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安防机器人中手机可视化远程控制技术研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-10-27  来源:中国锁具网  浏览次数:1107
核心提示:  安防机器人中手机可视化远程控制技术研究张晶,黄超,付波(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)防机器人与智能手机组成,它们之间通过UDP建立网络连接。安防机器人本体作为服务器,是

  安防机器人中手机可视化远程控制技术研究张晶,黄超,付波(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)防机器人与智能手机组成,它们之间通过UDP建立网络连接。安防机器人本体作为服务器,是远程控制系统的核心部分。服务器端运行主控程序,通过摄像头采集图像,不断地向客户端发送数据,传输视频。开发手机软件,手机作为客户端接收服务器数据,用户运行手机程序后可在手机屏幕上看到机器人所处现场情况并通过手机控制其运动。最后通过。

  基于手机远程控制的安防机器人控制系统由机器人本体和智能手机组成。智能手机通过移动通信网络提供的3G数据业务或者W1FI模块实现与In-temet的连接;机器人本体带有WIFI模块,可以通过家庭无线路由器与Internet连接,这样实现了2个部分的数据通信。

  用户可以通过手机与机器人建立连接,在手机屏幕上观察到机器人摄像头所采集的视频画面,对机器人所处的环境有一个直观了解。并且可以通过手机的导航键或者界面上的按钮远程控制机器人前进、后退、左转、右转以及控制机器人眼部LED灯的开关,清楚地观察到家中的情况。

  在本系统中,服务器为安防机器人本体,由工控机与SDB传感器驱动板通信,控制机器人运动。

  智能手机作为远程操作终端,在观察到机器人所处环境视频画面的基础上进行可视操控,需要自行开发手机程序。目前的智能手机都支持用户程序的加入,常见的操作系统有WindowsMobileSmartphone以及Pocket硬件设备服务器端主要硬件设备:工控机,SDB传感器驱动板,CCD摄像头,触摸屏,红外测距传感器,超声测距传感器,红外热释传感器,电子罗盘;工控机操作系统选用WindowXP,与SDB传感器驱动板通过RS232串口进行通信。

  身内存:开发环境本系统的开发环境为MicrosoftVisualStudio2005开发平台,使用C语言编程。

  3软件开发安防机器人服务器与智能手机客户端的通信采用UDP协议。UDP是UserDatagramProtocol的简称,中文名是用户数据包协议,是0SI模型中一种无连接的传输层协议。UDP用来支持那些需要在计算机之间传输数据的网络应用。由于UDP不属于连接型协议,因而具有资源消耗小,处理速度快的优点,所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多,本系统采用UDP协议传输数据可以保证视频传输的连续性并且很好的解决了远程控制的延时问题。

  1)服务器端软件安防机器人本体作为服务器,是远程控制的核心设备。它主要由中央处理模块、感知识别模块、信息通讯模块、人机交互模块与电源模块组成。

  机器人组成,如所示机器人组成客户端的通信。WIFI的英文全称为“wirelessfidelity”,是一种可以将个人电脑、手持设备服务器端运行主控程序,通过摄像头采集图像,不断地向客户端发送数据,传输视频,通过下文所述方法实现与客户端的通信。

  用IPEndPoint类将网络端点表示为IP地址和端口号:送UDP数据报。

  2)客户端软件手机客户端通过WIFI模块或者3G模块与Internet连接,实现与安防机器人服务器的通信,接收数据并完成视频解码显示,实时观察机器人所处环境,进而通过网络通信实现对机器人的远程控制。下文具体介绍通信与远程控制的实现方法。

  运行手机客户端程序登录服务器,登录时先调用函数PasswordTest验证用户名和密码,若5次输人错误,程序自动退出;若输人正确,建立网络连接,与服务器通信,开始接收服务器视频传输。具体实现方法如下文所述。

  用来获取登录时的IP地址:调用UdpClient类的Send方法向服务器端发送UDP数据报,服务器端将接收到的指令通过串口发送到运动控制卡,从而通过手机远程控制机器人运动。

  手机客户端通过调用ConnectHost(stringmys-tring)函数向服务器端发送指令,函数定义如下,TumRight这4个函数来控制机器人前进、后退、左转与右转;调用EyeLightn与EyeLightOff函数控制机器人眼部LED灯的开关。这几个函数都是通过调用Con-nectHost函数向服务器发送控制指令,例如控制机器人前进的函数定义如下。

  安防机器人图S连接界面登录时先输人机器人服务器的IP地址,然后输人用户名和密码进行确认,用户成功登录并与机器人建立连接后,可通过手机导航键或者点击手机界面区域控制机器人运动。见,1为前进,2为后退,3为左转,4为右转,5为LED灯的开关。

  手机导航键的上、下、左、右分别对应机器人的前进、后退、左转与右转。

  实验显示在网络信号较强的情况下视频传输流畅,满足观察需要,手机远程控制机器人通信准确稳定,有Is左右的延时;网络信号较弱的情况下视频传输会受到'影响,有2 s~3s的延时。

  5结语本文研究了一种利用手机实现可视化远程控制安防机器人的方法,系统由安防机器人与智能手机组成。两者之间通过UDP建立网络连接,用户可在手机屏幕上观察到机器人所处环境并对其进行远程控制。经过实验验证,用户可通过手机远程控制机器人前进、后退、左转、右转以及眼部LED灯开关,视频传输流畅。本文的研究内容为远程控制类工程项目打下了基础,在一些人工无法到达的恶劣环境下,可利用远程可视化技术控制机器人进行操作。今后,将对该系统进行进一步研究,完善功能,推进其市场化的进程。

 
 
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