張文豪 寇昌斌 翟松 李修凡 王潤(rùn)琪

摘? 要：為了滿足了景區(qū)不同游客對(duì)定點(diǎn)相機(jī)的使用要求，同時(shí)拍攝的照片可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載到手機(jī)中，提升相機(jī)的拍攝效果和拍照裝置技術(shù)的靈活性、便捷性與實(shí)用性以及游客拍照的趣味性。設(shè)計(jì)一款基于“手機(jī)掃碼—遠(yuǎn)程遙控—定點(diǎn)拍攝—照片即取”拍照模式的遠(yuǎn)程控制的共享相機(jī)，內(nèi)設(shè)Wi-Fi模塊，能夠讓游客通過(guò)手機(jī)端APP來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與傳輸，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)改進(jìn)后具有多種功能。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制;Wi-Fi模塊;APP控制;無(wú)線傳輸

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，人民水平的提升，旅游市場(chǎng)毅然決然地成為了主力軍，旅游人次數(shù)穩(wěn)步增加，絕大多數(shù)游客想拍照留念代表自己來(lái)過(guò)，尤其是眾多背包客在旅游時(shí)自己無(wú)法完成全身全景的拍攝，若果尋求其他游客幫忙拍照，往往也不能完全符合自身對(duì)拍照角度、高度等細(xì)節(jié)的要求，也會(huì)帶來(lái)一些不必要的交際困難。對(duì)此“共享相機(jī)”應(yīng)需而生。游客能夠通過(guò)手機(jī)掃碼來(lái)對(duì)相機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，與景點(diǎn)合影留念。這是一個(gè)定點(diǎn)拍攝的相機(jī)，采取“手機(jī)掃碼—遠(yuǎn)程遙控—定點(diǎn)拍攝—照片即取”的拍照模式，來(lái)滿足不同景區(qū)不同游客對(duì)定點(diǎn)相機(jī)的使用要求。

目前，國(guó)內(nèi)景區(qū)配備的拍攝裝置主要以定點(diǎn)相機(jī)為主，一般是在景區(qū)的固定位置設(shè)置一相機(jī)，游客經(jīng)過(guò)此處時(shí)可以進(jìn)行全身全景的拍照，拍完后可以到下一景點(diǎn)或者下一站找工作人員取出照片，但游客通過(guò)景區(qū)的定點(diǎn)相機(jī)進(jìn)行拍照時(shí)，自己并不能控制相機(jī)，也無(wú)法調(diào)節(jié)適合自己的拍攝角度和高度，往往需要同伴或者其他游客的幫助，而即使有他人的幫助，也往往不能符合自身對(duì)拍照角度、高度等細(xì)節(jié)的要求，造成了現(xiàn)有的定點(diǎn)相機(jī)的大量閑置，使用率低。

1? 總體技術(shù)方案

基于遠(yuǎn)程控制的共享相機(jī)，設(shè)有攝像頭，與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)了成像與傳輸;攝像頭的底部通過(guò)調(diào)節(jié)裝置連接，實(shí)現(xiàn)了攝像頭的左右旋轉(zhuǎn);調(diào)節(jié)裝置下與電動(dòng)伸縮桿相連，電動(dòng)升降撐桿與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)信號(hào)連接，實(shí)現(xiàn)了攝像頭的上下移動(dòng);二者共同控制攝像頭成像方向的調(diào)節(jié)，電動(dòng)伸縮桿底部設(shè)有控制箱，控制箱的外壁上設(shè)有開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)與電源模塊連接，電源模塊為系統(tǒng)提供電量，控制裝置的啟動(dòng)，控制箱內(nèi)設(shè)有遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，單片機(jī)是控制系統(tǒng)的核心裝置，與Wi-Fi模塊和調(diào)節(jié)裝置連接控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，Wi-Fi模塊與手機(jī)端APP互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)端APP遠(yuǎn)程控制此系統(tǒng)，進(jìn)而控制此攝像頭成像，之后可以將拍攝后的照片通過(guò)Wi-Fi模塊下的網(wǎng)絡(luò)傳輸至手機(jī)端，控制箱底部設(shè)有配重塊，配重塊下設(shè)有底座，底座可以用若干個(gè)地腳螺絲鑿入地底，保證相機(jī)使用時(shí)不受外界風(fēng)力影響，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

本基于遠(yuǎn)程控制的共享相機(jī)在使用工作時(shí)，首先打開(kāi)電源模塊開(kāi)關(guān)接通電源，之后使用者通過(guò)手機(jī)掃描APP二維碼下載軟件進(jìn)入手機(jī)控制端，打開(kāi)個(gè)人熱點(diǎn)與控制系統(tǒng)的Wi-Fi模塊進(jìn)行自動(dòng)互聯(lián)，在APP控制頁(yè)面使用者輸入接入熱點(diǎn)的此共享相機(jī)的IP地址后，點(diǎn)擊按鈕即可實(shí)現(xiàn)連接，此時(shí)攝像頭成像到手機(jī)端，成像采用高清攝像頭進(jìn)行成像，最大限度上滿足使用者對(duì)照片質(zhì)量的要求，之后使用者可以通過(guò)按鍵上、下、左、右按鈕遠(yuǎn)程遙控相機(jī)下的調(diào)節(jié)裝置和電動(dòng)伸縮桿進(jìn)行上下左右不同方向的調(diào)節(jié)，直至調(diào)節(jié)到使用者滿意的拍攝位置后，點(diǎn)擊拍照按鈕，此時(shí)拍攝的圖片就可以直接保存到使用者的手機(jī)相冊(cè)內(nèi)，達(dá)到所要實(shí)現(xiàn)的效果。

2? 硬件技術(shù)

2.1? 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

基于Wi-Fi的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)系統(tǒng)在相機(jī)工作時(shí)，使用者可以通過(guò)手機(jī)端查看相機(jī)實(shí)時(shí)畫(huà)面，主要是通過(guò)設(shè)置的攝像頭實(shí)時(shí)采集影像并通過(guò)Wi-Fi模塊將圖像數(shù)據(jù)回傳給手機(jī)端。Wi-Fi模塊也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，負(fù)責(zé)上位機(jī)和下位機(jī)之間數(shù)據(jù)的上報(bào)和下發(fā)，本系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)常用的ESP8266無(wú)線通信模塊，這是一款超低功耗的UART-Wi-Fi透?jìng)髂K，擁有業(yè)內(nèi)極富競(jìng)爭(zhēng)力的封裝尺寸和超低能耗技術(shù)，專為移動(dòng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，可將用戶的物理設(shè)備連接到Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上，可以進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，適用于長(zhǎng)距離的無(wú)線通信，因而實(shí)現(xiàn)APP對(duì)本系統(tǒng)功能的遠(yuǎn)程控制，如上下移動(dòng)、左右旋轉(zhuǎn)、拍照、照片傳輸?shù)裙δ埽h(yuǎn)程控制系統(tǒng)原理如圖2所示。

2.2? 調(diào)節(jié)裝置

調(diào)節(jié)裝置主要選取舵機(jī)進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)和電動(dòng)伸縮桿的上下移動(dòng)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行連接控制。接線：一般舵機(jī)有三根控制線，分別為黃、紅、黑，這三根線分別接樹(shù)莓派GPIO數(shù)據(jù)輸出引腳、5 V電源正極、GND。對(duì)于舵機(jī)的供電，選用了樹(shù)莓派的5 V輸出，調(diào)節(jié)裝置舵機(jī)參數(shù)如表1所示。

舵機(jī)下與電動(dòng)伸縮桿連接，電動(dòng)升降撐桿與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)信號(hào)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)手機(jī)端對(duì)相機(jī)垂直方向高度的調(diào)節(jié)，電動(dòng)伸縮桿遠(yuǎn)程控制原理如圖3所示。

