3 G網(wǎng)絡(luò )的移動(dòng)機器人遠程監控系統

摘要：介紹了基于嵌入式Linux平臺視頻傳輸與控制系統的構建，給出了跨客戶(hù)端通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠程視頻傳輸的技術(shù)實(shí)現，并總結了在實(shí)現過(guò)程中遇到的難點(diǎn)以及對應的解決方案。
關(guān)鍵詞：機器人；3G；Linux；CGI；Ajax

引言
3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，結合了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)等多媒體技術(shù)。隨著(zhù)3G技術(shù)的發(fā)展，它在聲音和數據的傳輸速度上有很大提升，并能夠在全球范圍內實(shí)現無(wú)線(xiàn)漫游。其數據傳輸高速、永遠在線(xiàn)、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，有效地解決了移動(dòng)機器人采用有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)遠程控制所帶來(lái)的信息傳輸和控制距離等方面的瓶頸問(wèn)題，使遠程救援機器人、仿真機器人、家庭保姆機器人等移動(dòng)機器人技術(shù)在大數據量實(shí)時(shí)傳輸方面多了一種可利用的解決方案。

1 系統總體架構
本系統主要用來(lái)將移動(dòng)機器人所采集到的視頻數據通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )傳給服務(wù)器，再將服務(wù)器的控制信號傳給電機驅動(dòng)板，以驅動(dòng)移動(dòng)機器人平臺運動(dòng)，總體架構如圖1所示。攝像頭OV9650采集的視頻圖像經(jīng)過(guò)JPEG壓縮后，存入緩存區，當服務(wù)器監聽(tīng)到客戶(hù)端的接入請求后，再將緩存區的數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸給客戶(hù)端的監控界面進(jìn)行顯示；當需要控制機器人行動(dòng)時(shí)，客戶(hù)端的控制按鈕發(fā)送控制信息給服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)程序解析后控制底層電機驅動(dòng)器，驅動(dòng)機器人平臺運動(dòng)。

系統硬件平臺核心處理器采用S3C6410，它基于A(yíng)RM1176JZF—S內核，是一個(gè)16／32位RISC微處理器，其內部集成了強大的硬件加速器，包括音視頻處理、2D加速等，為2．5G和3G通信服務(wù)提供了優(yōu)化的硬件性能，工作頻率最高可達677 MHz；采用2 GB NAND Flash，主要用于存放內核代碼、應用程序、文件系統和數據資料；DDRSDRAM采用兩片128 MB K4X51163PE芯片；攝像頭采用CMOS圖像傳感器OV9650，最高輸出130萬(wàn)像素(1300×1 024)，具有高敏感度、低功耗、支持多種常用的圖像格式輸出、支持自動(dòng)圖像控制等優(yōu)點(diǎn)。
Linux作為一種類(lèi)Unix操作系統，具有穩定健壯、低成本、高性能、互操作性好和源代碼開(kāi)放等特點(diǎn)。而其良好的內核結構，以及可裁剪的特性，滿(mǎn)足了嵌入式應用的差異性需求，使其在嵌入式系統領(lǐng)域占有一席之地。本系統中采用的Linux內核為3．0．1版本，文件系統采用YAFFS2，Bootloader選用uboot。

2 系統軟件設計
2．1 視頻數據的采集與傳輸
視頻數據的采集通過(guò)Linux中視頻設備OV9650的驅動(dòng)以及Video for Linux提供的相應接口完成。為了方便，將視頻采集的相關(guān)信息封裝到以下結構體中：

采集程序通過(guò)函數init_s3c6410(struct vdIn*vd，char*device，int width，int height)來(lái)完成對攝像頭以及采集參數的初始化，并通過(guò)函數s3c6410_Grab(struetvdIn*vd)完成對圖像的抓取，用JPEG壓縮算法對采集到的圖像進(jìn)行壓縮，圖像格式為RGB565。