你是否在新聞中見過各式各樣的遙控機器人？它們上天入地，排爆偵查，幾乎無所不能。給再土氣不過的無線路由換個“頭腦”，裝上“手腳”，它就能忠實執(zhí)行茫茫網(wǎng)海另一端的指令，為不能親身親臨的你拍下難得一見的場景。今天小編就教大家制作會呼吸的WIFI機器人。

　　1Linux平臺：線路連接與攝像頭驅(qū)動

　　1.1準備硬件

　　首先要選擇能夠加載Openwrt平臺的硬件設(shè)備，其實能加載LINUX系統(tǒng)的設(shè)備非常常見，比如我們家庭用的路由器。

　　這里要注意的是路由器的選擇，首先，路由器要能夠加載openwrt系統(tǒng)，其次，要具有USB口以及TTL接口。

　　▲一般來講，我們選擇的型號是DB120或者RG100A-AA，我選擇的型號是RG100A-AA。

　　1.2刷系統(tǒng)

　　▲得到路由器后，首先要做的事是給路由器換個系統(tǒng)，即通俗所說的“刷機”，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)上RG100A-AA刷機的教程很多，這里不再贅述，不過需要補充的是，對于擁有單片機的愛好者，大可不必專門購買USB-TTL線，我們手中的單片機的開發(fā)板就可以為路由器與個人PC進行連接，下面給出開發(fā)板與路由器TTL線的連線圖，，路由器從左到右依次是：VCC，GND，TX，RX，這里注意一定不要接VCC線。

　　▲我的系統(tǒng)是Openwrtbackfire10.03.1RC6。

　　▲測試單片機的開發(fā)板是否連接正確，可以通過PUTYY的串口連接方式進行連接，注意這里的波特率是：115200。

　　COM口的選擇要查看個人PC中的設(shè)備管理器，以連接的為準。

　　1.3設(shè)置局域網(wǎng)絡(luò)

　　▲刷完系統(tǒng)后，設(shè)置個人PC的網(wǎng)絡(luò)IP：192.168.1.X，以及子網(wǎng)掩碼255.255.255.0。這里的X是除1之外的任意，當然不能大于255。

　　▲然后連接個人PC與路由的LAN3口，用PUTYY進行SHH連接，輸入用戶名ROOT，以及密碼ADMIN，設(shè)置以及連接正確后進入。

　　1.4安裝攝像頭

　　設(shè)置IP的目的是為了上傳攝像頭的驅(qū)動文件，我采用的攝像頭是OV519芯片的SONY攝像頭，因此驅(qū)動文件為：

　　kmod-video-gspca-ov519_2.6.32.27-1_brcm63xx.ipk

　　▲運行winscp，將IPK包上傳到根目錄下，注意，這里要選擇SCP方式。

　　▲成功連接后。

　　winscp非常方便，拖拽文件即可，跟FTP方式完全一樣。

　　▲我的攝像頭。

　　上傳完畢后，運行PUTTY，進行安裝，安裝口令：opkginstallxxx.ipk

　　安裝完畢后可以用dmesg命令進行查看是否安裝完成，或者直接在瀏覽器中輸入192.168.1.1以圖形化的方式進行查看。

　　安裝完驅(qū)動后，安裝MJPG-STREAMER，這是一個用于查看視頻IPK程序，可以直接在瀏覽器中查看攝像頭捕捉到的圖像，注意安裝完畢后要開啟服務(wù)，或者也可以設(shè)置為自自動，這里不再贅述。

　　這里我采用了網(wǎng)絡(luò)上研究智能機器人的前人Liuviking的程序來捕捉MJPG-STREAMER的圖像，運行此程序要先安裝，DOTNET3.5，運行后成功便如圖所示：

　　至此，攝像頭的安裝結(jié)束。

　　2Linux平臺：安裝與串口調(diào)試

　　2.1什么是ser2net.ipk軟件包

　　首先解釋一下什么是ser2net.ipk軟件包。

　　這是一個可以通過個人PC向路由的指定端口發(fā)送數(shù)據(jù)，然后路由原封不動的將數(shù)據(jù)發(fā)送到路由的TTL接口的程序。

　　當安裝完這個程序后，我們就可以通過編制的程序向路由的TTL口發(fā)送串行數(shù)據(jù)，意義在于：單片機就可以接受路由發(fā)送的串行數(shù)據(jù)進行各種控制。

　　2.2安裝ser2net.ipk軟件包

　　下面簡略的講解如何在openwrt下進行軟件包ser2net.ipk的安裝

　　有兩種方法：

　　方法一是在路由已經(jīng)聯(lián)結(jié)上互聯(lián)網(wǎng)的情況下，可以由網(wǎng)絡(luò)進行安裝。非常的方便，但我并未采用。

