基于远程控制的共享相机

张文豪 寇昌斌 翟松 李修凡 王润琪

摘  要：为了满足了景区不同游客对定点相机的使用要求，同时拍摄的照片可以直接通过网络下载到手机中，提升相机的拍摄效果和拍照装置技术的灵活性、便捷性与实用性以及游客拍照的趣味性。设计一款基于“手机扫码—远程遥控—定点拍摄—照片即取”拍照模式的远程控制的共享相机，内设Wi-Fi模块，能够让游客通过手机端APP来实现远程控制与传输，现有技术经过合理设计改进后具有多种功能。

关键词：远程控制;Wi-Fi模块;APP控制;无线传输

中图分类号：TP311         文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）04-0189-04

Shared Camera Based on Remote Control

ZHANG Wenhao， KOU Changbin， ZHAI Song， LI Xiufan， WANG Runqi

（Shandong Huayu University of Technology， Dezhou  253034， China）

Abstract： In order to meet the using requirements of different tourists in the scenic spot for the fixed-point cameras， the photos taken at the same time can be directly downloaded to the mobile phone through the network， so as to improve the shooting effect of the camera， the flexibility， convenience and practicability of the camera device technology and the interest of tourists taking photos. This paper designs a remote control and shared camera based on the “mobile phone code scanning - remote control - fixed-point shooting - photo taking” photography mode， with Wi-Fi module， which can enable tourists to realize remote control and transmission through mobile phone APP. After reasonable design and improvement， the existing technology has a variety of functions.

Keywords： remote control; Wi-Fi module; APP control; wireless transmission

0  引  言

随着国内经济的持续增长，人民水平的提升，旅游市场毅然决然地成为了主力军，旅游人次数稳步增加，绝大多数游客想拍照留念代表自己来过，尤其是众多背包客在旅游时自己无法完成全身全景的拍摄，若果寻求其他游客帮忙拍照，往往也不能完全符合自身对拍照角度、高度等细节的要求，也会带来一些不必要的交际困难。对此“共享相机”应需而生。游客能够通过手机扫码来对相机进行远程操控，与景点合影留念。这是一个定點拍摄的相机，采取“手机扫码—远程遥控—定点拍摄—照片即取”的拍照模式，来满足不同景区不同游客对定点相机的使用要求。

目前，国内景区配备的拍摄装置主要以定点相机为主，一般是在景区的固定位置设置一相机，游客经过此处时可以进行全身全景的拍照，拍完后可以到下一景点或者下一站找工作人员取出照片，但游客通过景区的定点相机进行拍照时，自己并不能控制相机，也无法调节适合自己的拍摄角度和高度，往往需要同伴或者其他游客的帮助，而即使有他人的帮助，也往往不能符合自身对拍照角度、高度等细节的要求，造成了现有的定点相机的大量闲置，使用率低。

1  总体技术方案

基于远程控制的共享相机，设有摄像头，与远程控制系统连接，实现了成像与传输;摄像头的底部通过调节装置连接，实现了摄像头的左右旋转;调节装置下与电动伸缩杆相连，电动升降撑杆与远程控制系统信号连接，实现了摄像头的上下移动;二者共同控制摄像头成像方向的调节，电动伸缩杆底部设有控制箱，控制箱的外壁上设有开关，开关与电源模块连接，电源模块为系统提供电量，控制装置的启动，控制箱内设有远程控制系统，单片机是控制系统的核心装置，与Wi-Fi模块和调节装置连接控制系统的运转，Wi-Fi模块与手机端APP互联互通，实现通过手机端APP远程控制此系统，进而控制此摄像头成像，之后可以将拍摄后的照片通过Wi-Fi模块下的网络传输至手机端，控制箱底部设有配重块，配重块下设有底座，底座可以用若干个地脚螺丝凿入地底，保证相机使用时不受外界风力影响，增强其稳定性，远程控制系统总体设计如图1所示。

本基于远程控制的共享相机在使用工作时，首先打开电源模块开关接通电源，之后使用者通过手机扫描APP二维码下载软件进入手机控制端，打开个人热点与控制系统的Wi-Fi模块进行自动互联，在APP控制页面使用者输入接入热点的此共享相机的IP地址后，点击按钮即可实现连接，此时摄像头成像到手机端，成像采用高清摄像头进行成像，最大限度上满足使用者对照片质量的要求，之后使用者可以通过按键上、下、左、右按钮远程遥控相机下的调节装置和电动伸缩杆进行上下左右不同方向的调节，直至调节到使用者满意的拍摄位置后，点击拍照按钮，此时拍摄的图片就可以直接保存到使用者的手机相册内，达到所要实现的效果。

2  硬件技术

2.1  远程控制系统

基于Wi-Fi的远程数据传输技术系统在相机工作时，使用者可以通过手机端查看相机实时画面，主要是通过设置的摄像头实时采集影像并通过Wi-Fi模块将图像数据回传给手机端。Wi-Fi模块也是物联网技术的重要组成部分，负责上位机和下位机之间数据的上报和下发，本系统采用业内常用的ESP8266无线通信模块，这是一款超低功耗的UART-Wi-Fi透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，可以进行互联网或局域网通信，实现联网功能，适用于长距离的无线通信，因而实现APP对本系统功能的远程控制，如上下移动、左右旋转、拍照、照片传输等功能，远程控制系统原理如图2所示。

