基于手機(jī)遙控的視頻監(jiān)控車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

豐 海，孫惠軍

（1.廈門大學(xué) 電子科學(xué)系，福建 廈門 361005；2.廈門城市職業(yè)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)部 嵌入式Linux應(yīng)用中心，福建 廈門 361008）

基于手機(jī)遙控的視頻監(jiān)控車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

豐 海1,2，孫惠軍1

（1.廈門大學(xué) 電子科學(xué)系，福建 廈門 361005；2.廈門城市職業(yè)學(xué)院工程技術(shù)學(xué)部 嵌入式Linux應(yīng)用中心，福建 廈門 361008）

本文基于s3c2440處理器和嵌入式Linux系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出了可以通過W iFi智能手機(jī)控制的無線視頻監(jiān)控車.該方案不僅可以從手機(jī)的瀏覽器上實(shí)時看到小車前方的路況視頻，還可以通過網(wǎng)頁上的方向鍵遙控車的運(yùn)動.該項(xiàng)目完全基于網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行穩(wěn)定，直接用手機(jī)控制，無須復(fù)雜的遙控終端.

手機(jī)遙控；嵌入式Linux系統(tǒng)；視頻監(jiān)控

基于智能手機(jī)遙控的電子設(shè)備成為當(dāng)前發(fā)展的熱點(diǎn)[1-3]，本文基于TQ2440開發(fā)板制作出了可以通過手機(jī)遙控的無線視頻監(jiān)控車.通過WiFi將小車攝像頭前方的路況視頻流實(shí)時傳送給手機(jī)，驅(qū)動芯片L298N控制馬達(dá)的運(yùn)動，PWM信號控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，網(wǎng)頁上的4個方向鍵控制視頻遙控車的運(yùn)動.

1 L298N馬達(dá)驅(qū)動芯片的使用

L298N典型馬達(dá)驅(qū)動電路如圖1所示，Vs電機(jī)電源接9V電池，電流反饋端1和15腳可以直接接地，內(nèi)部工作電源Vss接4節(jié)5號電池組.

圖1 L298N馬達(dá)驅(qū)動電路原理圖

L298N可以分別控制2個直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車和停止，兩組電機(jī)的控制信號分別是EN A、IN1、IN2和 EN B、IN3、IN4，當(dāng)使能端 EN A接低電平時，B電機(jī)停止；EN A接PWM信號時，如果IN1、IN2分別為高電平、低電平時，B電機(jī)正轉(zhuǎn);IN1、IN2分別為低電平、高電平時，B電機(jī)反轉(zhuǎn);均接高電平時B電機(jī)剎停；均接低電平時B電機(jī)停止；A電機(jī)的控制也是一樣.

2 馬達(dá)驅(qū)動程序的編寫

根據(jù)TQ2440的接口圖與L298N芯片文檔[4，5]，將 2440處理器的 GPB5、GPB6、GPB7、GPB8四個GPIO接口分別接入L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4輸入端,以cmd作為遙控車的狀態(tài)參數(shù)，0、1、2、3、4分別代表車的停止、前進(jìn)、后退、向左轉(zhuǎn)，向右轉(zhuǎn)的5種狀態(tài).前進(jìn)與后退是通過兩個馬達(dá)的均正轉(zhuǎn)和均反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的；向左轉(zhuǎn)是讓左邊的馬達(dá)A剎停，而讓右邊的馬達(dá)B正轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的；向右轉(zhuǎn)是讓左邊的馬達(dá)A正轉(zhuǎn)，而讓右邊的馬達(dá)B剎停.電機(jī)驅(qū)動模塊tq2440_car_ioctl的主要源代碼如下：

此外，還要在驅(qū)動程序的初始化模塊dev_init（void）中加入GPB5、GPB6、GPB7、GPB8這 4個GPIO接口的初始化命令，并設(shè)置初始值為0.

3 PWM電機(jī)調(diào)速驅(qū)動程序設(shè)計(jì)

我們通過脈寬調(diào)制PWM的方式控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，關(guān)閉J4B開關(guān)阻止蜂鳴器后，將TOUT0信號輸出給A PWM和B PWM[6].PWM定時器的使用步驟包括設(shè)置預(yù)分頻值和分頻值、設(shè)置比較寄存器和計(jì)數(shù)寄存器、啟動定時器，清除手動更新位[6,7].電機(jī)驅(qū)動模塊pwm_ioctl的主要源代碼如下：

//設(shè)置S3C2410_TCON寄存器第4位的1表示使能死區(qū)；第3位的1為自動裝載，第2位的0表示不翻轉(zhuǎn)；//第1位的1為手動更新TCNTB0和TCMPB0，第0位的1表示啟動計(jì)數(shù)器0

writel（readl（S3C2410_TCON）&（～2）,S3C2410_TCON）;

定時器啟動后，TCON寄存器的第1位必須設(shè)置為0，讓計(jì)數(shù)器按照已經(jīng)給定的數(shù)自動更新.

