基于WiFi網(wǎng)絡(luò)的可視化遙控搬運機器人設(shè)計

3.6 BOA服務(wù)器搭建

由于MJPGstreamer服務(wù)器只能傳輸視頻信息，而本設(shè)計需要接收客戶端的控制命令并且還需返回機器人的傳感器數(shù)據(jù)，因此需要移植支持CGI應(yīng)用腳本的服務(wù)器。BOA服務(wù)器是一個可運行在Unix或Linux下的非常小巧的單任務(wù)WEB服務(wù)器，并且支持CGI腳本，廣泛應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域。本設(shè)計通過編寫CGI腳本來完成服務(wù)器與客戶端的數(shù)據(jù)交換。

3.7 服務(wù)器端程序設(shè)計

服務(wù)程序主要完成機器人的初始化、讀取電量值并將電量值通過LED進行提示，讀取命名管道獲得命令字并將其解析執(zhí)行。主要的流程圖如圖3所示。

如圖3所示，本設(shè)計中的服務(wù)程序采用多進程程序設(shè)計方式，其子進程每60 s采集一次電源電量信息并更新電量指示燈顯示，主進程采用阻塞讀的方式讀取命名管道來等待客

戶端發(fā)送命令，獲得命令之后對命令進行解析，并調(diào)用驅(qū)動程序來執(zhí)行相應(yīng)的命令，從而實現(xiàn)對機器人的控制。

4 客戶端程序設(shè)計

4.1 Android客戶端設(shè)計

Android客戶端軟件流程圖如圖4所示。

Android端的應(yīng)用程序采用多線程技術(shù)，其中一個子線程每60 s向服務(wù)器發(fā)送一個獲取電量的命令并根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進行顯示更新，另一個線程根據(jù)MJPEG協(xié)議來解析出圖像數(shù)據(jù)并更新顯示。主線程主要完成用戶操控事件的監(jiān)聽，并根據(jù)用戶的實際操控發(fā)送相應(yīng)的命令給服務(wù)器，并從服務(wù)器獲得機器人的最新數(shù)據(jù)來實時更新，其命令的發(fā)送方式采用HTTP協(xié)議中的GET方法。

GET方法是HTTP協(xié)議中定義的多種與服務(wù)器進行交互的方法之一，它一般用于獲取/查詢資源信息。該方法請求的數(shù)據(jù)會附在URL之后，并且提交的數(shù)據(jù)最多只能是1024字節(jié)，但是本設(shè)計中只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(shù)據(jù)信息。使用該方法來發(fā)送命令，服務(wù)器端的CGI程序可以在QUERY—STRING環(huán)境變量中非常方便地獲取到客戶端傳送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)，并且客戶端應(yīng)用程序可以在HttpResponse中獲得服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)。

MJPEG將服務(wù)器端發(fā)送來的一張張JPEG圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端不斷地接收圖像數(shù)據(jù)并顯示更新，即形成了動態(tài)的圖像。獲取視頻圖像數(shù)據(jù)時，客戶端首先發(fā)一個GET方法，如果服務(wù)器接收響應(yīng)則會設(shè)置contexttype的boundary子屬性來指明，然后服務(wù)器端開始發(fā)送圖片數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的長度，Content—Type字段指明圖像的類型值為image/jpeg。當一幀圖像數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，服務(wù)器端將會發(fā)送邊界字符串來表示一幀圖像發(fā)送結(jié)束。

4.2 WEB客戶端設(shè)計

WEB客戶端程序流程圖如圖5所示。WEB客戶端采用AJAX技術(shù)，其功能模塊大體上分為3個部分：第一部分主要是監(jiān)測用戶的操作并采用HTTP GET方法來發(fā)送控制命令，然后將服務(wù)器返回的信息更新顯示;第二部分主要為120 s定時發(fā)送，獲取電源電量值的命令，并將獲得的數(shù)據(jù)更新顯示;第三部分獲取圖像數(shù)據(jù)并顯示。

AJAX(Asynchronous Javascript+XML)即異步JavaScript和XML技術(shù)的簡稱，它可以實現(xiàn)網(wǎng)頁異步更新。采用該方法來設(shè)計WEB應(yīng)用，可以只對網(wǎng)頁的部分內(nèi)容進行更新，而不需要重新對整個頁面進行加載。其工作原理如圖6所示。

結(jié)語

本文從硬件選型、硬件電路設(shè)計、系統(tǒng)移植、驅(qū)動程序移植編寫、服務(wù)器搭建、服務(wù)器程序編寫，以及Android客戶端和WEB客戶端應(yīng)用程序編寫方面進行了較為詳細的介紹。最終，用戶能夠通過Android客戶端和WEB客戶端對機器人進行夾持、運輸、擺放動作的控制，并且可以實時地返回機器人采集到的圖像數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)。