目前,景區(qū)人工湖、校園人工湖等小型水域垃圾漂浮物的清理方式主要采用人工清理,存在效率低、人工成本高、不安全等弊端。而市場上的水面垃圾清理船主要適用于漂浮物集中的大型區(qū)域的清理,其成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體型大。目前市場上尚缺乏在小型水域的清潔裝置,本文基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計了一個具有視頻監(jiān)控、語音控制、地圖顯示、水質(zhì)監(jiān)測、側(cè)翻報警和遠程監(jiān)控等功能的小區(qū)域水面清潔機器人船體系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計分為三個部分,分別是系統(tǒng)硬件設(shè)計、嵌入式軟件設(shè)計以及上位機軟件設(shè)計。嵌入式硬件核心電路采用iTOP-4412核心板,并圍繞核心電路設(shè)計了主控電路、電源電路、串口通信電路、電池電壓采集電路。采用花生殼搭建了內(nèi)網(wǎng)穿透的硬件環(huán)境,實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)的通信。采用4G無線路由器和本地服務(wù)器實現(xiàn)遠程控制機器人清理水面垃圾。嵌入式軟件設(shè)計:主要有配置嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境、設(shè)計通信協(xié)議、采用epo11模型設(shè)計本地服務(wù)器解決多客戶端監(jiān)控、采用線程池優(yōu)化多線程的調(diào)用以及采用ET模式(邊緣觸發(fā))優(yōu)化緩沖數(shù)據(jù)的讀取,提高了服務(wù)器的效率。通過電機控制機器人的前后左右加減速,傳感器采集程序的設(shè)計,包括視頻圖像、GPS數(shù)據(jù)、水質(zhì)濁度數(shù)據(jù)、傾角傳感器數(shù)...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景和意義
    1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.5 主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計以及相關(guān)技術(shù)原理研究
    2.1 系統(tǒng)需求及設(shè)計目標
    2.2 系統(tǒng)總體框架
    2.3 嵌入式軟件設(shè)計方案
    2.4 上位機軟件設(shè)計方案
    2.5 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)介紹
        2.5.1 本地服務(wù)器相關(guān)技術(shù)
        2.5.2 百度地圖技術(shù)介紹
        2.5.3 百度語音技術(shù)簡介
        2.5.4 視頻傳輸協(xié)議
        2.5.5 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)
    2.6 本章小節(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計
    3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計
    3.3 電源電路設(shè)計
    3.4 串口通信電路設(shè)計
    3.5 電池電壓采集電路設(shè)計
    3.6 內(nèi)網(wǎng)穿透硬件環(huán)境搭建
        3.6.1 器件選型
        3.6.2 實現(xiàn)步驟
    3.7 本章小結(jié)
第4章 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 嵌入式系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    4.2 交叉編譯環(huán)境
    4.3 通信協(xié)議
        4.3.1 TCP/IP模型
        4.3.2 TCP及UDP協(xié)議
        4.3.3 上下位機通信協(xié)議的設(shè)計
    4.4 本地服務(wù)器的實現(xiàn)
        4.4.1 系統(tǒng)需求
        4.4.2 服務(wù)器模型的選擇
        4.4.3 服務(wù)器設(shè)計與實現(xiàn)
        4.4.4 多線程的優(yōu)化
        4.4.5 緩沖數(shù)據(jù)的優(yōu)化
    4.5 內(nèi)網(wǎng)穿透
        4.5.1 內(nèi)網(wǎng)穿透的必要性
        4.5.2 內(nèi)網(wǎng)穿透的難點
        4.5.3 內(nèi)網(wǎng)穿透的實現(xiàn)
    4.6 傳感器數(shù)據(jù)采集
        4.6.1 視頻圖像數(shù)據(jù)采集
        4.6.2 GPS傳感器數(shù)據(jù)采集
        4.6.3 濁度傳感器數(shù)據(jù)采集
        4.6.4 電子羅盤數(shù)據(jù)采集
        4.6.5 電池電量的采集
    4.7 電機控制
    4.8 本章小結(jié)
第5章 上位機系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計
    5.2 Android開發(fā)環(huán)境
        5.2.1 準備所需要的工具
        5.2.2 Android Studio與Eclipse
    5.3 主界面及數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.3.1 系統(tǒng)主界面
        5.3.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.4 百度地圖
        5.4.1 地圖服務(wù)商選擇
        5.4.2 百度地圖API
        5.4.3 配置SDK
        5.4.4 定位方法
        5.4.5 坐標轉(zhuǎn)換
        5.4.6 運動軌跡的實時顯示
    5.5 視頻監(jiān)控
        5.5.1 視頻實時監(jiān)測
        5.5.2 視頻回放
    5.6 百度語音控制
        5.6.1 百度語音識別技術(shù)簡介
        5.6.2 配置SDK
        5.6.3 語音控制指令
    5.7 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)調(diào)試
    6.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
    6.2 水面垃圾清理測試分析
    6.3 視頻實時監(jiān)控
    6.4 水質(zhì)監(jiān)測
    6.5 地圖顯示
    6.6 語音控制
    6.7 電量監(jiān)測
    6.8 側(cè)翻報警
    6.9 多客戶端監(jiān)控測試
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3751901