基于WiFi技术的智能手机双控视频小车

张开翼+张星月+王申浩+陈景霞

【摘要】本设计将以安卓手机或PC机作为控制终端，通过WIFI传输指令来控制的小车的运行。由于终端之一是安卓手机，因此携带极其方便。基于WIFI的控制系统不仅可以控制小车，稍做改动就可用来控制电脑、家用电器甚至探测、排爆机器人等，同时也可用于地质检测设备的手持终端。因此，该设计的成果将不仅仅局限于一个WIFI视频智能小车，更具有价值的是手机或PC远程控制系统。

【关键词】安卓手机 PC机 WIFI PC远程控制 智能小车

如今，各种智能化设备正在逐步替代人为的操作。随着汽车工业的迅速发展，关于智能汽车的研究也就越来越受人关注。对于智能汽车的研究，国内外都有很大的成就，谷歌的无人驾驶汽车，已经能够在高速公路上安全行驶数千公里，在高速行驶下都能有这么好的操控能力，无非是智能汽车领域的一座里程碑。WIFI技术在信心的传递方面应用非常广泛，但在控制领域却是很少应用，而结合安卓手机和PC机的WIFI控制技术则更是鲜有见到。

随着科学技术的迅速发展，在移动机器人成功实现的基础上，机器人的研究实现逐渐发展到各个领域并且开始推向实用化。我们主要解决工业上人们不方便一些信息的采集和控制以及军事上的排爆系统，现在我们国内谷歌的智能硬件车都是未来的发展趋势，通过视频采集和传感器系统的结合。本设计在对国内外视频监控智能小车的研究情况和发展状况进行深入了解的基础上，将嵌入式技术、网络传输技术以及视频监控技术相结合，提出了一种成本低、实用性强、便于携带控制端的视频监控智能小车实现方案。

本文研究的内容主要有以下几个方面：

（1）WIFI网络通信控制技术，基于stm开发模块，该模块弄够主动发现并连接AP，发送和接收数据时能保证数据的完整性。

（2）移动端APP开发技术，作为移动终端，安卓系统的开发对视频系统的信号采集。

（3）摄像头技术，可将摄像头直接采集的模拟信号转换为数字信号并且可以通过接口直接传到计算机。

（4）舵机控制技术，内部有一个基准电路作为比较器另外加PWM信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而产生转动信号。

（5）利用LM2596构成可调电源模块技术，开关频率为150KHZ与低频开关调节器相比较能够更有效滤波。

（6）电机控制驱动技术，利用内涵2个H桥的高电压电流L298N芯片驱动电机可以计算其的步数。

一、拟采取的研究设计

该系统的控制命令和视频信息传输的WIFI网络环境通过小型路由器来实现。该方案是在小车端安装一个小型路由器，使小车周围一定范围具有WIFI覆盖，然后将安卓手机或PC机连接到路由器IP地址，对其发送指令和接受视频数据，路由器通过串口与控制系统进行交互通信。以安卓手机或PC机作为控制终端，通过WIFI传输指令来控制的小车的运行，同时接受智能小车上搭载的摄像头通过WIFI网络传递过来的实时视频画面。硬件整体设计如图1：

二、硬件设计介绍

该智能小车摄像头由WIFI模块驱动，WIFI模块将摄像头的数据传给上位机或安卓手机。小车的运动由板载STM32 MCU控制系统控制，控制系统与WIFI模块通信，通过WIFI模块接收来时上位机或安卓手机的命令，根据命令控制小车的运动。整个系统接7到12V的电源，电源经过转换后给其他模块供电。电机驱动电路课控制4路直流电机或一个4相步进电机。

软件系统主要是STM32处理程序、控制终端AP软件及网络接口程序。STM32微处理程序的编程主要涉及视频数据的采集和处理、WIFI控制命令和数据接受发送的处理、两组电机的控制。控制终端软件部分主要涉及WIFI网络及Android和PC控制APP的编程等。小车驱动模块如图2、图3。

三、软件介绍

该设计的独特创新之处在于将智能小车技术、电机控制技术、WIFI網络传输和控制应用技术、安卓手机、PC机网络控制、摄像头技术等技术结合在一起，可以就地取材的通过安卓手机和PC机来实现控制视频智能小车，而不是遥控手柄，从而使用更加方便。 该设计开发的Android和PC软件和基于WIFI的控制系统不仅可以控制小车，稍做改动就可用来控制电脑、家用电器甚至探测、排爆机器人等，同时也可用于地质检测设备的手持终端。因此，该设计的成果有极其广阔的应用场景。通过对本小车研究，我们也可以初步构建智能汽车的模型与理论基础。

该设计的独特创新之处在于将智能小车技术、电机控制技术、WIFI网络传输和控制应用技术、安卓手机、PC机网络控制、摄像头技术等技术结合在一起，可以就地取材的通过安卓手机和PC机来实现控制视频智能小车，而不是遥控手柄，从而使用更加方便。 该设计开发的Android和PC软件和基于WIFI的控制系统不仅可以控制小车，稍做改动就可用来控制电脑、家用电器甚至探测、排爆机器人等，同时也可用于地质检测设备的手持终端。因此，该设计的成果有极其广阔的应用场景。 通过对本小车研究，我们也可以初步构建智能汽车的模型与理论基础。

四、总结

本次设计的成果是基于WIFI的智能小车，完成了小车的组装，程序的设计，以及实现了手机等终端与小车之间的无线通信。在设计的过程中，学习了关于WIFI指令的相关知识，还有的是WIFI模块和单片机之间的串口通信方式以及过程。学会了从一个简单的想法到具体实物的制作流程以及方法，从制作小车的过程中遇到了很多的困难，遇到了许多从来没有见过的知识。最终，还是通过在网上查找资料，完成了小车最后的测试作业，实现了本次设计的要求。整体硬件成型图片如图4

参考文献：

[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.

[2]高海生，杨文焕.单片机应用技术大全[M].成都：西南交通大学出版社，1996.

[3]韦东山.嵌入式 Linux 应用开发完全手册.北京：人民邮电出版社，2008.

[4]Kenneth.A.Reek 著，徐波 译 .C 和指针.北京：人民邮电出版社， 2008.