WiFi技術(shù)在智能車(chē)圖像傳輸中的應(yīng)用

丁 瑩

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)工程大學(xué) 陜西 西安 710086）

武警部隊(duì)是國(guó)家的重要武裝力量。它擔(dān)負(fù)著執(zhí)勤、處突、搶險(xiǎn)救災(zāi)以及保衛(wèi)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全等重大任務(wù)。其中，在執(zhí)行重大搶險(xiǎn)救災(zāi)任務(wù)，如抗震救災(zāi)時(shí)，有些搜救地點(diǎn)是人所無(wú)法進(jìn)入的。本文所設(shè)計(jì)的智能車(chē)就派上了用場(chǎng)。智能車(chē)具有車(chē)身小、行動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入受災(zāi)人員被掩埋的倒塌房屋及其他狹窄的空隙內(nèi)，并將所獲取的圖像通過(guò)無(wú)線(xiàn)WiFi技術(shù)傳送給PC控制臺(tái)，使搜救人員掌握所需要的信息，及時(shí)制定搶救方案，盡量避免在搶救過(guò)程中對(duì)受困人員造成傷害，更加迅速妥善的實(shí)施救援行動(dòng)。

1 智能車(chē)的總體構(gòu)架

本文中設(shè)計(jì)的智能車(chē)是由主處理器（工控機(jī)）、主控制器、攝像頭、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、舵機(jī)、車(chē)燈、麥克風(fēng)傳感器、超聲傳感器陣列、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電源模塊組成。其結(jié)構(gòu)組成如圖所示。

智能車(chē)結(jié)構(gòu)圖

本文中所設(shè)計(jì)的智能車(chē)的主處理器使用AMD E350 APU主板，雙核1.6G CPU+500M GPU，內(nèi)存為2G，硬盤(pán)為30G，最多可安裝6個(gè)USB接口和2個(gè)UART接口。主控制器采用Atmel Atmega128單片機(jī)，主頻為16MHz，包括2個(gè)UART接口、8路10bit ADC和6個(gè)獨(dú)立PWM接口。其中攝像頭與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡是通過(guò)USB接口與工控機(jī)連接，為實(shí)現(xiàn)全方位獲取圖像信息，可以通過(guò)擴(kuò)展USB接口在車(chē)身前后分別連接前視攝像頭和后視攝像頭。車(chē)燈采用LED燈，安裝于車(chē)身后方。本文中重點(diǎn)介紹的是智能車(chē)中通過(guò)無(wú)線(xiàn)WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)牟糠郑渌K就不再詳細(xì)講述。

2 WiFi技術(shù)及其在智能車(chē)圖像傳輸中的應(yīng)用

2.1 WiFi技術(shù)簡(jiǎn)介

WiFi技術(shù)，又稱(chēng)IEEE802.11b，是一種短程無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)。它能夠在幾百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)。它可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備等終端設(shè)備以無(wú)線(xiàn)方式互相連接起來(lái)。WiFi技術(shù)是基于802.11協(xié)議的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)接入技術(shù)，它通過(guò)接入點(diǎn)AP（Access Point）和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡組成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。AP是傳統(tǒng)的有線(xiàn)局域網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)之間的橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的PC都可以通過(guò)AP來(lái)分享有線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)甚至是廣域網(wǎng)絡(luò)的資源。

2.2 WiFi的優(yōu)勢(shì)

首先，WiFi具有覆蓋面積廣的優(yōu)勢(shì)，普通藍(lán)牙技術(shù)的覆蓋范圍一般只能達(dá)到半徑15米左右，而WiFi的覆蓋半徑則能達(dá)到100米。其次，WiFi網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本較為低廉。只要安裝一定數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就可滿(mǎn)足指定區(qū)域信號(hào)的覆蓋，這就避免了固定局域網(wǎng)繁瑣的布線(xiàn)工程，正好滿(mǎn)足了智能車(chē)中視頻傳輸?shù)男枨?。最后，WiFi的傳輸速率快，網(wǎng)絡(luò)可靠性高。它的最高帶寬為11Mbps，在信號(hào)較弱時(shí)帶寬也可調(diào)整至5.5或2.1Mbps，從而保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 WiFi在智能車(chē)圖像傳輸中的應(yīng)用

首先，我們要配置好無(wú)線(xiàn)路由器，構(gòu)建嵌入式無(wú)線(xiàn)傳輸環(huán)境。無(wú)線(xiàn)路由器有兩個(gè)IP，分別基于LAN和WAN方式。我們將LAN接口與本地局域網(wǎng)設(shè)置為相同網(wǎng)段，而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)段使用不同于本地IP的子網(wǎng)網(wǎng)段，使用WiFi信道進(jìn)行通信。將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡通過(guò)USB接口連接到開(kāi)發(fā)板上并驅(qū)動(dòng)其工作，在掃描到本地?zé)o線(xiàn)路由器后與其相連，建立無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)。

在完成視頻采集后，就要對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)傳輸。無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)主要是指IEEE802.11協(xié)議族，本文中我們所使用的WiFi技術(shù)采用的是802.11b，2.4GHz頻段，傳輸速率與有限的傳輸速率相近，能夠較好的完成視頻傳輸。視頻采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡時(shí)，要將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為802.11格式的數(shù)據(jù)包。在發(fā)送端無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡傳輸視頻時(shí)驅(qū)動(dòng)程序中要先給上層傳下來(lái)的視頻數(shù)據(jù)幀分配緩沖區(qū)空間，繼而填充802.11控制域的結(jié)構(gòu)體，對(duì)幀格式進(jìn)行判斷并確定其長(zhǎng)度。將數(shù)據(jù)包按照802.11的幀格式寫(xiě)入網(wǎng)卡發(fā)送緩存區(qū)，構(gòu)建協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)幀，從而通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡將封裝后的視頻幀發(fā)送到無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中。

通過(guò)WiFi技術(shù)，我們可以將攝像頭所拍攝的信息無(wú)線(xiàn)發(fā)送給PC臺(tái)，使操作人員獲取所需要的視頻信息，控制智能車(chē)完成所需的動(dòng)作，從而達(dá)到我們使用智能車(chē)來(lái)協(xié)助完成武警部隊(duì)處置援救事件的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要講述了智能車(chē)的應(yīng)用以及組成構(gòu)造。其中重點(diǎn)講述了智能車(chē)中利用WiFi技術(shù)傳輸視頻圖像的過(guò)程。WiFi無(wú)線(xiàn)傳輸是當(dāng)前無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，基于這種技術(shù)的研究成果層出不窮。本文中，通過(guò)使用WiFi技術(shù)，智能車(chē)可以有效的將視頻信息傳輸回來(lái)。同時(shí)，我們也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)智能車(chē)的更加靈活的控制。

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