[0017]底盤擁有2個7.2V直流減速電機并帶著2條橡膠履帶，由于電機封裝在底盤內，所以電機的型號我們沒有考證。
[0018]1.1.2Wi_Fi 模塊
[0019]我們選用的是漢楓科技的HF-AllX W1-Fi模塊。HF-A11X嵌入式WIFI模組產品特點支持802.llb/g/n無線標準支持TCP/IP/UDP網絡協議棧支持UART/GP10/以太網數據通訊接口支持無線工作在STA/AP模式支持路由/橋接模式網絡構架可選內置板載或者外置天線支持透明/協議數據傳輸模式。
[0020]1.1.3Atmel Sam3N4
[0021]開發板帶有48mhz微核心，256字節閃存，24存儲器，16字節只讀存儲器以及4通道16位脈寬調制，并且擁有32位實時定時器，2USART，3個SPI。
[0022]1.1.4STL298
[0023]STL298的工作電源電壓高達46V，總直流電流高達4A，低飽和電壓，過熱保護，并且邏輯“O”輸入電壓可達1.5V。L298N芯片可以驅動兩個二相電機，也可以驅動一個四相電機，輸出電壓最高可達50V，可以直接通過電源來調節輸出電壓；可以直接用單片機的IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。
[0024]1.1.5 鋰電池
[0025]鋰電池的容量IOOOmAh,它能輸出的電壓為7.4V，并且其放電倍率為25C。
[0026]二、Android手機端控制程序
[0027]2.1手機端控制流程圖
[0028]如圖1。
[0029]2.2手機重力感應處理機制
[0030]I)手機平放時X軸返回O
[0031]2)前端翹起時返回負值
[0032]3)后端翹起時返回正值
[0033]2.3Android手機端控制程序界面
[0034]如圖2。
[0035]三、W1-Fi模塊與 USART
[0036]3.1ff1-Fi模塊的功能介紹
[0037]W1-Fi模塊式用來建立小車跟手機之間聯系的。W1-Fi是一種常見的只能手機部件。功能范圍約比藍牙遠100米左右。帶寬可以大約1.5兆(802.11η)。首先我們將使無線模塊在單片機的控制下工作。我們將用他在車跟電話之間建立一個連接。具體的協議將在下面指出。然后發出的指令將被發送到單片機，單片機控制的汽車運動。同時無線模塊也發送視頻到手機。
[0038]3.2ff1-Fi模塊接口定義
[0039]如圖3。[0040]四、指令處理及電機驅動
[0041]4.1指令處理步驟
[0042]首先進入循環,第一步進行pbuffer的溢出中斷,若是Yes驗證指令開頭兩個字節是否為8049。若是8049，則進行CRC校驗。若不是8049則等待20ms初始化USART，重新進入循環體系。CRC校驗如果返回No，同樣重新進入循環，若成功則將指令的奇數次賦予左輪，偶數次值賦給右輪，最后進行調整PWM的輸出。結束后進行下一個循環。
[0043]4.2常量定義
[0044]/**Pio pins to configure.*/
[0045]static uint8_t dutyO = 200 ；
[0046]static uint8_t dutyI = 200 ；
[0047]/**Pins to configure for the application.*/
[0048]const Pin pins [] = {
[0049]PIN_PWM_SPEED0,
[0050]PIN_PWM_SPEED1,
[0051]PIN_USART0_RXD,
[0052]PIN_USART0_TXD,
[0053]PIN_DIRA1,
[0054]PIN_DIRA2,
[0055]PIN_DIRB1,
[0056]PIN_DIRB2,
[0057]PIN_LED,
[0058]PIN_WIFI_LINK,
[0059]PIN_WIFI_RDY,
[0060]PIN_WIFI_RST
[0061]//PIN_WIFI_RLD,
[0062]}；
[0063]volatile bool dataln = false ；
[0064]volatile bool changeO = true ；
[0065]/**Receive buffer.*/
[0066]uint8_tpBuffer[BUFFER_SIZE]；
[0067]/**Current bytes i
[0068]n buffer*/
[0069]uint32t sizeBuffer = BUFFER_SIZE ；
[0070]/**Current read buffer.*/
[0071]uint8_trBuffer = 0 ；
[0072]/**Current write buffer.*/
[0073]uint8_twBuffer = 0 ；
[0074]uint32_t time_stamp = 0 ；
[0075]volatile bool Run = 0 ；[0076]volatile bool updown ；
[0077]uint32_tdelay ；