2.2  调节装置

调节装置主要选取舵机进行左右旋转和电动伸缩杆的上下移动，通过远程控制系统进行连接控制。接线：一般舵机有三根控制线，分别为黄、红、黑，这三根线分别接树莓派GPIO数据输出引脚、5 V电源正极、GND。对于舵机的供电，选用了树莓派的5 V输出，调节装置舵机参数如表1所示。

舵机下与电动伸缩杆连接，电动升降撑杆与远程控制系统信号连接，能够实现通过手机端对相机垂直方向高度的调节，电动伸缩杆远程控制原理如图3所示。

2.3  加固设计

控制箱内底部装有配重块，配重块采用铅块，增强其稳定性，控制箱下还设有底座，底座可用若干个地脚螺丝凿入地底，如果要将此共享相机进行长期定点固定，可以使用底座来进行固定，保证相机使用时不受外界风力影响，增强其稳定性，保证使用者的需求。整体装置实物图如图4所示。

3  软件设计

系统程序开始电源后单片机会启动远程控制系统、Wi-Fi模块初始化程序、调节装置校正、相机画面实时通过Wi-Fi模块传输至手机端，根据手机端按钮指令远程控制，实现摄像头的上下移动、左右旋转、拍照、照片传输等功能的执行。手机APP控制端如图5所示，系统工作流程如图6所示。

手机APP通过文本输入框1提示输入接入热点IP地址，点击按钮即可进行远程连接，连接后成像在手机端，通过按钮上、下，可以远程控制电动伸缩杆的上下移动，实现成像镜头的上下调动;通过按钮左、右，可以控制舵机的左右旋转，其中开关1关闭时可实现左右旋转1°的调节，开关1打开时可实现左右旋转10°的调节，左右旋转最大角度为180°，软件主要程序如下所示：

相机喂流：

@app.route（‘/video_feed’）

def video_feed（）：

return Response（gen（cam），

mimetype=‘multipart/x-mixed-replace; boundary=frame’）

相机实时画面：

@app.route（‘/cur_camera’）

def cur_camera（）：

return render_template（‘./cur_camer.html’）

舵机校正：

import RPi.GPIO as GPIO

import time

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

GPIO.setwarnings（False）

GPIO.setup（pin，GPIO.OUT）

p = GPIO.PWM（pin，50）

p.start（0）

p.ChangeDutyCycle（3）

time.sleep（1）

p.stop（）

GPIO.cleanup（）

调节控制控制：

import RPi.GPIO as GPIO

import time

def setServoAngle（angle）：

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

GPIO.setwarnings（False）

GPIO.setup（32， GPIO.OUT）

tilt = GPIO.PWM（32， 50）

tilt.start（0）

DutyCycle = angle/18 + 2

tilt.ChangeDutyCycle（DutyCycle）

time.sleep（1）

tilt.stop（）

c = input（“If you want to continue， type ‘c’ please. Type ‘e’ to end.”）

while c == ‘c’：

angle = input（‘Please type an angle：’）

angle = int（angle）

setServoAngle（angle）

c = input（“‘c’ or ‘e’？”）

GPIO.cleanup（）

exit（）

4  結  论

本基于远程控制的共享相机目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于远程控制的共享相机，采用“手机扫码—远程遥控—定点拍摄—照片即取”的拍照模式，能够解决现有定点相机进行拍摄装置不够灵活、不便捷、不实用的缺陷，通过手机扫描二维码进入手机APP控制端，能够根据使用者的需要通过手机对相机进行左右方向上的水平位置的调节，也能进行相机竖直高度位置的调节，能够使相机处于符合游客自身要求的拍摄位置进行拍摄，满足了不同游客的使用要求，同时拍摄的照片可以直接通过网络传输保存到手机中，提升了相机的拍摄效果的同时提高了装置技术的灵活性、便捷性与实用性。

参考文献：

[1] 王乐.全国大学生电子设计竞赛昨落幕 [N].文汇报.2009-12-06.

[2] 杨振江，蔡德芳.新型集成电路使用指南与典型应用 [M].西安：西安电子科技大学出版社，1998.

[3] 高天学，曹伟.基于物联网的新型农药化肥自动喷洒系统设计 [J].现代信息科技，2021，5（9）：154-157.

[4] 许丽 基于Socket的空调远程控制系统设计 [J].现代信息科技，2021，5（20）：24-26+29.

[5] 薛荣辉 智能控制理论及应用综述 [J].现代信息科技. 2019，3（22）：176-178.

作者简介：张文豪（2000.11—），男，汉族，山东青岛人，本科在读，研究方向：网络工程;寇昌斌（1987.07—），男，汉族，山东淄博人，硕士研究生在读，研究方向：通信工程;翟松（2002.08—），男，汉族，山东济南人，本科在读，研究方向：网络工程;李修凡（2002.02—），男，汉族，山东临沂人，本科在读，研究方向：网络工程;王润琪（2002.01—），女，汉族，山东济南人，本科在读，研究方向：网络工程。