王明 汪晨遠 章智國

基于STM32的WIFI視頻監(jiān)控小車的設(shè)計，以微控制器STM32F407ZET6為主控單元，OV7725攝像頭模塊將采集到的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給WIFI模塊，通過PC端或手機連接WIFI模塊，來實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的接收和對主控單元的控制，最后主控模塊來控制電機實現(xiàn)小車的移動。

WIFI無線傳輸;STM32F407ZET6;攝像頭

基于WIFI無線通信的嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應運而生，尤其是在一些布線復雜困難的安全生活區(qū)和需要監(jiān)控的施工作業(yè)場合都需要有無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。而無線網(wǎng)絡進行遠程控制的可移動視頻監(jiān)控小車恰好能夠解決傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控存在的一系列問題。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

小車主要由OV7725攝像頭采集視頻數(shù)據(jù)，使用WIFI模塊來完成小車的遠距離數(shù)據(jù)發(fā)送、命令發(fā)送、視頻回傳，可解決傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控傳輸視頻信號差、傳輸距離短、成本高、安裝不方便等問題。本設(shè)計只需從遠處使用上位機或手機APP即可實現(xiàn)對小車的控制、視頻采集等一系列動作。據(jù)上分析，小車總體設(shè)計框圖如下。

1.1主控單元STM32F407ZET6

主控芯片采用基于Cortex M4內(nèi)核的STM32F407ZET6，相比于另一款STM32F103C8T6基于Cortex M3的產(chǎn)品運行更快、內(nèi)存更大、資源更多、性能更好。STM32F4最高運行頻率可達168Mhz，而STM32F1只有72Mhz，小車選擇F4的芯片，運行更加流暢，功耗更低。

1.2 WIFI模塊ESP8266

ESP8266是由樂鑫公司出品的一款物聯(lián)網(wǎng)芯片，價格低，性能穩(wěn)定，可以用來做串口透傳。本設(shè)計選用此芯片來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，主要分為兩個部分：①傳輸視頻數(shù)據(jù);視頻數(shù)據(jù)的傳輸直接使用此模塊可以減少主控芯片的負擔，使得傳輸更加迅速和穩(wěn)定。②傳輸移動指令;主要將手機或上位機上的移動指令發(fā)送給主控單片機。以此來完成遠距離視頻回傳與信號傳輸。

1.3 OV7725攝像頭

小車采用攝像頭模塊來實現(xiàn)對環(huán)境的實時監(jiān)控，攝像頭的工作原理是：按一定的分辨率，以隔行掃描的方式采集圖像上的點，當掃描到某點時，就通過圖像傳感芯片將該點處圖像的灰度轉(zhuǎn)換成與灰度一一對應的電壓值，然后將此電壓值通過視頻信號端輸出。

攝像頭模塊采用的是野火鷹眼的OV7725，此攝像頭的幀頻率高達150hz，滿足了采集后視頻的流暢性，并且功耗低，價格低，選用此模塊非常合適。

1.4 L298N電機驅(qū)動

L298N是專用驅(qū)動集成電路，屬于H橋集成電路。其輸出電流為2A，最高電流4A，最高工作電壓50V，可以驅(qū)動感性負載，如大功率直流電機，步進電機，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機控制。當驅(qū)動直流電機時，可以直接控制步進電機，并可以實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。滿足小車驅(qū)動要求，主控芯片根據(jù)接收的命令，發(fā)送PWM去控制小車的移動。，驅(qū)動電路圖如下所示。

2 結(jié)束語

本文研究了基于STM32的WIFI視頻監(jiān)控小車的設(shè)計原理，簡要分析了主控模塊、攝像頭模塊、WIFI模塊和電機驅(qū)動模塊，實現(xiàn)了各個模塊之間的協(xié)調(diào)工作，完成了視頻小車的設(shè)計。它不僅僅滿足了日常生活中人們對于視頻監(jiān)控的需求，更是實現(xiàn)了在危險、惡劣工作環(huán)境下的視頻采集和回傳任務，在軍用和民用等方面有著重大意義。

參考文獻

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