　　方法二是利用winscp連接上路由，上傳ser2net.ipk，然后運行putty，登陸路由執(zhí)行

　　opkgupdate

　　opkginstall軟件包地址

　　同昨日安裝ov519驅(qū)動。

　　安裝完畢ser2net后，需要進行一定的設(shè)置，在命令行界面下輸入

　　cd/

　　進入路由根目錄，再輸入

　　cdetc

　　進入ect目錄后執(zhí)行

　　viser2net.conf（當安裝成功后才會出現(xiàn)此設(shè)置文件）

　　找到

　　2001：raw：600：/dev/ttyS0：9600NONE1STOPBIT8DATABITSXONXOFFLOCAL-RTSCTS

　　#2002：raw：600：/dev/ttyS1：9600NONE1STOPBIT8DATABITSXONXOFFLOCAL-RTSCTS

　　注意，這里"#"代表的是屏蔽，我們修改的是非屏蔽語句，可以看到，上位機發(fā)送的端口是2001，這就是我們需要發(fā)送的端口號，波特率是9600，其它的略。

　　設(shè)置完畢后記得保存退出，然后這里要執(zhí)行一次ser2net，以開啟服務(wù)。

　　一切設(shè)置妥當后，我們再次借用liuviking的程序進行串口通訊的測試，運行l(wèi)iuviking的程序，然后再運行“串口調(diào)試助手”，在程序中點擊發(fā)送串口數(shù)據(jù)，可以看到在“串口調(diào)試助手”，有正確的數(shù)據(jù)輸出，至此，Shy的串口連接部分設(shè)置完畢。

　　3Linux平臺：openwrt系統(tǒng)中添加自啟動

　　添加自啟動項的目的是為了在SHY啟動的時候能夠自動啟動更多的服務(wù)，配合UCI命令。

　　在/etc/init.d里添加需要啟動的shell腳本，假設(shè)名字為my-plugin。接下來模仿該目錄下其他啟動腳本的格式，添加你的代碼。

　　[cpp]viewplaincopyprint？

　　1.#！/bin/sh/etc/rc.common

　　2.#/init.d/my-plugin

　　3.START=50#啟動順序

　　4.

　　5.start(){

　　6.#啟動項執(zhí)行的代碼

　　7.}

　　8.

　　9.stop(){

　　10.killallmy-plugin

　　11.}

　　之后還需要在rc.d目錄下做一個鏈接，啟動時系統(tǒng)會按順序啟動rc.d目錄下的腳本鏈接，對應(yīng)執(zhí)行init.d目錄下的啟動腳本。

　　鏈接命令如下：ln-s../init.d/my-plugin/etc/rc.d/S50my-plugin

　　參考地址：

　　http://blog.csdn.net/dodolzg/article/details/6279986

　　附：

　　/etc/rc.d/init.d和/etc/init.d聯(lián)系區(qū)別

　　地址：http://www.cnblogs.com/balaamwe/archive/2012/01/16/2323665.html

　　4單片機模塊

　　4.1構(gòu)建STC11F02E最小系統(tǒng)

　　我們選用STC11F02E單片機作為SHY的控制芯片電路部分，關(guān)于STC11F02E的參數(shù)如下：

　　STC11F02E單片機為增強型的8051內(nèi)核，具有2KB的片內(nèi)Flash程序存儲器、2KB的EEPROM存儲器和256KB的片內(nèi)SRAM數(shù)據(jù)存儲器。

　　這款單片機的UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步收發(fā)器）模塊的最大特點就是通過配置特殊功能寄存器AUXR1中的第7位UART_P1的狀態(tài)可以使UART模塊的兩個引腳（RXD、TXD）接到P3端口的P3.0、P3.1引腳，或者接到P1端口的P1.6、P1.7引腳，從而可以充當兩個串口使用。

　　因為制作SHY需要的引腳并不是很多，所以我們只需要20引腳的單片機即可。這片STC11F02E

　　符合20引腳，小巧，作為增強型STC芯片，功耗小。

　　有兩個串口通訊接口，可一個用于下載，一個用于openwrt路由通訊。

　　▲從DATASHEET中得到STC11F02E的芯片管腳圖

　　在這里，我們需要用到：

　　P1.7作為串口的TX(transmit)傳送接口

　　P1.6作為串口的RX(Recive)接收接口

　　P1.5-P1.0用于控制L298N驅(qū)動電路

　　P3.7用于PWM控制LED燈

　　P3.6/RST用于復位電路

　　XTAL2

　　XTAL1用于11.0592MHZ晶振

　　RXD

　　TXD用于在線下載線路

　　▲復位電路圖

　　關(guān)于復位電路的解釋

　　RST保持兩個機器周期以上的高電平時自動復位

　　▲晶振，復位電路，VCC，GND，連接好后

　　至此，STC11F02E最小系統(tǒng)完成。

　　4.2中斷方式接收串口數(shù)據(jù)

　　接收串口數(shù)據(jù)的目的是為了與openwrt路由完成通訊，STC11F02E要準確無誤的辨識出openwrt路由發(fā)過來的指令，編制測試程序如下：

　　#include

　　#include

　　#defineucharunsignedchar

　　#defineuintunsignedint

　　unsignedcharReceive(void)

