基于无线图像传输智能侦察系统探究

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1、基于无线图像传输智能侦察系统探究　　作者简介：徐迎曦（1976—），女，河南息县人，讲师，硕士，研究方向：计算机控制、传感器技术（E-mail：yingxixu@sina.com）；李传锋（1976—），男，河南鹿邑人，副教授，博士，研究方向：计算机控制、智能控制。摘要：针对环境恶劣、空间狭小等人不宜进去的地方，以及在化工、火灾、排雷等存在危险的地区，开发一种代替工作人员的无线图像智能传输侦察系统。首先，利用侦察模块采集到现场的图像信息，通过无线形式将图像传送到手持控制终端进行显示。其次，手持终端搭载的控制器通过三维加速度倾角传感器和无线模块，进行重力感应遥控侦察设备

2、的运动方向。再次，利用超声波模块进行避障处理和光电开关传感器模块进行防掉入悬崖之中；最后，利用无线图像传输模块nRF24L01，设计了两种无线数据传输方案，成功解决了无线传输数据丢包的问题。关键词：无线图像传输；侦察系统；超声波避障；STM32；重力感应控制中图分类号：TP273文献标识码：A1引言10图像传输已广泛应用于各个领域，与传统的有线传输相比，图像无线传输无需布线，在安装、监控节点增加和节点的移动等方面都具有优势。移动侦察机器人作为一种新型灵活的侦察设备，在搜索救援、反恐防毒、易燃易爆等领域有着广泛的应用[1-4]，尤其在一些防爆、核化、污染、恶劣环境及空间

3、狭小等人不宜进去的地方应用更为突出。针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题，文献[5]提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法，能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标。文献[6]设计具有火灾识别、视频压缩、通信报警等功能的消防侦察机器人的通信系统。文献[7]为了实现侦察机器人对运动目标的跟踪，开发了一种可以调节速度的位置伺服运动控制器，并安装于二自由度云台上。而一些现实的侦察系统需要依靠各种传感器，检测到有用图像信息通过无线传输的方式把信号传送到监测中心，同时发出报警信号。因而，如何把图像信息稳定采集并传输到显示设备，以及进行合理的避障报警处理等功能的研究具

4、有良好的现实意义。10本文着重于图像无线传输功能的搭建和数据传输方案以及图像识别技术的设计，并用侦察车搭载图像采集、无线发送设备。系统核心采用STM32和STC系列微处理器，包括图像采集模块、无线传输模块、重力感应远程控制、超声波避障模块和TFT触摸屏连接；搭载光电开关，防止侦察车掉入悬崖之中；系统能对恶劣环境进行侦察，配备照明系统通过nRF24L01无线模块实时发送高清图像信息，采用重力感应无线遥控设备；系统采用3.2寸TFT超大屏幕显示图像信息，并配备SD卡存储关键的图片信息，使得侦察工作更有实际应用意义；系统搭载高精度超声波模块，防止撞到障碍物损坏小车以及图像采

5、集设备，使得设计更加人性化，同时也保证了侦察系统的安全可靠性。2系统主体结构设计系统集图像信息采集、无线传输显示以及图像识别于一体，且侦察设备采用无线控制。能采集所监控现场的图像信息，通过无线射频模块将图像发送到接收端的同时，方便做出判断，能控制搭载着视频采集装置的小车，寻找需要的目标后使用无线的形式发回信息，并在彩屏上显示采集到的图像。手持终端采用重力感应控制，在侦察车行驶时采用超声波和光电开关来实现小车的测距避障和防止掉入悬崖，保证图像采集、发送设备的安全。是一种基于嵌入式开发板处理器的低成本图像无线传输系统，系统的主体结构及实物图分别如图1、图2所示。10系统核

6、心采用STM32和STC15系列微处理器，STM32系列处理器是由意法半导体ST公司生产、基于ARM公司Cortex-M3内核的微控制器，专门为微控制系统、汽车控制系统、工业控制系统和无线网络等嵌入式应用领域而设计，具有高性能、低功耗、高集成度、丰富且性能出众的片上外设、编程复杂度低等优点。STC15系列单片机中包含中央处理器、程序存储器（Flash）、数据存储器（RAM）、EEPROM、定时/计数器、I/O接口、UART接口和中断系统、SPI接口、高速A/D转换模块、PWM（或捕捉/比较单元）以及硬件看门狗、电源监控、片内RC振荡器等模块等，几乎包含了数据采集和控制

7、中所需的所有单元模块，完全称得上一个片上系统（SOC），很容易地构成典型的测控系统。侦察系统中的直流电机采用STC15F61S2单片机的PWM进行控制；在侦察设备前后各装一个超声波模块，通过查询法测距进行避障的处理；在设备的前后各装一个光电开关，用查询法测距进行防止掉入悬崖之中；采用光敏检测传感器模块检测光照的强度，当光线较暗时自动打开照明设备；基于nRF24L01无线模块，利用中断法接收数据，保证通信的正常运行；采用液晶模块可以实时显示超声波距离以及光电开关的状态。2.1动力驱动设计10电机和驱动芯片的选择，通过数据测定和分析比较，确定最佳的设计方