基于手机遥控的视频监控车的设计与实现

丰 海，孙惠军

（1.厦门大学 电子科学系，福建 厦门 361005；2.厦门城市职业学院工程技术学部 嵌入式Linux应用中心，福建 厦门 361008）

基于手机遥控的视频监控车的设计与实现

丰 海1,2，孙惠军1

（1.厦门大学 电子科学系，福建 厦门 361005；2.厦门城市职业学院工程技术学部 嵌入式Linux应用中心，福建 厦门 361008）

本文基于s3c2440处理器和嵌入式Linux系统，设计出了可以通过W iFi智能手机控制的无线视频监控车.该方案不仅可以从手机的浏览器上实时看到小车前方的路况视频，还可以通过网页上的方向键遥控车的运动.该项目完全基于网络，运行稳定，直接用手机控制，无须复杂的遥控终端.

手机遥控；嵌入式Linux系统；视频监控

基于智能手机遥控的电子设备成为当前发展的热点[1-3]，本文基于TQ2440开发板制作出了可以通过手机遥控的无线视频监控车.通过WiFi将小车摄像头前方的路况视频流实时传送给手机，驱动芯片L298N控制马达的运动，PWM信号控制马达的转速，网页上的4个方向键控制视频遥控车的运动.

1 L298N马达驱动芯片的使用

L298N典型马达驱动电路如图1所示，Vs电机电源接9V电池，电流反馈端1和15脚可以直接接地，内部工作电源Vss接4节5号电池组.

图1 L298N马达驱动电路原理图

L298N可以分别控制2个直流电机的正转、反转、刹车和停止，两组电机的控制信号分别是EN A、IN1、IN2和 EN B、IN3、IN4，当使能端 EN A接低电平时，B电机停止；EN A接PWM信号时，如果IN1、IN2分别为高电平、低电平时，B电机正转;IN1、IN2分别为低电平、高电平时，B电机反转;均接高电平时B电机刹停；均接低电平时B电机停止；A电机的控制也是一样.

2 马达驱动程序的编写

根据TQ2440的接口图与L298N芯片文档[4，5]，将 2440处理器的 GPB5、GPB6、GPB7、GPB8四个GPIO接口分别接入L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4输入端,以cmd作为遥控车的状态参数，0、1、2、3、4分别代表车的停止、前进、后退、向左转，向右转的5种状态.前进与后退是通过两个马达的均正转和均反转实现的；向左转是让左边的马达A刹停，而让右边的马达B正转实现的；向右转是让左边的马达A正转，而让右边的马达B刹停.电机驱动模块tq2440_car_ioctl的主要源代码如下：

此外，还要在驱动程序的初始化模块dev_init（void）中加入GPB5、GPB6、GPB7、GPB8这 4个GPIO接口的初始化命令，并设置初始值为0.

3 PWM电机调速驱动程序设计

我们通过脉宽调制PWM的方式控制马达的转速，关闭J4B开关阻止蜂鸣器后，将TOUT0信号输出给A PWM和B PWM[6].PWM定时器的使用步骤包括设置预分频值和分频值、设置比较寄存器和计数寄存器、启动定时器，清除手动更新位[6,7].电机驱动模块pwm_ioctl的主要源代码如下：

//设置S3C2410_TCON寄存器第4位的1表示使能死区；第3位的1为自动装载，第2位的0表示不翻转；//第1位的1为手动更新TCNTB0和TCMPB0，第0位的1表示启动计数器0

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

定时器启动后，TCON寄存器的第1位必须设置为0，让计数器按照已经给定的数自动更新.

4 无线网络设置及控制界面设计

TQ2440开发板的内核直接支持TL-WN321G+无线网卡，使用boa网站服务器来建立手机与遥控车之间的连接，用motion传送视频流，详细的安装及配置可以参考相关文献[8-10].苹果iphone手机的横向分辨率为960×640，控制界面中分别将前进、后退、左转、右转、停止五个按钮定位在 800px、70px;800px、270px；700px、170px；900px、170px；800px、170px；视频流窗口大小为640px*480px，控制界面的主要源代码如下：

iphone手机控制界面如图2所示：

图2 iphone手机控制界面

5 马达控制程序的实现

由于boa对CGI的支持存在缺陷，我们就通过一个命名管道来将控制参数传递给马达控制程序.网页上五个方向按钮分别对应执行up.cgi、lef.cgi、right.cgi back.cgi、stop.cgi脚本程序，这些脚本通过echo命令将不同的运动方式参数cmd和马达转速参数pwm写进car-control管道文件供马达控制程序car-player读取，然后调用驱动模块ioctl（led_fd,cmd）控制车的运动状态，而pwm_ioctl（pwm_fd,pwm）驱动模块是控制马达的转速.马达控制程序的主要源代码如下;

}}}

最后将编译好的驱动和程序下载到开发板上，装上电池，打开iphone手机的wifi网络，在safari浏览器,输入192.168.1.6/car-control.html，即可通过手机控制小车了，小车的整体实物图如图3所示:

图3 无线视频监控车实物图

6 结论

本文设计并制作出了可以用智能手机遥控的视频监控车，通过WiFi网络来控制视频监控车的运动，在手机上能看到小车前方的路况视频.运行结果表明该方案运行可靠方便，直接用手机控制.该作品还有需要改进的地方，如4节5号电池只能使用15分钟左右，倒车时看不到后面的路况，小车的外观还可以做得更加美观一些.

〔1〕贾振堂.基于手机的可视化远程家电控制研究[J].电视技术,2010,（10）:107-109.

〔2〕方华超.基于GSM手机的无线遥控系统 [J].电脑与电信,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〕天嵌计算机科技有限公司.TQ 2440开发板使用手册[M].广州;20100611：83.

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

〔6〕天嵌计算机科技有限公司.基于天嵌科技的SKY2440/TQ 2440的Linux系统移植手册[M].广州;20100605：156-161.

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

〔8〕丰海.具有入侵检测功能的嵌入式远程视频监控系统的实现[J].电脑编程技巧与维护,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

A

1673-260X（2011）12-0036-03