　　{

　　unsignedchardat；

　　while(RI==0)；//只要接收中斷標志位RI沒有被置“1”當接收完畢時，中斷標志RI被置1

　　//等待，直至接收完畢（RI=1）

　　RI=0；//為了接收下一幀數(shù)據(jù)，需將RI清0

　　dat=SBUF；//將接收緩沖器中的數(shù)據(jù)存于dat

　　returndat；

　　}

　　voidmain(void)

　　{

　　SCON=0x50；//REN=1允許串行接受狀態(tài)，串口工作模式2

　　TMOD|=0x20；//定時器1工作方式2

　　TH1=0xFD；//baud/*波特率9600、數(shù)據(jù)位8、停止位1。效驗位無(11.0592M)

　　TL1=0xFD；

　　TR1=1；

　　REN=1；while(1)

　　{

　　if(Receive()==

　　P1=~P1；

　　}

　　}

　　以上程序有一個缺點是，并沒有使用串口中斷，其實在在這個程序上，用不用中斷處理程序?qū)τ趩纹瑱C都是一樣的，因為使用的是一樣的開銷。但是，我們在前面提到過，完成Shy的一個目的是學習，所以我們要使用串口中斷完成這個程序的編制完成串口中斷的編寫，如下：

　　#include

　　#include

　　#defineucharunsignedchar

　　#defineuintunsignedint

　　voidInitUART(void)

　　{

　　SCON=0x50；

　　TMOD|=0x20；

　　TH1=0xFD；

　　TL1=0xFD；

　　TR1=1；

　　REN=1；

　　ES=1；//允許串行口中斷

　　EA=1；//單片機中斷允許

　　}

　　unsignedcharReceive(void)

　　{

　　unsignedchardat；

　　while(RI==0)；

　　RI=0；

　　dat=SBUF；

　　returndat；

　　}

　　voidmain(void)

　　{

　　InitUART()；

　　while(1){}

　　}

　　voidserial(void)interrupt4using3

　　{

　　if(Receive()==

　　P1=~P1；

　　}

　　可以看到，程序被精簡，并且模塊化，主函數(shù)中幾乎沒有代碼。經(jīng)過測試，能夠正常使用。

　　在這里：

　　interrupt0指明是外部中斷0；

　　interrupt1指明是定時器中斷0；

　　interrupt2指明是外部中斷1；

　　interrupt3指明是定時器中斷1；

　　interrupt4指明是串行口中斷；

　　using0是第0組寄存器；

　　using1是第1組寄存器；

　　using2是第2組寄存器；

　　using3是第3組寄存器；

　　51單片機的中斷編號如下：

　　51單片機的中斷功能號如下：

　　幾個比較重要的概念如下：

　　EA、EX0、ET0、EX1、ET1、ES、ET2

　　中斷名稱、中斷號、入口地址

　　中斷允許控制寄存器（interruptenable）

　　中斷優(yōu)先級控制寄存器（interruptpriority）

　　SHY的中斷方式接收串口數(shù)據(jù)部分完畢。

　　4.3PWM調(diào)光編程

　　正規(guī)的解釋如下：

　　脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。

　　脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)。

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調(diào)頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調(diào)壓，采用適當控制方法即可使電壓與頻率協(xié)調(diào)變化?？梢酝ㄟ^調(diào)整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制充電電流的目的。

　　以上參考地址：http://baike.baidu.com/view/168039.htm

　　可以看到，以上的解釋非常抽象。

　　在我的單片機開發(fā)板中，有PWM的示例程序，但不是以函數(shù)的形式，改寫為函數(shù)的形式如下：

　　unsignedintCYCLE=600，PWM_LOW=0；//PWM-定義周期并賦值

　　voidPWM_LED(void)

　　{

　　LED0=1；

　　Delay(60000)；//特意加延時，可以看到熄滅的過程

　　for(PWM_LOW=1；PWM_LOW0；PWM_LOW--){//與逐漸變亮相反的過程

　　LED0=0；

　　Delay(PWM_LOW)；

　　LED0=1；

　　Delay(CYCLE-PWM_LOW)；

　　}

　　}

　　▲示例程序的流程圖

　　圖片來源：《LY-51S開發(fā)板說明書v1.1.pdf》

　　燒制入單片機后演示

　　此刻，在官方的解釋中“是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)”此句，是否以不再抽象？

　　基本上來說，在這個LED應(yīng)用中，是采用時分法，用時差來進行電壓連續(xù)變化量的模擬。因為在單片機中，管腳的輸出不是1就是0

　　如何輸出一定電壓范圍的模擬量，PWM就是解決這個問題的一種方式。

　　此刻，相信我們已經(jīng)可以猜測到了，Shy呼吸燈的變幻方式。

　　5電機驅(qū)動模塊

　　5.1用L298N制作電機驅(qū)動電路

　　▲L298N的管腳圖。

　　L298N芯片是常用于驅(qū)動直流電機和步進電機的一種芯片，我們用于驅(qū)動Shy的兩個直流減速電機，在單片機的控制下完成前進，轉(zhuǎn)向，后退的操作。

　　▲從網(wǎng)絡(luò)上下載到L298N的線路連接圖。