2.3? 加固設(shè)計(jì)

控制箱內(nèi)底部裝有配重塊，配重塊采用鉛塊，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，控制箱下還設(shè)有底座，底座可用若干個(gè)地腳螺絲鑿入地底，如果要將此共享相機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)期定點(diǎn)固定，可以使用底座來(lái)進(jìn)行固定，保證相機(jī)使用時(shí)不受外界風(fēng)力影響，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，保證使用者的需求。整體裝置實(shí)物圖如圖4所示。

3? 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序開(kāi)始電源后單片機(jī)會(huì)啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、Wi-Fi模塊初始化程序、調(diào)節(jié)裝置校正、相機(jī)畫(huà)面實(shí)時(shí)通過(guò)Wi-Fi模塊傳輸至手機(jī)端，根據(jù)手機(jī)端按鈕指令遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)攝像頭的上下移動(dòng)、左右旋轉(zhuǎn)、拍照、照片傳輸?shù)裙δ艿膱?zhí)行。手機(jī)APP控制端如圖5所示，系統(tǒng)工作流程如圖6所示。

手機(jī)APP通過(guò)文本輸入框1提示輸入接入熱點(diǎn)IP地址，點(diǎn)擊按鈕即可進(jìn)行遠(yuǎn)程連接，連接后成像在手機(jī)端，通過(guò)按鈕上、下，可以遠(yuǎn)程控制電動(dòng)伸縮桿的上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)成像鏡頭的上下調(diào)動(dòng);通過(guò)按鈕左、右，可以控制舵機(jī)的左右旋轉(zhuǎn)，其中開(kāi)關(guān)1關(guān)閉時(shí)可實(shí)現(xiàn)左右旋轉(zhuǎn)1°的調(diào)節(jié)，開(kāi)關(guān)1打開(kāi)時(shí)可實(shí)現(xiàn)左右旋轉(zhuǎn)10°的調(diào)節(jié)，左右旋轉(zhuǎn)最大角度為180°，軟件主要程序如下所示：

相機(jī)喂流：

@app.route（‘/video_feed’）

def video_feed（）：

return Response（gen（cam），

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

相機(jī)實(shí)時(shí)畫(huà)面：

@app.route（‘/cur_camera’）

def cur_camera（）：

return render_template（‘./cur_camer.html’）

舵機(jī)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（）

調(diào)節(jié)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(jié)? 論

本基于遠(yuǎn)程控制的共享相機(jī)目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種基于遠(yuǎn)程控制的共享相機(jī)，采用“手機(jī)掃碼—遠(yuǎn)程遙控—定點(diǎn)拍攝—照片即取”的拍照模式，能夠解決現(xiàn)有定點(diǎn)相機(jī)進(jìn)行拍攝裝置不夠靈活、不便捷、不實(shí)用的缺陷，通過(guò)手機(jī)掃描二維碼進(jìn)入手機(jī)APP控制端，能夠根據(jù)使用者的需要通過(guò)手機(jī)對(duì)相機(jī)進(jìn)行左右方向上的水平位置的調(diào)節(jié)，也能進(jìn)行相機(jī)豎直高度位置的調(diào)節(jié)，能夠使相機(jī)處于符合游客自身要求的拍攝位置進(jìn)行拍攝，滿足了不同游客的使用要求，同時(shí)拍攝的照片可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸保存到手機(jī)中，提升了相機(jī)的拍攝效果的同時(shí)提高了裝置技術(shù)的靈活性、便捷性與實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：張文豪（2000.11—），男，漢族，山東青島人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程;寇昌斌（1987.07—），男，漢族，山東淄博人，碩士研究生在讀，研究方向：通信工程;翟松（2002.08—），男，漢族，山東濟(jì)南人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程;李修凡（2002.02—），男，漢族，山東臨沂人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程;王潤(rùn)琪（2002.01—），女，漢族，山東濟(jì)南人，本科在讀，研究方向：網(wǎng)絡(luò)工程。