51单片机小车状态控制系统仿真研究(3)
OpenWrt操作系统是一个操作平台，在本设计中发挥着不可替代的作用，其工作原理类似于我们平常使用的Windows操作系统，刚刚刷好的系统就好像刚刚买的电脑一样，系统里面没有应用程序，没有驱动，本设计中要先安装摄像头的驱动，确保其能完成相应的功能。有了无线收发模块的硬件支持，OpenWrt系统能很好的将从WIFI传输的控制信号和视频图像数据进行处理和转化，可视的图像通过浏览器看到，控制信号通过TXD向单片机传输控制数据，实现小车的控制。OpenWrt可以被描述为一个嵌入式设备的Linux发行版，OpenWrt的包管理提供了一个完全可写的文件系统，从应用程序供应商提供的选择和配置，并允许自定义设备，通过使用包以适应任何应用程序。对于开发人员，OpenWrt是一个框架，用来构建应用程序，而无需建立一个完整的固件，对于用户来说，这意着完全定制的能力，以从来没有预想的方式来使用该设备[5]。
1.2.3 上位机控制单元结构
上位机控制界面主体框架为浏览器，用PHP语言对浏览器界面进行编辑，主要模块有：视频显示框，控制按钮框。其中视频显示框用来显示接受到的图像数据，控制按钮则用来发送控制信号，对小车的状态进行控制。结构框图如图4所示。
图4 上位机控制单元软件框图
本设计采用了火狐浏览器，因为它是与OpenWrt系统兼容性较好的浏览器，用其登陆无线路由器IP地址，打开一个界面，用PHP语言对网页进行编辑和处理。PHP（“PHP: Hypertext Preprocessor”，超文本预处理器的字母缩写）是一种被广泛应用的开放源代码的多用途脚本语言，它可以嵌入到 HTML（Hypertext Markup Language）中，尤其适合web开发。和客户端的 JavaScript（是一种基于对象和事件驱动并具有相对安全性的客户端脚本语言）不同的是，PHP 代码是运行在服务端的。PHP 主要是用于服务端的脚本程序，因此可以用 PHP 来完成任何其它的CGI (Common Gateway Interface)程序能够完成的工作，例如收集表单数据，生成动态网页，或者发送／接收 Cookies（是一种能够让网站服务器把少量数据储存到客户端的硬盘或内存）。但 PHP 的功能远不局限于此。PHP 能够用在所有的主流操作系统上，已经支持了大多数的 web 服务器，使用 PHP，可以自由地选择操作系统和 web 服务器。同时，还可以在开发时选择使用面对过程和面对对象，或者将两者混和的方式来开发。使用 PHP，并不局限于输出 HTML。PHP 还能被用来动态输出图像、PDF 文件甚至 Flash 动画,还能够非常简便的输出文本。
2. 方案设计与论证
2.1 信号传输模块的选定
本模块采用WIFI技术实现小车与上位机之间的信号传输。目前，对图像处理有三种方式它们的特点如下：
（1）普通的图像处理芯片，采用图像处理芯片则对于微处理器的要求增高，普通的STC89C51芯片应经不能满足对数据的处理要求，此时必须更换芯片[6]。
（2）采用ARM微处理器，在上面跑Linux系统，此时造价较高，并且Linux系统的学习较为复杂，无形中增加了工作量，并且成本较高。
（3）采用常见的无线路由器，成本较低，刷OpenWrt系统，安装驱动包，挂载上摄像头，集无线收发模块与图像处理与一体，降低了成本和学习的难度。
综合考虑，本系统采用无线路由器作为图像处理单元的硬件基础，采用OpenWrt作为其系统。
2.2 车体的选定
目前常采用的车体有二驱轮式车体、四驱轮式车体、汽车结构式轮式车体、履带式车体。它们的特点如下：
（1）二驱轮式车体有两个驱动轮和一个万向轮，利用差速驱动，实现运动及转向。优点是机构简单，容易控制，转弯比较灵活；缺点是粗糙地面上运动困难，走直线比较难。