远程摄像机菜单控制（共3篇）
远程摄像机菜单控制 篇1
0 引言
远程控制系统能够让身在异地的人对灯光或其他电器进行远程控制,已经有非常多的成熟设计以及产品面世,也有大量的论文进行了论述。目前的远程控制方式主要有基于因特网的计算机或手机的远程网络控制[1⁃2],但网络存在一定的时延,实时性较差,控制效果不尽人意;第二种方式是通过手机短信进行远程控制[3⁃5],但短信的时延有时更加难以保证,实时性更差;第三种方式是通过手机建立实时语音电话[6],实时性较好,但要听录音电话,按1 控制什么,按2 控制什么,要集中注意力去听,否则听完还找不到要控制的数字与对象。针对这些问题,本文通过建立实时语音电话,把控制服务语音录音设计成为一个控制服务菜单,一旦手机与远程控制系统成功建立语音电话,手机就自动弹出控制服务菜单,要控制什么都是可视化的操作即可完成,非常直观与实用。
1 系统总体方案设计
本文综合运用单片机技术、GSM通信技术和智能手机APP技术,设计了基于手机服务菜单的远程控制系统,系统由智能手机和控制系统两部分组成。系统结构如图1 所示。
智能手机运行自行设计的手机控制服务菜单APP,而控制系统以单片机MCU为控制核心,控制GSM模块与手机建立语音电话,语音输出端经过DTMF解码电路还原出手机端所按的数字,单片机输出高低电平控制继电器的动作,从而实现灯光或其他电器设备的远程开关控制,同时设计了反馈检测电路,对受控灯光交流电源进行实时检测,同时对受控灯光是否发光进行实时检测,并通过某个频率的声音反馈回手机APP界面实时显示,从而得知控制指令触发之后是否成功驱动了控制对象。
2 硬件电路设计
2.1 单片机及GSM模块设计
系统采用SIMCom公司SIM900A模块作为语音电话的无线通信模块,负责将远程控制系统与用户手机建立语音电话,从而在智能手机端APP服务菜单实现直观的远程控制功能。 系统单片机MCU选用IAP15W4K58S4 高性能8051 单片机芯片,其集成4 组全双工异步串行通信口(UART)[7],而SIM900A模块的通信端口为USART方式,两者兼容,因此单片机MCU通过串行口通信对其发送AT指令即可控制SIM900A模块,建立语音电话的步骤及涉及到的关键AT指令如表1 所示[8]。
2.2 按键音解码电路
通过智能手机服务菜单传递过来的数字按键音的解码需要DTMF解码电路实现,由MT8870 解码芯片组成的DTMF电路通过对双音多频信号的解码还原成二进制数字信号,MT8870 电路原理图如图2 所示。
图2 中DTMF连接SIM900A模块的语音输出端,经过芯片内部的滤波、放大、高低音频分离以及译码等运算处理后,从Q4~Q1输出8421 码作为单片机MCU的数据输入端口,为了使系统获取有效数据,MT8870 的STD引脚只有在获取有效双音多频信号后,才会输出高低电平的变化,从而触发单片机的外部中断,识别4 位二进制代码,还原手机端所按的数字按键。
2.3 控制及反馈检测电路
控制电路采用继电器或者固态继电器来实现弱电对强电的控制,由于是远程控制,所以控制对象有没有相应的动作效果无从得知。通过设计相应的反馈检测电路实现动作执行的效果监控,以一路灯光控制为例,控制及反馈检测电路原理图如图3 所示。图中一路是通过光耦合器检测灯泡两端是否有交流供电电压,另一路是通过光敏传感器检测灯泡是否发光,并传输回手机服务菜单实时显示,从而远程获取灯泡收到指令后实时的控制情况。
当P10 为高电平时,V2截止,继电器J1释放,灯泡LAMP两端没有电压,因此光耦合器U3处于截止状态,CHECK1 输出高电平,同时灯泡熄灭状态,光敏传感器RG没有接收到光照,三极管V3处于导通状态,CHECK2输出低电平;反之当P10 为低电平时,V2导通,继电器J1闭合,灯泡LAMP两端有交流220 V电压,该电压经过VD8半波整流,R10,R11,R13分压而导致光耦合器U3处于导通状态,CHECK1 输出低电平,同时灯泡发光,光敏传感器RG接收到光照,三极管V3处于截止状态,CHECK2输出高电平。此时如果灯泡本身坏了,能够检测到灯泡两端的电压,但无法检测到灯泡发出光照,因此通过设计反馈检测电路能够实时了解远程控制的实际动作效果,提高了远程控制的可靠性。
2.4过零检测电路
