仓库远程监控与警报系统.docx

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 仓库远程监控与警报系统学 院 通信与电子工程学院 专业班级 电子xxx 学生姓名 xxx 指导教师 xxx 成 绩 2016年 6 月 17 日摘 要 研究和设计一款仓库远程监控与警报系统,系统分为两部分一部分为定点监控，一部分为动点监控。可以实时监控仓库中的的情况，使仓库的图像显示在PC电脑端或者是安卓手机端。动点监控系统不是固定在某个地方，是一个可以移动的WIFI智能小车可以到达仓库的每一个角落，系统还可实现360度无死角的视频拍摄，红外蔽障和自动循迹等功能。定点监控部分:采用WIFI为传输信号，红外线为警报装置。动点监控部分:动点监控是一个WIFI智能小车是由电机、车身、MEGA328p控制芯片、无线收发模块、电机驱动、转向器、电源、摄像头等主要部件。WIFI智能小车使用笔记本电脑或移动电话可以连接到路由器的无线路由器，路由器在摄像头上通过应用软件显示捕获的视频信号，然后通过智能终端设备发送控制命令到无线路由器，再通过无线路由器将指令传送到单片机处理。然后通过单片机控制电机驱动电机的转动，舵机的转动，从而达到控制汽车的运动和视频的捕捉。关键词：仓库远程监控；智能小车；红外警报；智能手机操控AbstractResearch and design a warehouse remote monitoring and alarm system, the system is divided into two parts as a fixed point monitoring, part of the fixed point monitoring. Can be real-time monitoring of the situation in the warehouse, so that the image of the warehouse at the PC computer terminal or Android mobile terminal. Point monitoring system is not fixed in a place, is a mobile wifi smart car can reach every corner of the warehouse, the system can achieve 360 degree corners of the video shoot, infrared shield barrier and automatic tracking and other functions. Fixed monitoring part: the use of WIFI as the transmission signal, infrared alarm device. Fixed point monitoring part: point monitoring is a WIFI smart car is composed of motor, body, MEGA328p control chip, wireless transceiver module, motor driver, steering gear, power supply, camera and other major components. WiFi smart car using laptops or mobile phones can be connected to the router wireless router to router on the camera by application software display captured video signal, and then through intelligent terminal device sends a control command to the wireless router, again through a wireless router to send commands to the microcontroller processing. Then through the single chip microcomputer control motor drive motor rotation, the rotation of the steering gear, so as to achieve the control of motor vehicle motion and video capture.Key words: warehouse remote monitoring; smart car; infrared alarm; smart phone control IV目 录摘要IAbstractII第 1 章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外发展状况11.3 课题主要研究内容21.4 系统采用的主要技术2第 2 章 系统总体设计方案42.1 定点监控子系统设计方案42.1.1 定点监控子系统设计要求42.1.2 定点监控子系统的结构42.1.3 定点监控子系统的工作原理42.2 动点监控子系统设计方案52.2.1 动点监控子系统结构52.2.2 动点监控子系统工作原理6第 3 章 系统硬件电路设计73.1 系统主控电路设计73.1.1 MEGA328p主控芯片73.1.2 MEGA328p单片机引脚说明83.1.3 单片机最小系统93.1.3 MEGA328p单片机的使用113.2 无线数据传输电路设计113.2.1 Link V4.0 AR无线路由器113.2.2 无线路由器的设置113.2.3 无线数据传输电路工作原理13 3.3 电机驱动电路设计143.3.1 L298电机驱动芯片143.3.2 L298电机的引脚说明153.3.3 电机驱动电路工作原理163.4 视频采集电路设计163.4.1 极速B18S摄像头163.4.2 摄像头主要结构和组件173.4.3 视频采集电路工作原理173.5 舵机电路设计183.5.1 SG90舵机183.5.2 舵机的控制183.5.3 舵机的作用183.6 电源模块设计193.6.1 LM2596供电电路芯片193.6.2 LM2596的引脚说明和特性203.6.3 稳压电路20第 4 章 系统程序设计224.1 系统主控程序流程224.2 串口中断子程序流程234.3 定时器中断子函数流程图244.4 避障子函数流程图254.5寻迹函数流程图26第 5 章 上位机软件设计与调试275.1 上位机开发技术与开发环境275.1.1 Android操作系统275.1.2 Java语言与开发环境285.1.3 C+语言与开发环境295.2 PC机端上位机软件设计295.3 手机端上位机软件设计315.3.1 手机操控界面的设计315.3.2 手机后台控制程序设计315.4 系统综合调试33结论35参考文献36附录 137附录 239致谢51第1章 绪论1.1 课题背景目前基于Android手机和WIFI技术开发的娱乐软件较多，而控制机电产品的软件和专利相对较少。基于WIFI信号控制的遥控智能机器人也已问世于电子产品世界，其应用也会日趋广泛。鉴于对它的开发和研究也成为当下的热门技术，对人们的生活和高科技的发展探索都有很高的价值意义。我设计的“仓库远程监控与警报系统”将是以PC电脑端或者安卓手机作为手持终端，通过WIFI传输指令，由于遥控器是电脑或者手机，因此携带极其方便。基于WIFI的控制系统不仅可以控制小车，稍做改动就可用来控制电脑、家用电器甚至探测、排爆机器人等，同时也可用于地质检测设备的手持终端。无线遥控的出现大大的缩减了人在危险环境中工作和对危害性任务的作业的直接参与，如在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等这些危险与恶劣的环境中。因此，无线遥控在这方面的领域中，特别是近些年，发展迅速。1.2 国内外发展状况工业用途的无线遥控和视频传输发展至今，日本、美国、德国等工业大国在智能无线遥控技术上占据着明显优势，新近崛起的韩国在无线遥控研发方面也逐渐走向前沿，而中国在相关应用方面稍有不足。一直以来，美国、日本、德国以及包括中国在内的很多国家对遥控技术这一课题进行了研究，并取得了一定的成果。关于无线遥控技术的应用，国内现有比较常见的是自动除尘机器人、餐馆送菜机器人等，该类机器人主要以为日常生活提供便利为目的。而国外研究的有四轴送货机器人、移动追踪垃圾桶等，国外市场上的机器人对比国内相对比较先进，但其用途面向消费者主要是生活方面的应用。而本课题研究的远程视频监控主要应用于仓库防盗和视频采集以及仓库的火灾救灾，因此本课题具有一定的研究意义。1.3 课题主要研究内容现在我们居住的21世纪是一个智能化非常高的时代,各种智能化产品和设备正在一步一步的替代人为的操作。随着人们的经济的发展和人们的生活水平的不段提高,电子电器的飞速发展。仓库的物品也越来越多，然而仓库的安全也不容忽视。很多人的防盗意识不是很强，所以就造成偷盗现象屡见不鲜。因此,很多人对仓库的安全越来越担忧。本设计就是为了实现仓库远程监控和警报来满足现代仓库的防火防盗。本论文从硬件和软件两方面对系统进行了详细的设计。1.4 系统采用的主要技术本设计的定点监控是红外警报装置，红外警报装置通过检测红外线信号然后传回手机app，然后手机发出警报。本设计的动点监控部分是一个WiFi的小车，是以MEGA328p单片机为控制核心,使用超声波传感器来检验道路上的阻碍并且来测出小车与阻碍之间的距离,小车使用车身自带的红外传感器能够的自动避障,通过转换PWM信号的占空比用来控制行驶速度,和自动停车,自动寻迹等功能。通过对这动点监控部分也就是WiFi小车的研究，我们可以建立一个智能车模型和理论基础。智能车辆的研究，在国内外取得了很大的成绩，比如谷歌的无人驾驶汽车，已经在高速公路上安全行驶数千英里，一直在高速行驶能有这么好的控制能力，无非是在智能汽车领域的一个里程碑。对于智能停车系统，现在已经进入了民用领域，很多车型都配备了这个系统，汽车用超声波传感器扫描路的两侧，通过比较停车位和车辆的长度，自动寻找合适的停车位。在找到合适的位置后，司机只需要控制刹车，车辆自动控制转向操作，然后车辆就可以停止停车空间，而液晶屏将有相应的显示。MEGA328p是单片机由英特尔公司对8048的延伸并且提高8048了的性能而开发出来的，优化了布尔代数运算的指令和串口通信五个中断源。40双列引脚，它的内部有128个RAM单元和4K大小的ROM。1MEGA328p有16位定时器计数器，两个外部中断，三个定时中断，一个串行中断，并有8个4位并行输入口。MEGA328p内部时钟电路，但是需要的石英晶体和微调电容器连接，使用22.1184MHz晶振频率。对MEGA328p系统性能可以满足要求的数据采集时间的精度，使产品具有产品种类繁多，应用也很成熟，所以用它是作为控制核心。新一代单片机提供了相当完备的总线结构，为系统的扩展和配置奠定了良好的基础。本文的主要研究内容是基于MEGA328p设计WIFI智能小车，小车可实现自动跟踪、自动避障，超声波测距。智能车控制系统使用无线远程控制，包括驱动电路、红外通信电路、无线视频通信电路。本文主要讨论了设计方案的选择、硬件设计、软件设计及测试结果。电源的设计，通过供电系统的几种电压12V、8V、5V等2；电机驱动模块，详细阐述了驱动电机的原理、视频信号的采集。第2章 系统总体设计方案2.1 定点监控子系统设计方案如今市场上有各种各样的报警器，经过对它们的分析和比对，按照产品的性能要求和性价比，可以采用以红外线为主体技术的总体方案设计。2.1.1 定点监控子系统设计要求 根据实际要求，本文所研制的报警器的要求如下： （1）实现非法入侵报警； （2）使用复合式防盗传感器和热释电红外传感器一起使用，加强报警系统的可靠性； （3）通过WiFi将警报信号传回到手机APP，显示出出事地点； （4）使用双电源技术，主电源停止供电或电源被切断时，被动电源就会自动的工作。2.1.2 定点监控子系统的结构红外线报警器是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会发出报警，红外线报警系统结构如图2-1所示。传感器手机APP 图2-1红外线报警系统结构2.1.3 定点监控子系统的工作原理主动红外入侵报警器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。主动红外报警器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在0.80.95微米之间)，经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给报警控制器。由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机，构成了一条警戒线。正常情况下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。红外线警报器能探测到人体发射的10um左右的红外线，然后转换成电信号产生警报信号。红外扫描的角度约110度，扫描距离约为9米。2.2 动点监控子系统设计方案动点监控部分就是WIFI智能小车部分需要由WIFI模块、电动机驱动模块、单片机核心控制模块、摄像头模块等构成。2.2.1 动点监控子系统结构项目系统包括路由器、单片机最小系统、电机驱动电路、电机、电平转换电路、电源电路、舵机、摄像头等。路由器接收电脑和其他终端设备发送指令，将由摄像机的视频采集的信号来传输到计算机等终端设备；单片机微机系统是动点监控部分的控制中心，是主要的控制模块来负责协调工作；驱动电机旋转电机的驱动电路，可使电机正向和反向，所以可以让车子产生前进、后退、转弯等动作；电动机的作用，使整个车子的运动；电平转换电路是将路由器传输的3.3V直流电压转换微型系统单片机能识别的的高低电平实现单片机对WiFi小车的前后左右的控制，和云台上下左右的旋转；对整车系统的最重要作用是电力系统，电力系统为这个小车供电；舵机转向器制作成为云台，然后装上摄像头，然后摄像头就可以实现上下左右，180度旋转调节来采集视频信号。系统结构框图如图2-2所示。2.2.2 动点监控子系统工作原理通过计算机终端或者手机终端并且WiFi无线网络连接到小车自身的路由器上，然后通过计算机应用软件或者手机APP，发送控制命令和数据的路由。路由器接收到的数据通过串口发送给内部系统，将接收的命令和数据，通过串口端接受到命令后就会去执行相应的命令，例如云台的上下左右转动，小车的前后左右的行进等。第3章 系统硬件电路设计3.1 系统主控电路设计3.1.1 MEGA328p主控芯片MEGA328p是宏晶公司单片机中基本的产品，它采用ETC公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。MEGA328p单片机是高性能、低功耗的8位AVR微处理器。3具有先进的RISC结构131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。工作于16 MHz时性能高达16 MIPS。只需两个时钟周期的硬件乘法器非易失性程序和数据存储器32K字节的系统内可编程。Flash擦写寿命: 10,000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1024字节的EEPROM擦写寿命: 100,000。2K字节片内SRAM可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密JTAG 接口 (与IEEE 1149.1标准兼容)符合JTAG标准的边界扫描功能支持扩展的片内调试功能。通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程。4外设特点：两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器。一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器 /计数器。具有独立振荡器的实时计数器 RTC。四通道PWM。8 路10位ADC8个单端通道。TQFP封装的7个差分通道。2个具有可编程增益（1x，10x，或 200x）的差分通道。面向字节的两线接口。可编程的串行 USART。可工作于主机/从机模式的SPI串行接口。具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器。上电复位以及可编程的掉电检测。片内经过标定的 RC 振荡器。片内/片外中断源。6种睡眠模式:空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、 Standby 模式以及扩展的Standby 模式。32 个可编程的I/O口。40引脚PDIP封装，44引脚TQFP 封装， 与44引脚MLF 封装。5工作电压：ATmega32：4.5 5.5V。速度等级：ATmega32：0 - 16 MHz。功耗：正常模式下1.1 mA，空闲模式 下0.35 mA，掉电模式下11。（4）、输入小写e a，e a之间有个回车键，然后再按下y，点击回车，路由器开始擦除清除原系统固件。清除之后，路由会持续输出很多命令行，且不会停止，我们不用管，关掉路由电源。（5）重新打开路由电源，和第四步一样，通电3秒内按下回车键阻止CFE继续启动打开浏览器，输入，应看到上传固件的的选择文件，putty窗口也会出现路由器升级进度信息，此时千万不要断电，理论上此时断电会刷坏路由器，升级完成后，耐心等待5分钟，路由器会自动重启。（6）等待路由启动后，等待几分钟再次重启一次路由，打开网页，输入密码登陆进入路由器的设置，将路由器的无线网络开启，只有这样电脑等终端设备才能通过wifi信号和路由器连接。（7）用putty登陆路由，转到/etc/init.d/目录，可以看到一个ser2net.conf文件，打开它可以看到路由串口的配置信息，默认配置的波特率是9600,8位数据位，1位停止位，无校验位。完成之后需要设定mjpg-streamer和ser2net随机启动，不然没法正常工作。（8）由于我使用的摄像头是301芯片的，在电脑上显示会花屏，所以还需要对脚本进行修改，其操作步骤如下：具体步骤：a、登陆路由器：telnet (IP地址根据你的路由器实际地址而定)。b、编辑脚本/etc/init.d/wificar：# vi /etc/init.d/wificar （在START=80后面增加一行killall mjpg_streamer，修改后的脚本看下面内容。）#!/bin/sh /etc/monSTART=80killall mjpg_streamerstart() mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 640x480 -f 15 -o output_http.so p 8080 -w /web# mjpg_streamer -b -i input_uvc.so -r 352x288 -f 15 -y -o output_http.so -p 8080 -w /webser2netstop()killall mjpg_streamerkillall ser2netc、保险起见，修改wificar脚本权限。# chmod -777d、重启路由器。# sync；sync；reboot（9） 插上301芯片的摄像头，在电脑上打开我们的一个wifi小车的控制界面软件，选择wifi控制模式，然后打开视频，这时我们可以看到一个稳定视频信号通过路由器无线传送到了我们的电脑终端，至此说明我们路由器配置完成。3.2.3 无线数据传输电路工作原理无线数据传输电路可以看作一个转发器，电路发射出的WIFI信号转发给手机，电脑等移动便携式设备。一般的无线路由信号范围为半50米，现在已经有部分无线路由器的信号范围达到了半径300米。无线传输电路的RJ45口为WAN口，也就是UPLink到外部网络的接口，DDR1为LAN口，本无线传输电路只有一个LAN口，内部有一个网络交换机芯片，专门处理LAN接口之间的信息交换。通常无线传输电路的WAN口和LAN之间的路由工作模式一般都采用NAT(Network Address Translation)方式12。在无线传输电路中CPU是它的核心。目前，在主流的无线传输电路中，使用的绝大多数，都还是MIPS架构的CPU；在高端的无线传输电路中使用的处理器普遍是ARM9类型。本电路使用的是AR9331为核心。外部传输的WIFI信号通过RJ45送给CPU进行处理，处理结束后将指令通过USB信号线传给主控板的单片机进行解析。无线传输电路如图3-5所示。图3-5 无线传输电路3.3 电机驱动电路设计小车驱动系统不仅要求对电机驱动系统具备很高的转矩重量比，转速范围宽，可靠性高，并且电机的转矩转速特性受供电的影响，这就要求驱动应该有尽可能高的效率区域。我们应用的是直流电机，主要使用永磁直流电机、伺服电机和步进电机他们三类。直流电机控制起来其实是这三类中最简单的，性能也是这三类电机中最优越的，直流电源也是我们很容易得到的东西，实现直流电机的功能做起来很容易。我们采用这种直流电机驱动和控制需要驱动电机驱动芯片。常用的电机驱动芯片有L297/298，MC33886，ML4428等。3.3.1 L298电机驱动芯片我们采用的L298N是ST公司生产的一种单机驱动芯片。L298N是具有高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。其主要工作特性是工作电压高，最高工作电压可达46V之高；输出的电流大，瞬间最高电流可达到3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。高电压和高电流包含两个H桥全桥驱动器可用于驱动直流电机和步进电机和继电器线圈的电感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；有两个使能控制端的输入信号，而不允许或禁止的设备有一个电源逻辑输入端，低电压下内部逻辑电路部分的工作；可以外部检测电阻器，在反馈到控制电路的数量变化。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一个两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两个直流电机。本文采用四个直流电机，该项目采用2个L298N电机驱动用于驱动四个直流电机的转动。实物和引脚如图3-6所示。电机驱动状态表如图表3-1所示13。 