基于WiFi視頻監(jiān)控系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)機器人的研究

張 昭，張 清，李志彭

（沈陽工學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

當(dāng)前市場上成熟的機器人操控系統(tǒng)一般是采用有線或者是單一控制模塊的無線遙控系統(tǒng)，本設(shè)計準備通過移動互聯(lián)網(wǎng)來解決上位機控制機器人監(jiān)控的問題，并最終實現(xiàn)利用互聯(lián)網(wǎng)控制的機器人解決工作和生活中的具體問題。

1 上位機和下位機系統(tǒng)設(shè)計

本項目設(shè)計了一個上位機和下位機系統(tǒng)，上位機和下位機用WiFi或移動互聯(lián)網(wǎng)通信模塊進行雙工通信，下位機（機器人）使用 STM32單片機、攝像頭模塊、WiFi模塊以及一些傳感器模塊等，上位機用高級語言編寫控制界面顯示監(jiān)控信息以及下位機（車體）控制功能鍵，并通過這些功能鍵實現(xiàn)下位機的運動控制，通過移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)攝像頭功監(jiān)視和機器人的運動控制。

上位機（或手機）通過WiFi發(fā)送命令信號，單片機接受到信號后執(zhí)行命令程序，進而控制機器人行駛。上位機和下位機指令工作流程如圖1所示。

圖1 上位機和下位機指令工作流程

機器人小車不但可以通過上位機進行運動控制，還可以通過給小車安裝傳感器來實現(xiàn)循跡、避障等智能控制。

真正控制下位機（機器人）運動的是STM32單片機。單片機連接電機驅(qū)動模塊（L298N模塊）四個引腳。為起到電路布局的整體化和便捷性，只采用一個電機模塊。

采用移動互聯(lián)網(wǎng)能夠克服原來視頻直接傳輸遇到障礙和信號的覆蓋問題，使機器人能在一些有移動互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的復(fù)雜地形中進行工作，從而增加一種機器人運動控制方式和手段以及使用的范圍。

2 解決的關(guān)鍵問題

（1）設(shè)計控制機器人的上位機，并自行制定一套通信協(xié)議。

（2）解決各種智能終端對上位機的兼容性以及對物聯(lián)網(wǎng)機器人WiFi模塊的兼容性。

（3）利用智能終端上位機通過移動互聯(lián)網(wǎng)作為控制機器人的手段，在某種技術(shù)層面來言，解決了利用遙控器等兼容性不高的設(shè)備進行控制距離和范圍有限的短板。

（4）解決了移動互聯(lián)網(wǎng)模塊與單片機的接口問題，以實現(xiàn)單片機通過移動互聯(lián)網(wǎng)接收上位機發(fā)送的控制信號，在實時視頻監(jiān)控的幫助下，用上位機鍵盤按鍵對機器人進行實時操控。

（5）解決機器人全方位的多路視頻監(jiān)控問題，采用多個網(wǎng)絡(luò)攝像頭和上位機多窗口功能。

采用移動互聯(lián)網(wǎng)能克服基站視頻的直接傳輸遇到障礙和信號的覆蓋問題，使機器人能在一切有移動互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的復(fù)雜地形中進行工作，從而增加一種機器人運動控制方式和手段以及應(yīng)用的范圍。

3 結(jié)語

上位機智能終端通過連接WiFi來控制以STM32單片機為核心的智能物聯(lián)網(wǎng)機器人，可以通過機器人前端多個攝像頭所采集到的視頻信息傳輸?shù)街悄芙K端計算機查看，解決了在無線移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下利用上位機（或手機）控制機器人運動的問題。這個系統(tǒng)不僅能夠為通信工程專業(yè)的專業(yè)實訓(xùn)提供一真實的實訓(xùn)項目，而且也能為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)智能家居應(yīng)用提供一種解決方案。