过零检测电路由V1及外围元件构成,如图4 所示。输入交流220 V电压经过变压器T1降压后,输出低压交流信号,经过VD5和VD6整流形成100 Hz脉动直流信号,电阻R5和R6分压后经过电容C5滤波,减去高频成分,进入晶体三极管V1的基极。
当输入信号为0 时,三极管V1截止,其集电极在上拉电阻R7作用下输出高电平;当V1基极输入电压大于0.7 V时,V1导通,其集电极输出低电平。所以在输入信号的零点附近时,会形成脉冲信号。该脉冲信号与交流50 Hz信号同步,并进入单片机MCU产生中断,检测电压的零点,从而减小控制部分开关器件在电路中打开和关断时产生的浪涌电流,有效降低浪涌电流对电路器件的冲击,延长器件的使用寿命[9]。
3 控制系统软件流程设计
控制系统软件流程图如图5 所示。
为了提高控制系统远程实时控制操作的安全性,首先判断手机模块来电号码是否是预存的合法号码,如果不是,不予接收;如果是,则接听语音电话,将收到的数字按键声音代码送入DTMF解码,经过单片机处理并还原出所按数字并输出控制信号。比如打开一个灯泡,则输出低电平信号,驱动继电器闭合,灯泡接通交流电压并发光,此时,反馈检测电路实时检测灯泡两端的电压和发光情况,并通过某个频率的声音信号反馈回智能手机APP进行处理显示,从而实时得知此次打开灯泡指令的执行情况。关闭一个灯泡的过程类似,除了发出相应的指令,输出相应的控制信号外,还需要实时检测控制对象的操作结果。控制指令完成后,则挂断语音电话,完成一次远程控制操作。
4 手机服务菜单APP设计
在智能手机电话的呼出流程中,输完对方号码后,最后需要按下拨号键,才能将电话拨打出去,此时远程控制系统自动识别来电号码并接通语音电话,这两个界面都是In Call Screen。 控制服务菜单APP通过In⁃Call Screen.java中的call_card控件,在后台检测到所拨打的号码以及通话时间,随即激活成为当前控制服务进程。控制服务菜单APP设计效果如图6 所示。
控制服务菜单界面通过调用incall_touch_ui控件,实现可视化的控制服务菜单列表,提供通话挂断按钮incoming Call Widget、免提按钮audio Button、麦克风静音按钮mute Button、呼叫保持按钮hold Button等;通过调用dtmf_twelve_key_dialer_stub控件,显示DTMF拨号控制键盘按钮,该控件为DTMF控件,也就是0~9 以及*和#的拨号键盘对应的功能实现[10]。拨号按键的音量大小以及按键音的长短对DTMF编码传输的成功率有一定的影响,通过对DTMFTwelve Key Dialer.java中的start Di⁃aler Session控件进行设置的方法可改变拨号按键音量大小;通过对手机触摸屏按压操作可调整按键音的长短,从而提高语音通话过程中数字按键DTMF编码的可靠传输。
5 系统测试
5.1 过零检测脉冲信号测试
交流电压信号是标准的正弦波波形信号,经过桥式整流变成脉冲直流电压信号,示波器实测波形如图7(a)所示,图中频率为100.10 Hz,是交流电压频率的2 倍;输入交流信号的零点左右会形成窄脉冲信号,示波器实测波形如图7(b)所示,图中频率为100.05 Hz。数据测试中所使用的设备为固纬GDS⁃1152A数字存储示波器,波形为示波器直接存储原图。
5.2 远程控制功能测试
通过智能手机拨打远程控制系统的号码,建立语音电话,此时按下数字按键,即可控制相应灯泡的点亮和熄灭。如图8 所示为一个灯泡点亮效果图。
经过多次手机数字按键控制测试,对于智能手机的电容式触摸屏的操作,按下数字按键时,需要稍微按住按键并持续一点时间,而不应过于急促,保证手机数字的双音多频编码信号能够可靠传输,提高远程控制的可靠性,实现设计效果。
6 结语
本文针对实时语音电话可视化服务菜单远程控制系统进行了设计,提出Android智能手机服务菜单和远程控制灯光的系统结构,分别对系统硬件电路原理、软件流程和控制服务菜单APP进行设计和说明。实验证明基于智能手机服务菜单的远程控制系统,在智能手机与远程控制系统成功建立语音电话后,通过可视化的菜单操作控制,能够直观方便地对灯光等电器进行远程控制。
参考文献
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[10]杜江,周渊平.基于Android的电话拨号功能[J].计算机系统应用,2014(12):245-248.
