本設計主要研究基於WIFI網絡的可視化無線遙控搬運機器人
，利用WIFI網絡高速傳輸實時視頻圖像采集
，通過機器人安裝的傳感器實現數據采集。采用WIFI網絡通訊使得控製端多樣化，可用手機，電腦等具備WIFI功能的設備進行控製。此外，還可將機器人接入Internet實現更遠距離的控製。本設計在S3C6410平台上移植了Linux操作係統用於接收命令並對硬件設備進行控製
，其中移植了MJPGstreamer作為視頻服務器
，移植了BOA服務器作為WEB服務器。本文將從硬件設計，驅動程序編寫
，服務器移植

，服務程序編寫，Android應用程序編寫，Web應用程序編寫等方麵來講述本設計的功能實現。

 

 

圖 4-1 Android應用程序流程圖

 

如圖4-1所示
，Android端的應用程序采用多線程技術，其中一個子線程每60S向服務器發送一個獲取電量的命令並根據收到的數據進行更新顯示
，另一個線程根據MJPEG協xie議yi來lai解jie析xi出chu圖tu像xiang數shu據ju並bing更geng新xin顯xian示shi，主zhu線xian程cheng主zhu要yao完wan成cheng用yong戶hu操cao控kong事shi件jian的de監jian聽ting，並bing根gen據ju用yong戶hu的de實shi際ji操cao控kong發fa送song相xiang應ying的de命ming令ling給gei服fu務wu器qi並bing從cong服fu務wu器qi獲huo得de機ji器qi人ren的de最zui新xin數shu據ju來lai實shi時shi更geng新xin。其qi命ming令ling的de發fa送song方fang式shi采cai用yongHTTP協議中的GET方法。

 

 

GET方法是HTTP協議中定義的多種與服務器進行交互的方法之一，它一般用於獲取/查詢資源信息。該方法請求的數據會附在URL之後，並且提交的數據最多隻能是1024字節，但是本設計中隻需要傳送命令字即可，因此采用GET方法來傳送命令字與獲取機器人數據信息。使用該方法來發送命令
，服務器端的CGI程序可以在QUERY-STRING環境變量中非常方便的獲取到客戶端傳送給服務器的數據，並且客戶端應用程序可以在HttpResponse中獲得服務器端返回的數據。

 

 

Android應用中HTTP GET方法實現部分代碼如下：

 

public String doGet(String url){

 

//參數設置

 

...

 

//創建 HttpClient 的實例

 

HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient(httpParams);

 

// GET

 

HttpGet httpGet = new HttpGet(url);

 

try {

 

HttpResponse response = httpClient.execute(httpGet);

 

if (response.getStatusLine().getStatusCode() == HttpStatus.SC_OK){

 

// 使用getEntity方法獲得返回結果

 

return EntityUtils.toString(response.getEntity());

 

}

 

...

 

}

 

 

Mjpeg即Motion JPEG。MJPEG將服務器端發送來的一張張JPG圖像數據發送給客戶端，客戶端不斷的接收圖像數據並顯示更新即形成了動態的圖像。MJPEG在HTTP中mjpg的在http的mime type是"x-mixed-replace"。獲取視頻圖像數據時，客戶端首先發一個GET方法，如果服務器接收響應則會設置context type的boundary子屬性來指明。然後服務器端開始發送圖片數據，在數據頭部會有圖片類型以及大小信息
，其中Content-Length字段指明圖像數據的長度，Content-Type字段指明圖像的類型其值為image/jpeg。當一幀圖像數據發送完畢後
，服務器端將會發送邊界字符串來表示一幀圖像發送結束。

圖 4-2 Mjpeg解析圖像流程圖

 

 

在Android客戶端需要根據Mjpeg協議來編寫代碼實現圖像數據的解析，其中部分代碼如下：

 

Socket server = new Socket(url.getHost(), url.getPort());

 

OutputStream os = server.getOutputStream();

 

InputStream is = server.getInputStream();

 

StringBuffer request = new StringBuffer();

 

request.append("GET " + url.getFile() + " HTTP/1.0rn");

 

request.append("Host: " + url.getHost() + "rn");

 

request.append("rn");

 

os.write(request.toString().getBytes(), 0, request.length());//請求返回File

 

StreamSplit localStreamSplit = new StreamSplit(new DataInputStream(new BufferedInputStream(is)));

 

Hashtable localHashtable = localStreamSplit.readHeaders();//獲得文件的信息頭

 

String str3 = (String)localHashtable.get("content-type");//獲得content-type以後的數據

 

int n = str3.indexOf("boundary=");//定位邊界字符串

 

Object localObject2 = "--";

 

if (n != -1){

 

localObject2 = str3.substring(n + 9);//指定到boundary子屬性

 

str3 = str3.substring(0, n);

 

if (!((String)localObject2).startsWith("--"))

 

localObject2 = "--" + (String)localObject2;}

 

if (str3.startsWith("multipart/x-mixed-replace")){//判斷MIME類型

 

localStreamSplit.skipToBoundary((String)localObject2);//定位到圖像數據部分

 

}do{

 

if (localObject2 != null){

 

localHashtable = localStreamSplit.readHeaders();

