【DigiKey创意大赛】树莓派图传遥控小车作品提交

lb8820265

【DigiKey创意大赛】树莓派图传遥控小车作品提交 [复制链接]

 

作品名称：树莓派图传遥控小车
作者：lb8820265

 

  

一、作品简介

 

DIY的树莓派图传遥控小车，主要用到的模块包括：树莓派4B、PicoW、树莓派CSI接口摄像头、MPS MEZS91202A电源模块、TB6612NFG电机驱动。树莓派获取摄像头数据然后通过RTSP推流，电脑接收视频数据，手机上位机连接PicoW控制小车运动和摄像头云台运动。该小车可作为高级玩具和视频监控机器人。

二、系统框图（图文结合）

系统硬件连接框图如下图所示。

 

各模块之间通过洞洞板连接，洞洞板如下图所示。

   

硬件连接原理图如下图所示。

 

小车的硬件主要以树莓派4B和PicoW为中心。3S锂电池通过两个MPS电源模块分别给树莓派4B和PicoW供电，树莓派4B连接CSI树莓派摄像头，PicoW连接了包括包括舵机云台，编码器，电机驱动模块。电机驱动模块接受3S电池供电，MPS电源模块供电，和PicoW控制，然后连接直流电机。直流电机转速信息被编码器获取，然后反馈给PicoW，这样就可以进行稳定的速度控制，树莓派4B、PicoW、电脑、手机都连接在同一个无线路由器上。

小车软件主要包括三个部分，PicoW软件，手机上位机软件，树莓派4B软件。PicoW软件主要包括：UDP网络通信，PWM电机控制，PWM舵机控制，电机驱动模块控制，GMR编码器数据获取，手机通信协议制定，速度控制算法等。手机上位机软件是在Android系统上编写，主要包括：UDP网络通信，摇杆控件，通信协议制定。树莓派4B内部运行Ubuntu Mate 20.04操作系统，主要是功能是获取CSI接口的摄像头数据，然后通过RTSP协议将视频数据推流到无线路由器，然后电脑端通过VLC软件获取推流并展现出来。

四、各部分功能说明（图文结合）

（各部分实现的功能说明及讲解，以图文结合的展示）

对手机Android程序、PicoW程序和树莓派4B程序各功能进行详细说明。

3.1 PicoW UDP网络通信

UDP初始化程序如下图所示。

 

UDP通信程序回调如下图所示，在回调函数中接收手机端发送过来的数据进行解析，并将速度和距离数据发送回手机

   

3.2 PicoW PWM功能模块、电机与舵机控制

PWM使用电机和舵机两个地方，PWM初始化程序如下图所示。

 

舵机PWM控制程序如下图所示。

 

电机PWM控制程序如下图所示。

 

3.3 PicoW 编码器数据获取

编码器用来获取电机速度，编码器初始化代码如下。

 

数据获取代码如下。

 

3.4 PicoW 定时器

定时器用来定时的控制小车与舵机，控制闪烁LED灯，定时为50ms，定时器初始化代码如下。

 

定时器回调函数如下图所示。

 

3.5 PicoW控制LED

PicoW的LED灯是通过无线通信芯片来控制的，要控制LED先要初始化通信芯片，在前面已经介绍了，LED的控制不能在中断函数中进行，只能在main主函数中进行，在定时器中将标志位至1，在while中不断的查询，然后翻转LED灯，代码如下。

 

 

3.6 手机Android定时器与控制逻辑

由于手机端Android程序过于庞大，这里介绍其核心代码，在手机定时器中不断的发送控制数据，定时器函数与代码如下。

 

 

3.7 树莓派4B摄像头视频推流

获取摄像头数据并RTSP推流的核心代码如下图所示。

raspivid -o - -t 0 |cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8090/}' :demux=h264 

3.8 电脑端获取视频推流数据

电脑端主要通过VLC软件获取数据，在网络媒体中输入树莓派的IP地址，IP需要查询，不同用户不一样，让后再加上8090端口号，例如我的URL地址为：rtsp://192.168.31.159:8090/，然后点击播放即可。

 

 

四、作品源码

Android手机端源代码：https://download.eeworld.com.cn/detail/lb8820265/630787

PicoW端源代码：https://download.eeworld.com.cn/detail/lb8820265/630786

五、作品功能演示视频

演示视频链接：https://training.eeworld.com.cn/video/38973

六、项目总结

该项目主要使用了在DigiKey购买的PicoW和树莓派4B，项目复杂难度大，涉及到的需要编程的设备有4个，涉及到的硬件设备多达十余个。项目趣味性高，可以用于监控机器人，未来还可以进行自动行驶，可扩展性强。

七、其他

项目Android手机端部分界面照片如下。

 

小车多角度照如下。

 

 

全家福照片如下。

 

  

 

okhxyyo

赞！！楼主辛苦啦

wangerxian

你这个跟我的作品有点像，不过我是用的ESP32，树莓派太费电了。