基于局域网的可视化远程操控系统的研究

张琦 陈姚节 张昭宗 何世华

摘要：本文主要介绍利用安卓智能手机的硬件资源来实现可视化的远程操控系统。即利用智能手机的摄像头拍摄视频，再利用手机的联网模块连接局域网，运行在pc机上的服务器应用程序将视频信息实时显示到屏幕上，使用者根据回传的视频画面做出决策，再通过按键发送相应指令来控制远程设备的运行。

关键词：安卓开发；单片机；java服务器应用程序

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0261-02

随着无线互联网技术的快速发展，wifi、3G、4G等联网方式快速普及，移动互联网设备可以更方便的获得带宽较好的通信方式，当今的智能手机流媒体技术发展得日趋成熟。基于智能手机强大的流媒体功能，本系统利用安卓智能手机的摄像头来采集实时画面，通过局域网来反馈到pc机上，使用者通过视频获取的信息来决策并发送操作指令来控制远程设备。在实验中使用的是用51单片机作为控制单元的小车，这样就可以实现远程控制小车运行，并且是可视的操控车辆，一定程度上还原了实际操控车辆的环境。

一、单片机控制系统

实验用的小车的主控单元是C51单片机，单片机接收蓝牙数传模块的指令信息，通过一个算法来得到一个控制信息，并且将此控制信息交给驱动电路来执行。其中驱动电路的核心部分是芯片L298，L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，与L293D的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。如图1是驱动电路图。

二、蓝牙通讯模块

HC—06是一个蓝牙数传模块，通过AT指令可以修改它的波特率，名称，待机模式等参数。手机蓝牙模块和该蓝牙模块配对，连接后，即可通过应用软件收发数据。

三、客户端

由于安卓智能手机的系统比较稳定，并且普及率比较高，所以采用了安卓智能手机来作为客户端的硬件平台。安卓智能手机硬件资源丰富，所以在客户端方面，只需开发相应的客户端应用软件即可。我所开发的安卓应用软件运行环境最低为android2.2系统，考虑到蓝牙模块有十米左右的控制距离，所以我增加了一个本地操控功能，即利用手机来直接无线操控模拟车辆。如图2是它的功能模块图。

该应用软件是在Eclipse开发平台下完成的，在登录界面需要输入账号密码，并且将此字段与SQLite数据库的记录做比较，具有创建用户，更新用户，删除用户等功能。如下图3、图4是部分操作界面。

四、服务器端

考虑到跨平台的特性，我选择了用java语言来编写服务器端程序，选择的开发平台是Myeclipse，服务器端应用程序时刻维护者一个关联指令通道的Socket，单独用来和客户端收发命令，对于图像数据则是单独的开启线程来显示图像，我在此应用程序上面添加了一个状态栏，用于显示程序内部运行的信息，从而告知用户该程序运行的是否正确，收发指令是否得到响应等。添加的滑动条用来调试远程模拟车辆的行驶速度，程序上面所有的按钮都做了相应的键盘映射，方便用户操控远程设备。如图5是服务器端应用程序的功能结构图，图6是软件界面。

经过研究，该系统已经能够比较流畅地回传实时画面，并且能够很好地控制远程模拟车辆的运行状态。此系统的应用范围比较广泛，例如应用到无人车辆驾驶。由于此系统的决策权仍然是由人来完成，所以可以规避应用计算机智能算法驾驶车辆带来的安全隐患，同时由于真正的驾驶员是在室内完成驾驶操作的，所以即使发生事故，驾驶员的人生安全就得到很好的保护。此系统特别适用于需要驾驶车辆到危险地段工作的情形，将远程可视化操控应用到无人驾驶是一个很好的选择，例如地形勘探，复杂环境下的救援工作等，都可以使用依托这种技术的车辆或者设备来完成工作，从而避免了人直接面临危险复杂的工作环境，保障了人的生命安全，还提高了工作效率。

参考文献：

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[4]杨丰盛.Android应用开发揭秘[M].北京：机械工业出版社，2010.