 

if (localStreamSplit.isAtStreamEnd())

 

break;

 

str3 = (String)localHashtable.get("content-type");

 

if (str3 == null)

 

throw new Exception("No part content type");

 

}

 

if (str3.startsWith("multipart/x-mixed-replace")){

 

n = str3.indexOf("boundary=");

 

localObject2 = str3.substring(n + 9);//獲得

 

localStreamSplit.skipToBoundary((String)localObject2);

 

}else{

 

byte[] localObject3 = localStreamSplit.readToBoundary((String)localObject2);

 

if (localObject3.length == 0)

 

break;

 

Message message = Message.obtain();

 

message.arg1 = 0;

 

message.obj = BitmapFactory.decodeByteArray(localObject3, 0, localObject3.length);

 

messageHandler.sendMessage(message);//顯示消息

 

}

 

fps++;

 

try{

 

Thread.sleep(10L);

 

}catch (InterruptedException localInterruptedException){

 

}

 

如圖4-3所示
，WEB客戶端采用AJAX技術，其功能模塊大體上分為3個部分：第一部分主要是監測用戶的操作並采用HTTP GET方法來發送控製命令
，最後將服務器返回的信息更新顯示。第二部分主要為120S定時發送獲取電源電量值得命令，並將獲得的數據更新顯示。第三部分獲取圖像數據並顯示。

圖 4-3 WEB客戶端流程圖

 

 

AJAX（Asynchronous Javascript + XML）即異步JavaScript和XML技術的簡稱，它可以實現網頁異步更新。采用該方法來設計WEB應用，可以隻對網頁的部分內容進行更新，而不需要重新對整個頁麵進行加載。其工作原理如下圖所示：

圖 4-4 AJAX工作原理

 

 

采用WEB瀏覽器來顯示的時候隻需要添加如下代碼：

 

<img src="http://192.168.2.1:8080/?action=stream" style="width:640px; height:480px;"/>

 

4.2.4 利用AJAX技術實現命令發送與數據更新

 

XMLHttpRequest 是 AJAX 的最基礎的部分，本設計中的部分代碼如下：

 

function SendCmd(cmd)

 

{

 

var xmlhttp;

 

if (window.XMLHttpRequest)

 

{// code for IE7+, Firefox, Chrome, Opera, Safari

 

xmlhttp=new XMLHttpRequest();

 

}

 

else

 

{// code for IE6, IE5

 

xmlhttp=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

 

}

 

xmlhttp.open("GET","./car.cgi?"+cmd,true);

 

xmlhttp.send();

 

xmlhttp.onreadystatechange=function()

 

{

 

if (xmlhttp.readyState==4 && xmlhttp.status==200)

 

{

 

var rec=xmlhttp.responseText;

 

if( rec.indexOf("PRE") == 0)

 

{

 

document.getElementById("Pressure").innerHTML="壓力:"+rec.substr(4);

 

}

 

if( rec.indexOf("POW") == 0)

 

{

 

var get_power=parseFloat(rec.substr(4));

 

get_power=9.9*get_power/1024;

 

if(power == 0)

 

power=get_power;

 

if(get_power<=power && power-get_power<0.2)

 

{

 

power=get_power;

 

if(power>8.3)

 

document.getElementById("Power").innerHTML="電量:100%";

 

else if(power>8.2)

 

...

 

}

 

}

 

}

 

}

 

}

 

 

本文從硬件選型
，硬件電路設計，係統移植，驅動程序移植編寫
，服務器搭建

，服務器程序編寫，以及Android客戶端和Web客ke戶hu端duan應ying用yong程cheng序xu編bian寫xie方fang麵mian進jin行xing了le較jiao為wei詳xiang細xi的de介jie紹shao。通tong過guo自zi己ji的de努nu力li

，完wan成cheng了le最zui低di層ceng的de硬ying件jian設she計ji到dao最zui上shang層ceng軟ruan件jian開kai發fa
，實shi現xian了le本ben設she計ji的de基ji本ben功gong能neng。最zui終zhong用yong戶hu能neng夠gou通tong過guoAndroid客戶端和Web客戶端對機器人進行夾持，運輸，擺放動作的控製
，並且能夠實時地返回機器人采集到的圖像數據和傳感器數據。

 

由(you)於(yu)本(ben)設(she)計(ji)基(ji)於(yu)成(cheng)本(ben)的(de)考(kao)慮(lv)
，並(bing)沒(mei)有(you)采(cai)用(yong)大(da)功(gong)率(lv)高(gao)精(jing)度(du)的(de)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)
，所(suo)以(yi)隻(zhi)能(neng)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)功(gong)能(neng)演(yan)示(shi)以(yi)及(ji)技(ji)術(shu)可(ke)行(xing)性(xing)演(yan)示(shi)。在(zai)後(hou)續(xu)的(de)工(gong)作(zuo)中(zhong)還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)升(sheng)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)，調(tiao)整(zheng)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)來(lai)獲(huo)得(de)更(geng)好(hao)的(de)使(shi)用(yong)價(jia)值(zhi)以(yi)及(ji)更(geng)好(hao)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)。