远程摄像机菜单控制 篇2
在高速摄像机对某些目标进行拍摄时, 我们需要将高速摄像机架设在一些特殊的地方, 往往这些位置不方便人员操控, 而高速摄像机工作时确需要一些进行一些必要的操控工作, 完例如完成高速摄像机的远程触发控制, 为了保证可以远程操作控制高速摄像机, 我们迫切的需要一种远程控制系统, 本文给出了一种基于无线传输方式[1]的远程控制系统。
二、远程控制系统的工作原理
本系统以AEMEL高性能微控制器Atmega8L[2,3]为核心, 通过无线收发电路模块, 实现了高速摄像机系统远程控制的半双工通信。高速摄像机远程控制系统系统的工作原理如下, 将高速摄像机架设在距离拍摄较近的合适位置, 以期获得较好的拍摄效果, 操作人员站在视野开阔的, 距离拍摄目标较远的安全地方, 手持远程控制系统终端模块, 在拍摄过程当中, 通过操作手中的手持终端系统, 完成对高速摄像机的远程控制, 当按下手持终端的操作按钮, 终端模块通过无线电将控制信息传送给设备端控制模块, 由该模块完成高速摄像机的触发控制, 接着该模块采集高速摄像机的工作状态信号, 通过无线回传给手持终端, 手持终端通过显示装置提示, 完成对被控高速摄像机操作状态的显示。
三、系统硬件选型设计
3.1部分元件选型
3.1.1微控制器Atmega8L特点
本系统模块的设计过程中微控制器选用ATMEL公司的高性能、低功耗的8位AVR微处理器Atmega8L, 它具有先进的RISC结构, 130条指令–大多数指令执行时间为单个时钟周期;32个8位通用工作寄存器, 全静态工作;.只需两个时钟周期的硬件乘法器;程序和数据存储器, 8K字节的系统内可编程Flash, 擦写寿命:10000次;具有独立锁定位的可选Boot代码区, 通过片上Boot程序实现系统内编程, 真正的同时读写操作;512字节的EEPROM擦写寿命:100000次.1K字节的片内SRAM;可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。
3.1.2 KYL-1020U特点
KYL-1020U微功率无线数传模块, 它体积小, 功耗低, 稳定性、及可靠性极高, 能方便为用户提供双向的数据信号传输、检测和控制。它具有如下特点, 微发射功率10m W的发射功率, 高接收灵敏度-120dbm (1200bps) ;ISM频段工作频率, 无需申请频点, 载频频率433, 也可提供450/470/868/915MHz等载频。高抗干扰能力和低误码率, 基于FSK/GFSK的调制方式, 采用高效通信协议, 在信道误码率为10-2时, 可得到实际误码率10-5~10-6。传输距离远可达到1000米以上。
3.1.3 LCM2864ZK液晶显示模块特点