[0078]volatile bool rstwifi = false ；
[0079]4.3與W1-Fi模塊通信的USART 口的接受中斷，當接受緩存溢出時產生中斷無線通信模塊的串行通信端口接受中斷，當接收緩沖區溢出產生中斷指示另一傳輸速度的4倍0F8049開始，如果沒有，需要從它的左、右開始初始化，而不是一開始可以初始化。
[0080]4.3.1Pbuffer 緩存中斷
[0081 ] 警報數據指令已經開始，或部分下指令啟動來了。
[0082]4.3.2等20毫秒的初始化urast
[0083]指示另一傳輸速度的4倍0F8049開始，如果沒有，需要從它的左、右始初始化，而不是從一開始可以初始化。
[0084]4.3.3CRC16 檢查
[0085]頭部左車輪速度指令、右前輪速度指令的CRC16循環冗余校驗碼(循環冗余校驗)，是數據通信領域中最常用的錯誤檢查代碼，其特征是在信息領域和校驗和字段長度可任意選擇。
[0086]4.3.4調整左，右輪接受脈寬調制
[0087]脈沖寬度調制(脈寬調制)，是英文“脈沖寬度調制”的縮寫，簡稱脈寬調制，是利用微處理器的數字輸出的模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用于測量，對應的功率控制和變化，在許多地區。隨著電子技術的發展，出現了多種技術，包括:相位電壓控制脈寬調制，脈沖寬度調制方式，調制方法，隨機脈寬調制，電壓控制脈寬調制，而在鎳氫電池智能充電器使用脈沖寬度調制方法，這是每一個脈沖寬度相等的脈沖列為脈寬調制波形，通過改變脈沖的周期可以調頻，改變脈沖寬度或周期可以調整壓力，采用適當的控制方法可使電壓和頻率協調變化。通過調整脈寬調制周期的占空比，達到控制充電電流。
[0088]采樣控制理論有一個重要的結論:脈沖相同和不同形狀的窄脈沖添加到慣性環節，其效果基本上是same, pwm控制技術的理論基礎的結論的半導體開關器件,和開關控制，使輸出端得到一系列的平等幅度和脈沖寬度不相等，用脈沖代替正弦波或其他波形。按照一定的規則對每個脈沖寬度調制，可以改變輸出電壓，也可改變輸出頻率。基本原則，控制已經存在，但由電力電子器件發展水平的制約，在上個世紀80年代前一直未能實現。直到進入上世紀80年代，隨著全控型電力電子器件的出現和迅速發展的技術，脈寬調制控制得到真正的應用。隨著電力電子技術，微電子技術和自動控制技術的發展以及各種新的理論和方法，如現代控制理論，非線性系統的控制理論的應用，脈寬調制控制技術獲得了前所未有的發展。
[0089]脈沖寬度調制(脈寬調制)是一個模擬信號電平的數字編碼方法。通過使用高分辨率計數器，方波的占空比調制是用于某個特定級別的模擬信號編碼。脈寬調制信號，因為在任何給定的時刻，滿幅值的直流供電或完全(上)，或沒有(下)。電壓或電流源是通過(上)或關閉(關閉)的重復脈沖序列被添加到負載仿真。時間是直流供電被加到負載時間，休息是斷電。如果有足夠的帶寬，任何模擬值可以用編碼調制。
[0090]大多數的負載(無論是感性負載或電容性負載)需要一個調制頻率高，調制頻率為200kHz。許多微控制器內部包含脈寬調制控制器。[0091]五、攝像頭及SPI通信
[0092]5.1攝像頭參數
[0093]型號:0V2640
[0094]顏色模式:YUV或RGB
[0095]像素:200萬
[0096]支持1600x1200到40x30大小的各種尺寸
[0097]最大幀率15fps SXGA
[0098]5.2攝像頭原理
[0099]通過光學系統將影像聚焦在成像元件(XD/CM0S上，通過A/D轉換器將每個像素上光電信號轉變成數碼信號，再經DSP處理成數碼圖像，存儲到存儲介質當中。
[0100]光線從鏡頭進入相機,CCD進行濾色、感光(光電轉化)，按照一定的排列方式將拍攝物體“分解”成了一個一個的像素點，這些像素點以模擬圖像信號的形式轉移到“模數轉換器”上，轉換成數字信號，傳送到圖像處理器上，處理成真正的圖像，之后壓縮存儲到存儲介質中。
[0101]5.3攝像頭數據處理
[0102]設置成Mono模式
[0103]
【權利要求】
1.一種基于Andriod系統的遙控攝像小車由小車底座、Andriod手機控制端、W1-Fi無線通信、攝像頭采集數據、智能控制等五部分組成。
2.根據權利要求1所述的基于Andriod系統的遙控攝像小車，其特征在于手機無線控制小車的動作。
3.根據權利要求1所述的基于Andriod系統的遙控攝像小車，其特征在于小車采集到的圖像數據可通過W1-Fi模塊傳回到手機。
4.根據權利要求1所述的基于Andriod系統的遙控攝像小車，其特征在于利用手機上的控制界面來控制小車的前進、后退、轉向、攝像、數據回傳等動作。
【文檔編號】G05B19/042GK103941730SQ201310023383
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月18日 優先權日:2013年1月18日
【發明者】杜月林 申請人:杜月林