張 昭，張 清，李志彭

（沈陽工學院，遼寧 撫順 113122）

當前市場上成熟的機器人操控系統(tǒng)一般是采用有線或者是單一控制模塊的無線遙控系統(tǒng)，本設計準備通過移動互聯(lián)網(wǎng)來解決上位機控制機器人監(jiān)控的問題，并最終實現(xiàn)利用互聯(lián)網(wǎng)控制的機器人解決工作和生活中的具體問題。

1 上位機和下位機系統(tǒng)設計

本項目設計了一個上位機和下位機系統(tǒng)，上位機和下位機用WiFi或移動互聯(lián)網(wǎng)通信模塊進行雙工通信，下位機（機器人）使用 STM32單片機、攝像頭模塊、WiFi模塊以及一些傳感器模塊等，上位機用高級語言編寫控制界面顯示監(jiān)控信息以及下位機（車體）控制功能鍵，并通過這些功能鍵實現(xiàn)下位機的運動控制，通過移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)攝像頭功監(jiān)視和機器人的運動控制。

上位機（或手機）通過WiFi發(fā)送命令信號，單片機接受到信號后執(zhí)行命令程序，進而控制機器人行駛。上位機和下位機指令工作流程如圖1所示。

圖1 上位機和下位機指令工作流程

機器人小車不但可以通過上位機進行運動控制，還可以通過給小車安裝傳感器來實現(xiàn)循跡、避障等智能控制。

真正控制下位機（機器人）運動的是STM32單片機。單片機連接電機驅(qū)動模塊（L298N模塊）四個引腳。為起到電路布局的整體化和便捷性，只采用一個電機模塊。

采用移動互聯(lián)網(wǎng)能夠克服原來視頻直接傳輸遇到障礙和信號的覆蓋問題，使機器人能在一些有移動互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的復雜地形中進行工作，從而增加一種機器人運動控制方式和手段以及使用的范圍。

2 解決的關鍵問題

（1）設計控制機器人的上位機，并自行制定一套通信協(xié)議。

（2）解決各種智能終端對上位機的兼容性以及對物聯(lián)網(wǎng)機器人WiFi模塊的兼容性。

（3）利用智能終端上位機通過移動互聯(lián)網(wǎng)作為控制機器人的手段，在某種技術層面來言，解決了利用遙控器等兼容性不高的設備進行控制距離和范圍有限的短板。

（4）解決了移動互聯(lián)網(wǎng)模塊與單片機的接口問題，以實現(xiàn)單片機通過移動互聯(lián)網(wǎng)接收上位機發(fā)送的控制信號，在實時視頻監(jiān)控的幫助下，用上位機鍵盤按鍵對機器人進行實時操控。

（5）解決機器人全方位的多路視頻監(jiān)控問題，采用多個網(wǎng)絡攝像頭和上位機多窗口功能。

采用移動互聯(lián)網(wǎng)能克服基站視頻的直接傳輸遇到障礙和信號的覆蓋問題，使機器人能在一切有移動互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的復雜地形中進行工作，從而增加一種機器人運動控制方式和手段以及應用的范圍。

3 結(jié)語

上位機智能終端通過連接WiFi來控制以STM32單片機為核心的智能物聯(lián)網(wǎng)機器人，可以通過機器人前端多個攝像頭所采集到的視頻信息傳輸?shù)街悄芙K端計算機查看，解決了在無線移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下利用上位機（或手機）控制機器人運動的問題。這個系統(tǒng)不僅能夠為通信工程專業(yè)的專業(yè)實訓提供一真實的實訓項目，而且也能為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)智能家居應用提供一種解決方案。