液晶显示器是一种功耗极低的显示器件, 由于其采用平板型结构, 所以减小了设备体积, 并且具有寿命长的优点, 这些优点使得液晶显示器在便携式仪表中的应用越来越广泛。本文液晶显示模块的器件采用的是青云公司的LCM2864ZK, 它具有如下特点:内带8000多GB1、2中文汉字字库液晶显示模块, 串行/并行两用接口;显示类型:STN黄绿模式, 6:00视角, 正向显示;STN蓝模式 (蓝底白字) , 6:00视角, 负向显示;FSTN黑白模式 (白底黑字, 蓝底黑字) , 6:00视角, 正向显示;工作电压:3V或5V, 不含背光工作电流:3V/1.2m A、5V/2 m A;工作温度:-20℃~70℃, 储存温度:-30℃~80℃;控制器ST7920, 芯片封装COB;LED背光:黄绿、蓝、白背光;
3.2系统硬件设计
3.2.1供电部分设计
系统供电采用8.4伏镍氢电池供电, 通过三段稳压芯片LM7805, 为主控芯片Atmega8L供电, 采用二极管IN4007串接在电源正极, 为系统提供电源反接保护。供电部分原理图如图1所示:
3.2.2无线通信部分设计
无线通信部分主要由微控制器Atmega8L和KYL-1020U微功率无线数传模块组成, 主控系统的原理图如图2所示:
无线通信部分主要包括手持装置的无线通信部分和与高速摄像机相连的无线通信部分。分别通过微控制器的USART口与模块的串口通信, 完成信息的传递。
3.2.3液晶显示部分设计
液晶显示部分主要由微控制器驱动12864ZK完成对高速摄像机状态的显示, 开始显示开机画面, 当高速摄像机控制后微控制器接收无线反馈信号, 判断高速摄像机控制状态, 完成对高速摄像机控制状态的显示, 液晶显示部分的硬件电路接口图如图3所示:
四、系统软件设计
系统软件包括手持装置的系统软件和高速摄像机终端模块软件设计[4,5]两部分, 手持装置软件完成对液晶模块的初始化判断控制按键是否按下, 以及控制完成后对控制状态的显示。高速摄像机终端模块软主要完成串口以及IO初始化, 以及接收到控制信号后驱动外围设备完成对高速摄像机的控制, 以及完成控制后对高速摄像机状态信号的采集, 并把这些信号反馈给手持终端模块。
4.1手持装置的软件设计
手持装置的软件设计流程图如下图4。
4.2高速摄像机终端模块的软件设计
高速摄像机终端模块的软件设计流程图如下图5。
五、总结
本文结合实际高速摄像机拍摄过程远程触发的实际需求, 设计了一种基于无线传输的高速摄像机远程控制系统, 经实际测试系统能可靠的工作, 为远程控制高速摄像机拍摄工作提供了一种安全可靠的控制方法。
摘要：目的研究基于无线传输的远程控制系统。方法 通过微控制器结合无线数传模块的方式完成高速摄像机的远程控制。结果设计了基于微控制器和无线模块的远程控制系统。结论 远程控制系统为高速摄像机的远程触发提供了一种有效的手段。
关键词：微控制器,无线传输,远程控制
参考文献
[1]郭永强基于So C单片机的无线通信系统设计《微计算机信息》2007年第23卷第7-2期
[2]骆家强基于ATmega8红外遥控系统的实现计算机与信息技术2007年第17期
[3]Atmega8 datasheets.Atmel Corporation 2006
[4]马潮等.ATmega8原理及应用手册.北京:清华大学出版社, 2002.
远程摄像机菜单控制 篇3
1基于WIFI摄像头远程控制的智能机器人的设计方案
设计由五部分构成:1)WIFI摄像头的远程传输;2)手机远程控制战车运动;3)手机远程控制舵机转动,调整激光的角度;4)大功率激光打击目标;5)太阳能发电,供我们野外工作时的供电,节省了野外充电的麻烦,节能减排。
1.1 WIFI摄像头的远程传输
AP近程控制:AP无需Wi Fi,D9自己发出信号手机连上就可监控了,AP监控距离室内5 m~10 m,室外10 m~30 m。
P2P远程监控:P2P监控不限距离,AP连通后,远程监控只需两步,远程监控不限距离,有网通全球。
采用2.4G无线传输技术,无线信号强度更高,无线传输距离更远。架设灵活,不受地域限制。
此外,在无线wifi条件下利用自己制作的APP进行远程控制摄像头可实现上下左右360度旋转,拍摄无死角,且具有红外线夜间拍摄的功能。通过无线网连接,不管距离多远,可远程传输画面,实时监测,采集信息,信息采集量大,准确率高。
1.2手机远程控制机器人运动
该机器人平台是用无线wifi控制器来控制,控制机器人的行走以及舵机的转动,能够更准确的寻找目标及更精确的打击目标。也就是说,我们的机器人平台可以通过无线连到网络上,这样,我们在千里之外便可随意控制它。基于网络的远程控制可以有效的延伸人类的工作空间。当在没有无线wifi的情况下,我们可以在近距离的范围内使用蓝牙控制机器人运动及一切活动。
1.3手机远程控制舵机转动,调整激光的角度
机器人上安装上下两个舵机,利用手机APP远程控制机器人上的舵机转动,每次可以调整一个舵机旋转5度,也就是说该机器人可以实现接近360度球面的角度调整,当机器人遇到或检测到危险时,能够更加准确的调整激光的角度,进行打击目标。
1.4大功率激光打击目标
我们在机器人上安装大功率激光,采用一些列逆变转换、交流调压,将电压升高供大功率激光使用,大功率激光威力大,杀伤力大,加上利用舵机调整角度,准确度更高,可快速打击目标,完成任务。
1.5太阳能发电
我们在平台上安装太阳能电池板,平时发电经逆变转换储存起来,当检测到机器人电源不足30%时启用太阳能板发电储存电能,使机器人能够及时返回,避免因没电无法工作而停留在外面的情况,这样能够克服野外因电量不足而充电的麻烦,不仅能够减小在野外因没电而存在的危险性,而且还具有节能减排效果。
2设计框图
3实物图
4技术关键
1)无线摄像头采集信息远程传输及控制;
2)手机远距离控制战车运动、控制舵机转动调整角度及控制大功率激光的开关。
5产品分析
1)应用领域和技术原理、用途:利用无线摄像头采集信息,用大功率激光打击目标;可适应复杂地形环境,满足反恐、排爆、搜索、救援、野外侦察、考古探险,扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运等任务。
2)技术性能指标:①用无线摄像头采集信息,采集量大,信息准确,在具有无线网的环境下可实现远距离的传输。②利用手机远距离控制机器人运动,实现机器人能够按照制定的路线完成任务。③利用手机进行远距离控制舵机,准确无误的调整激光角度,利用大功率激光打击目标。④利用太阳能板发电,避免野外因电量不足而充电的麻烦。
3)作品的创新点、先进性、可行性、实用性:①以履带坦克底盘为车身能够通过各种不同的路面,克服野外山地等地面不平坦等问题;②以无线摄像头来采集信息,信息采集量大,准确率高;③用大功率激光进行打击目标,并有舵机控制,精度高,威力大;④通过手机控制战车运动及舵机转动,能够准确的寻找目标及打击目标;⑤我们在平台上安装太阳能电池板,避免了野外充电的麻烦,节能减排。
6结论
1)机器人的功用已愈来愈明显,许多工业化国家机器人的研制和使用也日益重视。
2)采用坦克履带底盘为车身具有很强的越障、爬坡、地面机动能力和行驶平顺性,且结构简单、运动稳定、控制可靠,可适应复杂地形环境。
3)可以代替考古工作者到各种危险环境中工作,替旅游爱好者提前探测路线,减小危险系数。
4)具有广阔的应用前景,使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。解决了人力不能解决的各种问题,对人类开辟新的产业,维护和平,解决疑难问题,提高生产与生活水平具有十分巨大的作用。
参考文献
[1]罗文华.一种反恐机器人的设计[J].才智,2012(35):45.