4 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置及控制界面設(shè)計(jì)

TQ2440開發(fā)板的內(nèi)核直接支持TL-WN321G+無線網(wǎng)卡，使用boa網(wǎng)站服務(wù)器來建立手機(jī)與遙控車之間的連接，用motion傳送視頻流，詳細(xì)的安裝及配置可以參考相關(guān)文獻(xiàn)[8-10].蘋果iphone手機(jī)的橫向分辨率為960×640，控制界面中分別將前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止五個按鈕定位在 800px、70px;800px、270px；700px、170px；900px、170px；800px、170px；視頻流窗口大小為640px*480px，控制界面的主要源代碼如下：

iphone手機(jī)控制界面如圖2所示：

圖2 iphone手機(jī)控制界面

5 馬達(dá)控制程序的實(shí)現(xiàn)

由于boa對CGI的支持存在缺陷，我們就通過一個命名管道來將控制參數(shù)傳遞給馬達(dá)控制程序.網(wǎng)頁上五個方向按鈕分別對應(yīng)執(zhí)行up.cgi、lef.cgi、right.cgi back.cgi、stop.cgi腳本程序，這些腳本通過echo命令將不同的運(yùn)動方式參數(shù)cmd和馬達(dá)轉(zhuǎn)速參數(shù)pwm寫進(jìn)car-control管道文件供馬達(dá)控制程序car-player讀取，然后調(diào)用驅(qū)動模塊ioctl（led_fd,cmd）控制車的運(yùn)動狀態(tài)，而pwm_ioctl（pwm_fd,pwm）驅(qū)動模塊是控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速.馬達(dá)控制程序的主要源代碼如下;

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最后將編譯好的驅(qū)動和程序下載到開發(fā)板上，裝上電池，打開iphone手機(jī)的wifi網(wǎng)絡(luò)，在safari瀏覽器,輸入192.168.1.6/car-control.html，即可通過手機(jī)控制小車了，小車的整體實(shí)物圖如圖3所示:

圖3 無線視頻監(jiān)控車實(shí)物圖

6 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)并制作出了可以用智能手機(jī)遙控的視頻監(jiān)控車，通過WiFi網(wǎng)絡(luò)來控制視頻監(jiān)控車的運(yùn)動，在手機(jī)上能看到小車前方的路況視頻.運(yùn)行結(jié)果表明該方案運(yùn)行可靠方便，直接用手機(jī)控制.該作品還有需要改進(jìn)的地方，如4節(jié)5號電池只能使用15分鐘左右，倒車時看不到后面的路況，小車的外觀還可以做得更加美觀一些.

〔1〕賈振堂.基于手機(jī)的可視化遠(yuǎn)程家電控制研究[J].電視技術(shù),2010,（10）:107-109.

〔2〕方華超.基于GSM手機(jī)的無線遙控系統(tǒng) [J].電腦與電信,2010,（09）:45-47.

〔3〕Rifat Shahriyar,Enamul Hoque,S.M.Sohan,et al.Remote Controlling of Home Appliances using Mobile Telephony[J].International Journal of Smart Home,2008,2（3）:37-53.

〔4〕天嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司.TQ 2440開發(fā)板使用手冊[M].廣州;20100611：83.

〔5〕STM icroelectronics.L298N datasheet[EB/OL].[2011,11,3].http://www.st.com/internet/analog/product/63147.jsp.

〔6〕天嵌計(jì)算機(jī)科技有限公司.基于天嵌科技的SKY2440/TQ 2440的Linux系統(tǒng)移植手冊[M].廣州;20100605：156-161.

〔7〕samsung.S3C2410 datasheet [EB/OL].[2011,11,3].http://http://www.samsung.com/.

〔8〕豐海.具有入侵檢測功能的嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù),2010,（24）:104-107.

〔9〕Larry Doolittle，Jon Nelson.Boa O fficial Website[EB/OL].[2010,09,20].http://www.boa.org/.

〔10〕Jeroen Vreeken，M otion O fficial W ebsite[EB/OL].[2011,09,20].http://www.lavrsen.dk/fosw iki/bin/view/Motion/W ebHome.

TP273

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1673-260X（2011）12-0036-03