基于STM32的wiFi視頻監(jiān)控小車

王明 汪晨遠(yuǎn) 章智國

基于STM32的WIFI視頻監(jiān)控小車的設(shè)計(jì)，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(jī)連接WIFI模塊，來實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的接收和對(duì)主控單元的控制，最后主控模塊來控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)小車的移動(dòng)。

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(yīng)運(yùn)而生，尤其是在一些布線復(fù)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(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的可移動(dòng)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(jì)

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(yuǎn)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(hào)差、傳輸距離短、成本高、安裝不方便等問題。本設(shè)計(jì)只需從遠(yuǎn)處使用上位機(jī)或手機(jī)APP即可實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的控制、視頻采集等一系列動(dòng)作。據(jù)上分析，小車總體設(shè)計(jì)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(yùn)行更快、內(nèi)存更大、資源更多、性能更好。STM32F4最高運(yùn)行頻率可達(dá)168Mhz，而STM32F1只有72Mhz，小車選擇F4的芯片，運(yùn)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(jià)格低，性能穩(wěn)定，可以用來做串口透傳。本設(shè)計(jì)選用此芯片來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，主要分為兩個(gè)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(fù)擔(dān)，使得傳輸更加迅速和穩(wěn)定。②傳輸移動(dòng)指令;主要將手機(jī)或上位機(jī)上的移動(dòng)指令發(fā)送給主控單片機(jī)。以此來完成遠(yuǎn)距離視頻回傳與信號(hào)傳輸。

1.3 OV7725攝像頭

小車采用攝像頭模塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)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(diǎn)，當(dāng)掃描到某點(diǎn)時(shí)，就通過圖像傳感芯片將該點(diǎn)處圖像的灰度轉(zhuǎn)換成與灰度一一對(duì)應(yīng)的電壓值，然后將此電壓值通過視頻信號(hào)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(dá)150hz，滿足了采集后視頻的流暢性，并且功耗低，價(jià)格低，選用此模塊非常合適。

1.4 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)

L298N是專用驅(qū)動(dòng)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(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。滿足小車驅(qū)動(dòng)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(dòng)。，驅(qū)動(dòng)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(jì)原理，簡要分析了主控模塊、攝像頭模塊、WIFI模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊之間的協(xié)調(diào)工作，完成了視頻小車的設(shè)計(jì)。它不僅僅滿足了日常生活中人們對(duì)于視頻監(jiān)控的需求，更是實(shí)現(xiàn)了在危險(xiǎn)、惡劣工作環(huán)境下的視頻采集和回傳任務(wù)，在軍用和民用等方面有著重大意義。

參考文獻(xiàn)

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