基于3G通信网的移动机器人远程监控的设计与实现

2013-10-09 08:21:35来源: 互联网 关键字:3G通信网  移动机器人  远程监控

3G是第三代移动通信技术,结合了无线通信技术和互联网等多媒体技术。随着3G技术的发展,它在声音和数据的传输速度上有很大提升,并能够在全球范围内实现无线漫游。其数据传输高速、永远在线、覆盖范围广等优点,有效地解决了移动机器人采用有线或者无线远程控制所带来的信息传输和控制距离等方面的瓶颈问题,使远程救援机器人、仿真机器人、家庭保姆机器人等移动机器人技术在大数据量实时传输方面多了一种可利用的解决方案。

  1 系统总体架构

  本系统主要用来将移动机器人所采集到的视频数据通过3G网络传给服务器,再将服务器的控制信号传给电机驱动板,以驱动移动机器人平台运动,总体架构如图1 所示。摄像头OV9650采集的视频图像经过JPEG压缩后,存入缓存区,当服务器监听到客户端的接入请求后,再将缓存区的数据通过网络传输给客户端的监控界面进行显示;当需要控制机器人行动时,客户端的控制按钮发送控制信息给服务器,服务器通过程序解析后控制底层电机驱动器,驱动机器人平台运动。

  
图1 系统总体架构图

  系统硬件平台核心处理器采用S3C6410,它基于ARM1176JZF—S内核,是一个16/32位RISC微处理器,其内部集成了强大的硬件加速器,包括音视频处理、2D加速等,为2.5G和3G通信服务提供了优化的硬件性能,工作频率最高可达677 MHz;采用2 GB NAND Flash,主要用于存放内核代码、应用程序、文件系统和数据资料;DDRSDRAM采用两片128 MB K4X51163PE芯片;摄像头采用CMOS图像传感器OV9650,最高输出130万像素(1300×1 024),具有高敏感度、低功耗、支持多种常用的图像格式输出、支持自动图像控制等优点。

  Linux作为一种类Unix操作系统,具有稳定健壮、低成本、高性能、互操作性好和源代码开放等特点。而其良好的内核结构,以及可裁剪的特性,满足了嵌入式应用的差异性需求,使其在嵌入式系统领域占有一席之地。本系统中采用的Linux内核为3.0.1版本,文件系统采用 YAFFS2,Bootloader选用uboot

  2 系统软件设计

  2.1 视频数据的采集与传输

  视频数据的采集通过Linux中视频设备OV9650的驱动以及Video for Linux提供的相应接口完成。为了方便,将视频采集的相关信息封装到以下结构体中:

  将视频采集的相关信息封装到结构体

  采集程序通过函数init_s3c6410(struct vdIn*vd,char*device,int width,int height)来完成对摄像头以及采集参数的初始化,并通过函数s3c6410_Grab(struetvdIn*vd)完成对图像的抓取,用JPEG压缩算法对采集到的图像进行压缩,图像格式为RGB565。

  视频数据传输通过Socket实现,且直接在服务器设备端与Web客户端之间进行传输,通过视频流服务器实现对视频的开关控制。由于视频传输是连续的过程,所以客户端和服务器端都通过线程来实现发送与接收。接收线程由函数pthread_create(& (servers[id].threadID),NULL,server thread,&(servers[id]))创建。

  视频的采集和传输是在两个线程中实现的,它们共享一个缓冲池。这两个线程都是在视频采集服务器端的程序启动时创建并运行的。其中采集视频图像的线程不断通过摄像头采集现场图像,经过JPEG压缩后存放到缓冲池中,而传输视频数据的线程创建一个Socket来监听等待远程客户的连接请求。当有客户发送连接请求并建立连接后,就通过该连接向远程客户发送视频数据,而发送的视频数据就是从缓冲池中获取的。也就是说,在视频采集服务器端,视频数据传输所需要的一切都已经准备好,就等着客户的请求,一旦建立连接,就可以发送视频数据,从而实现较快的速度和较高的效率。

  视频采集和传输的工作流程图如图2所示。

  
图2 视频采集和传输的工作流程图

关键字:3G通信网  移动机器人  远程监控

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1009/article_19834.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:无线智能家居技术的三大创新发展情况
下一篇:网络可视电话与IP可视电话有差异 混用存疑虑

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利
推荐阅读
全部
3G通信网
移动机器人
远程监控

小广播

独家专题更多

东芝在线展会——芯科技智社会创未来
东芝在线展会——芯科技智社会创未来
2017东芝PCIM在线展会
2017东芝PCIM在线展会
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
TI车载信息娱乐系统的音视频解决方案
汇总了TI汽车信息娱乐系统方案、优质音频解决方案、汽车娱乐系统和仪表盘参考设计相关的文档、视频等资源
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved