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无线网络音视频采集机器人平台比赛编号：A377日期：2007-1-6单位：南京大学电子科学与工程系参赛者情况：（1）姓名：刘虎职业：在校本科生（2）姓名：李圣红职业：在校本科生（3）姓名：陈烨职业：在校本科生（4）姓名：王玉龙职业：在校本科生（5）姓名：周春城职业：在校本科生联系方式：姓名：刘虎电话：13921429383地址：江苏省南京市南京大学浦口校区8栋2单元103邮箱：liu_hu@126.com1【摘要】在现实生活与生产领域，经常需要一种机器人能够代替人类在复杂环境下从事劳动，如灾难搜救、危险场所作业以及狭小空间内的勘探等，这种机器人一般要求体积小、重量轻，具有行走功能和感知功能，并且能够远程遥控。本方案基于st-arm7嵌入式系统、CMOS图象传感器和无线传输技术，可以实现一个遥控机器人，通过遥控采集目标图象和声音，并实时传回至PC机显示。同时我们可以通过pc机对机器人进行实时控制。系统具有如下特点：（1）实时传回目标处的图象声音信息，便于及时作出判断和决策（2）体积小巧，可遥控到达如中央空调通气道等狭小空间内（3）控制和图象显示端采用普通PC机，无需额外成本（4）通过扩展增加作业机构可以实现遥控作业，如排爆等【关键词】CMOS图象传感器、arm嵌入式系统、无线传输，遥控机器人系统方案:一、概述系统主要由移动机器人终端和PC机控制终端两部分组成，机器人终端实时采集目标的图象信息，通过无线网络传回PC机终端，PC机终端将图象信息显示在LCD上；同时可以通过PC机终端向机器人发出指令控制其运动，可以用于矿难搜救、排爆以及中央空调通风管道的检测、清洁等。系统整体框图如下：2机器人终端和PC机终端通过无线网络互连，建立全双工通信，机器人终端往PC机端传送图象信息，PC机端往机器人端传送运动控制信号。机器人终端主要由图象采集、数据处理、无线传输和伺服机构控制4个模块组成，通过运行嵌入式操作系统驱动这四个模块协调工作。其中图象采集模块采用CMOS摄像头，根据CMOS摄像头初步拟订有两个子方案供选择：（1）如果能有自带硬件编码的CMOS摄像头，可直接得到MPEG-4格式的图像文件，则直接将其打包发送，这样得到的图象连续性好，而且需要带宽少。（2）如果无法找到自带硬件编码CMOS摄像头，则通过数据处理模块将图象简单地处理，得到如jpeg格式之类的图片格式发送，这种方案需要带宽大，而且在限定带宽下画面连续性较MPEG-4格式的图像也有差距，但是由于机器人移动较慢，即便每秒两幅图片也已足够，所以此方案也可以选择。二、硬件部分介绍机器人终端硬件包括系统板和伺服机构两部分，其中系统板基于STR710FZ2T6处理器芯片，外部扩展RAM和FLASH存储器以便于运行嵌入式操作系统，通过usb接口连接摄象头和无线网卡，用于运行操作系统、采集图象信息并与PC终端通讯；伺服机构主要为两片LMD18245芯片和直流电机，通过STR710芯片的GPIO与系统板相连，负责控制机器人的运动。硬件框图如下：下面分别对各重要部分电路作简单介绍：a,电源部分：3外部电源输入电压为5V，通过由图中L1、L2、C1-C4组成的去耦电路后，一路作为USB接口电源，另一路接到LM1117芯片，LM1117芯片将5V电压转化为3.3V电压，供数字芯片使用。此外，STR710芯片、晶振以及串口芯片MAX3232各用一个10uF和一个0.1uF电容去耦，其余芯片则各并联一个0.1uF电容。b,STR710处理器部分：4处理器芯片采用STR710FZ2T6芯片，由/CS0和/CS1信号分别选通外部扩展的FLASH和RAM地址段，使用了芯片的USB、JTAG接口和U2串口；另外，芯片的P2.8-P2.15和P1.0-P1.6引脚用于控制伺服机构，P1.13、P1.14用于控制PCB板上的两个指示灯LED。c,时钟源部分：系统使用3个晶振，其中16M和48M的有源晶振信号分别作为STR芯片的主时钟和USB时钟，32K的振荡器用于提供实时时钟信号。d,存储器部分：由于处理器芯片数据总线为16位，寻址方式为双字节，地址线A0固定为低电平，所5以A0地址线不使用，直接以A1为最低位地址。RAM：RAM通过STR710的/CS1信号选通，考虑到需要运行操作系统，需要较大的内存，采用TC55V8200芯片，TC55V8200是TOSHIBA公司生产的CMOS静态RAM，8位数据总线，每片可以提供2M字节的容量。采用位扩展...