基于网络的智能轮椅控制系统的设计

发布时间：2017-09-22 00:12

  本文关键词：基于网络的智能轮椅控制系统的设计

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【摘要】：本课题设计的基于网络的智能轮椅无线控制系统是一种集成了计算机技术、传感器技术、网络通信技术和移动机器人技术等现代科技的智能控制系统。轮椅车具有自主避障功能,并加装有视频采集模块和WiFi无线通信模块。轮椅车的核心控制器对采集到实时视频数据进行压缩处理,之后利用WiFi无线网络通过无线路由器上传到本地PC端的Web服务器,再由Web服务器将视频信息转发到移动控制终端。在人机分离的情况下,使用者本人、医生、家人或者其他监护人,可以利用自己的Android智能手机或者平板电脑上的客户端软件通过WiFi无线网络与轮椅车核心控制器建立连接,以查看轮椅车周围环境信息,并通过发送相应的控制指令实现对智能轮椅车的安全可靠调度,这种控制方式具有极大的便利性。本设计主要完成以下几个阶段的任务。第一阶段,完成了智能轮椅整体架构设计。包括硬件核心控制器选型、驱动电机选型、传感器选型、无线路由器选型、移动控制终端选型和驱动电路设计等。第二阶段,实现了网络通信。本课题的移动控制终端选择Android终端设备,分别开发了服务器端和客户端应用软件。在本地局域网内利用WiFi技术通过无线路由器实现客户端与服务器连接并相互传输数据。第三阶段,完成了系统整体调试。首先,本地调试智能轮椅车的运动控制功能,包括前进、后退、左转和右转等。然后,加入无线网络控制,测试网络连接的可靠性和实效性。最后扩展了视频传输。实验结果表明,本系统不仅具有良好的人机界面,便捷的控制方式,极好的安全性和可靠性,还具有很好的功能可扩展性。能够实现对老年人和残疾人更好的生活辅助功能。
【关键词】：智能轮椅 Android操作系统 WiFi网络
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 选题背景8
• 1.2 电动轮椅车的研究现状及发展趋势8-10
• 1.2.1 电动轮椅车的国外和国内研究现状9
• 1.2.2 电动轮椅车的发展趋势9-10
• 1.3 本课题的研究内容10-12
• 2 智能轮椅控制系统整体设计12-18
• 2.1 控制系统整体结构12
• 2.2 系统核心控制器设计12-13
• 2.3 驱动模块设计13-18
• 2.3.1 驱动电机的选择13-15
• 2.3.2 直流电动机的控制原理15-16
• 2.3.3 直流电动机双极性驱动可逆PWM系统16-18
• 3 智能轮椅控制系统硬件设计18-22
• 3.1 转速反馈信号采集单元硬件设计18-19
• 3.2 PWM控制信号输出电路硬件设计19-20
• 3.3 直流电机驱动控制电路的设计20-21
• 3.4 电流采集电路的设计21-22
• 4 智能轮椅控制系统软件设计22-36
• 4.1 H.264视频编码技术22-23
• 4.2 基于HTTP协议的视频传输技术23-25
• 4.3 WiFi无线传输技术25-26
• 4.4 Android系统下软件设计26-32
• 4.4.1 Android系统结构26-27
• 4.4.2 搭建Android开发环境27-30
• 4.4.3 下位机软件开发30-32
• 4.4.4 上位机软件开发32
• 4.5 PC端Web服务器设计32-36
• 4.5.1 搭建Web服务器开发环境32-34
• 4.5.2 Web服务器软件设计34-36
• 5 系统功能测试和结果分析36-50
• 5.1 控制指令功能性测试及其结果分析36-40
• 5.2 单独控制指令传输延时测试及其结果分析40-42
• 5.2.1 WiFi局域网40-41
• 5.2.2 Internet广域网41-42
• 5.3 单独视频传输延时测试及其结果分析42-47
• 5.4 加入视频后控制指令传输延时测试及其结果分析47-50
• 6 总结50-51
• 7 展望51-52
• 8 参考文献52-58
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况58-59
• 10 致谢59-60
• 附录60-76

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本文编号：897666