实物图（a） 引脚图（b）图3-6 实物和引脚表 3-1 电机驱动状态表电机旋转方式控制端IN1控制端IN2控制端IN3控制端IN4输入PWM信号改变脉宽可调速调速端A调速端BM1正转高低/高/反转低高/高/停止低低/高/M2正转/高低/高反转/低高/高停止低低/高3.3.2 L298电机的引脚说明11和6引脚是芯片的使能端，使电机结束运动，只有当他们都是是高电2个电动机才会工作，7，5，10，12是L298的信号输入端并且会连接单芯片的端口，2，3，13，14引脚会输出信号，引脚7和引脚5用来控制引脚2和引脚3的输出，12，10引脚控制14和13引脚的输出15。3.3.3 电机驱动电路工作原理运用的直流/步进两用驱动器用来驱动2台直流电机。分别为M1和M2。可用于输入脉宽调制信号的是脉冲宽度调制信号。（如果没有需要改变速度可以两引脚连接到5V，在高转速的电机工作的短接帽短接）电机正反转是可能够实现的，只需要将信号端IN1输入高电平，IN2端输入端为低水平，电机M1就会向着正方向旋转。（假如想要电机朝着相反的方向旋转，将IN1接低电平，反之IN2接高电平）。控制其他电机是相同的方式，IN3输入信号连接到高电平，IN4输入信号连接到低电平，电机M2朝着正方向旋转。PWM信号A控制M1转速，PWM信号端B控制M2的速度15。电路原理图如图3-7所示。下图表3-1。图3-7 L298驱动电路3.4 视频采集电路设计系统运行时，就需要采集图像。首先判断奇偶场同步信号的起始，作为一场信号的开始，然后利用单片机的外部中断，检测行、场同步信号进行一行的A/D 转换，获得视频信号，直到一场结束。通过实验确定，本系统单片机每隔2 行采集1次图像，并且只采集1050 像素的图像，单片机在不超频的情况下（即BUS_CLOCK24MHz），一行能够获得50 个点，这已经满足控制要求。在横向获取行数时，采用隔行获取，同时为了缩短控制周期，只取最前面的10 行最为有效的信息。进行视频采集。3.4.1 极速B18S摄像头摄像头(CAMERA)，也被称做电脑摄像头，电脑的眼睛等，它被用来作为视频输入设备在过去已被广泛应用，远程会议和实时监测等。最近，随着互联网技术的发展，网速也快速的提高，再加上感光成像设备技术的成熟和广泛应用于制造业，这使得价格下降到普通百姓可以承受的范围。普通的人也可以通过网络上的摄像头进行通信，有一种声音的交流和对话，此外，人们还可以用于目前流行的数字视频、音频和视频处理。摄像头被分为2类，其中包含数码相机和模拟相机。模拟摄像机可以将视频采集装置所发出的模拟视频信号转换成数字信号，并将其存储在电脑中。模拟摄像机采集视频信号必须是一个特定的视频采集卡，将模拟信号转换为数字模式，并将其进行压缩，才能将模拟信号转换为电脑采用。数码相机可以直接采集图像，然后通过串口和并口或USB口连接到计算机进行传输。现在电脑市场的摄像机多为数码相机，但在数码相机中又以使用新的数据传输接口USB数码摄像头为主，是现在市场上可见的主要产品。另外还有一个视频采集卡可以交互使用的产品，但它并不是主流。由于个人电脑的迅速发展，模拟摄像头的整体成本较高，USB接口的传输速度比串行和并行端口速度更高，所以现在市场热点主要是具有USB接口的数码相机。以下是主要指的是具有USB接口的数码相机。这次我们设计所运用极速B18S的摄像头的就是USB接口传输的摄像头，如图3-8所示。图3-8 极速B18S摄像头3.4.2 摄像头主要结构和组件从相机的工作原理可以列出的主要构造和组成部分：1、主控芯片2，感光芯片3，镜头，4电源供应。摄像机需要两种内部工作电压：3.3V和2.5V，所以一个好的摄像机内部电源也是一个因素来保证摄像机的稳定。3.4.3 视频采集电路工作原理摄像头的工作原理大致是：现场通过镜头（LENS）所产生的光学图像投射到图像传感器表面上，并且转成电信号，经A/D转换器（ADC）的变化对数字图像信号转换后，再送到数字信号处理芯片（DSP）处理，通过USB接口传输到计算机进行处理，经过显示器我们能看到图像。我们在将相机连接在路由器的USB接口上摄像头驱动软件通过路由器实现摄像机的工作，路由器通过WiFi发送视频信号。计算机，手机等终端接收设备，通过控制软件接收视频信号后界面显示图像。3.5 舵机电路设计3.5.1 SG90舵机 SG90舵机的输入线为三条，中间红色的输入线是电源线，而黑色是GND，为舵机供最基本的能量保证，主要是电机的旋转消耗电能。电源有两种规格，一个是4.8V，二是6.0V，对应于不同的扭矩标准，即输出转矩差不同，对应力矩大的是6.0V，看具体的应用情况。此外，一条线是控制信号线，Futaba是白色的，JR是橙色的。还要注意一点，电源线一定在跳线的一侧而不是中间，需要确定。但记住红色的是VCC，黑色的是GND，一般不会错。SG90舵机的实物如图3-9所示。 图3-9 舵机实物3.5.2 舵机的控制舵板的舵盘的相对转动位置是0-180度，对于具有周期的舵机控制信号一般为20ms的脉冲宽度调制（PWM）信号，其中脉冲宽度在0.5ms-2.5ms之间，给它一个特定的脉冲宽度，输出轴将保持在一个相对应的角度，无论外部转矩是否改变，直到它提供了不同的脉冲信号的宽度，它才会改变角度输出到相应的新位置。舵机是一个基准电路，必要的参考信号是周期20ms,宽度为1.5ms，在脉宽比较器上，相对于外部PWM信号和参考信号，确定的方向和大小，这是由电机旋转产生的信号。因此，舵机是一种位置伺服驱动器，旋转不能多于180度，适合那些需要改变角度并能保持驱动的设备。例如，机器人的关节、飞机的舵面等。3.5.3 舵机的作用在这次视频小车中我们运用两个舵机组装成一个云台，将摄像头固定在云台上，经过单片机用来控制舵机的上下左右的转动，把我们想要角度的信息用摄像头通过图像的形式传送到计算机或者手机等终端设备。云台实物如图3-10所示。图3-10 云台实物3.6 电源模块设计3.6.1 LM2596供电电路芯片路由器需求一个12V/1A的电源；电机驱动需求一个8V左右的电源。在本次设计中依次使用了两个可调压的LM2596电源模块分别调节到需求电压为路由器和电机驱动供电。LM2596系列是美国生产3A输出电流降压开关型稳压集成芯片，它包括一个固定频率振荡器（150kHz），参考电压调节器（1.23V），并具有完美的保护电路：电流限制，热关断电路。由只有几个外围设备可以组装成一个高效率的稳压电路。能够提供3.3V，5V，12V和可调电压，以及其他一些电压等级的产品。LM2596的实物图和引脚图如图3-11所示。实物图（a）引脚图（b）图3-11 LM2596的实物图和引脚图3.6.2 LM2596的引脚说明和特性1号引脚为+VIN，2号引脚为out put，3号引脚为gnd，4号引脚为feed back，5号引脚为on/off。其主要特性：最大输出电流为3A 。最高输入电压为37V 。输出电压为3.3V、5V、12V及（ADJ）等，最大输出电压37V。震荡频率为150KHZ。 转换效率为75%88%（不同电压输出时的转换效率不同）。工作温度范围为-40+125 。工作模式为低功耗/正常两种模式，可外部控制 。工作模式控制为TTL电平相容 。所需外部组件为仅四个（不可调）；六个（可调）。器件保护为热关断及电流限制。封装形式为5脚（TO-220(T)；TO-263(S)18。3.6.3 稳压电路单片机和舵机都应该分别单独提供5V和6V的电压的电源。本次运用的是集成稳压芯片LM78系列组成的一个5V、6V的稳压模块用来供电。LM78系列引脚及实物图如图3-12所示电子产品中，市面常用的三端稳压集成电路是负电压输出的LM79系列和正电压输出的LM78系列，顾名思义，三端集成电路是监管者利用EIC点形成稳压电源外围元件少，内部电路和过流管，过热保护电路具有可靠，方便，而且价格便宜的特点。该系列集成稳压电路模型78或79后面跟着的数字表示在三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。因为三端固定集成稳压电路方便使用是通常使用的电子产品。 LM78引脚图（a） LM78实物图（b）图3-12 LM78引脚和实物图在现实的应用过程中，应该在EQWEWQW 三端集成稳压电路上尽可能去安装散热器尽可能去散去使用过程中的发热。在稳压管温度超过高度是，稳压性能就会变差，甚至烧毁，所以要安装散热器。当需求一个可以输出超过1.5A电流的稳压电源，一般运用1个或者几个三端稳压电路并联，使最大输出电流在1.5A或者N乘以1.5A，但是实际运用时需要注意：集成电路电压调节器并联使用，应该由同一生产厂家生产，同一批号的产品，以确保各项参数的一致性。此外，输出电流保持在一定的流量，从而避免了个别集成稳压电路的故障导致其他电路的损坏。78稳压电路原理图如图3-13所示。图3-13 78稳压电路原理图第4章 系统程序设计4.1 系统主控程序流程一旦确定了硬件平台的组成，就形成了功能框架，在硬件平台上搭建了软件，并完成了硬件部分的控制和协调。系统功能是通过软硬件实现的，软件的好坏直接影响系统功能强大与否，而且差别很大。因此，软件是系统最主要的部分。软件运用模块化的设计方法，不仅易于编程和调试，而且能减少软件的故障率，提高软件的可靠性。视频小车的控制是通过单片机控制驱动电路和控制信号的转向齿轮转动。但是，这些控制信号的命令和计算机或者手机等设备通过无线路由器串口传递到单片机，所以在程序中我们要求设计好串口程序，定时器，I/O端口的程序。视频小车的软件编写根据需求分为命令接收部分、命令执行部分、以及具体的信号的采集和处理。系统主程序模块主要完成对系统各模块的初始化，主要包括定时器、串口中断、外