基于OPenWrt的移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)

OpenWrt可以被描述為一個(gè)嵌入式的 Linux 發(fā)行版，（主流路由器固件有 dd-wrt，tomato，openwrt三類）而不是試圖建立一個(gè)單一的、靜態(tài)的系統(tǒng)。OpenWrt的包管理提供了一個(gè)完全可寫的文件系統(tǒng)，從應(yīng)用程序供應(yīng)商提供的選擇和配置，并允許您自定義的設(shè)備，以適應(yīng)任何應(yīng)用程序。

近年來隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究越來越廣泛。本設(shè)計(jì)是采用OpenWrt操作系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人，它可實(shí)現(xiàn)多種不同功能，如探測險(xiǎn)情、巡視、圖像采集、定位、無線通信等。它還可以作為各種智能控制方法（包括動(dòng)態(tài)避障、路徑規(guī)劃、群體協(xié)作策略）的良好載體，開展研究。

1系統(tǒng)方案

采用2層架構(gòu)。上層以ARM處理器64位ARMCortex-A72核心，選用ls1046處理器作為上層的主板，負(fù)責(zé)圖像采集，并將圖像通過Wi-Fi方式發(fā)送給遠(yuǎn)端的PC機(jī)。Wi-Fi無線通信是利用PC機(jī)與無線路由器搭建環(huán)境平臺(tái)共同實(shí)現(xiàn)的。

下層是以51單片機(jī)為核心的單片機(jī)控制板，由51單片機(jī)及外圍電路組成。下層主要負(fù)責(zé)機(jī)器人移動(dòng)控制，傳感器數(shù)據(jù)處理。51單片機(jī)通過I／O口輸出PWM信號(hào)控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、停止、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。單片機(jī)接口電路上掛接了1個(gè)超聲波測距模塊、1個(gè)人體紅外感應(yīng)模塊、1個(gè)步進(jìn)電機(jī)模塊。超聲波測距模塊用來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人避障。在嵌入式智能的前端安裝了一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，而超聲波測距模塊安置在步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，步進(jìn)電機(jī)不停地來回轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲波測距模塊也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣用1個(gè)超聲波測距模塊就可實(shí)現(xiàn)多方位測距，從而減少了超聲波測距模塊的數(shù)量。

機(jī)器人主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成。硬件系統(tǒng)主要包括：ARM處理器、單片機(jī)、外圍接口電路、機(jī)器人底盤以及電源等。其中ARM處理器是上層的核心，51單片機(jī)是下層的核心。軟件包括：嵌入式Linux操作系統(tǒng)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序、Linux應(yīng)用程序以及單片機(jī)應(yīng)用程序等。系統(tǒng)沒有選用通常的嵌入式Linux版本，而是另辟蹊徑，選用一種獨(dú)特的嵌入式Linux發(fā)行版之一OpenWrt作為操作系統(tǒng)。OpenWrt提供了一個(gè)完全可寫的文件系統(tǒng)及軟件包管理，它通過簡單易用的方式，降低了嵌入式Linux開發(fā)的門檻，提高了系統(tǒng)軟件開發(fā)的效率。

嵌入式智能移動(dòng)機(jī)器人的工作流程為：傳感器模塊實(shí)時(shí)采集周圍環(huán)境信息，將此數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綑C(jī)器人控制系統(tǒng)中，單片機(jī)通過數(shù)據(jù)分析獲取有效數(shù)據(jù)，從而獲知機(jī)器人與障礙物的相對(duì)位置，然后根據(jù)此位置信息產(chǎn)生控制信號(hào)；單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)控制直流電機(jī)來控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向，從而達(dá)到機(jī)器人自主“行走”的目的。下層的單片機(jī)與上層的ARM處理器通過串口來通信，ARM主板可將下層單片機(jī)控制板的工作數(shù)據(jù)通過無線Wi-Fi的方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的PC機(jī)。ARM主板可以不間斷地將USB攝像頭采集的清晰現(xiàn)場圖片發(fā)給遠(yuǎn)端的PC控制終端。

對(duì)于開發(fā)人員，OpenWrt 是使用框架來構(gòu)建應(yīng)用程序，而無需建立一個(gè)完整的固件來支持；對(duì)于用戶來說，這意味著其擁有完全定制的能力，可以用前所未有的方式使用該設(shè)備。

Linux世界很大，大到無從談起。OpenWrt僅僅是一個(gè)嵌入式的Linux發(fā)行版。

2004年生長出來了OpenWrt。2005年到2007年，最初的穩(wěn)定版叫WhiteRussian，之后的Kamikaze延續(xù)到2010年，Backfire到2013年，隨后AtTItude Adjustment發(fā)布，而最新版的Barrier Breaker也已經(jīng)在持續(xù)開發(fā)中，據(jù)稱將很快發(fā)布。它的前身的前身，是UNIX，一步步發(fā)展過來，慢慢覺醒……是不是有種“天網(wǎng)”要粗線的感覺！

OpenWrt上有哪些好玩的 App ？

首先，openWRT能實(shí)現(xiàn)的一些稍微比較主流的功能上來說吧。

無線審計(jì)

脫機(jī)下載

無線音響

影印共享

部署服務(wù)器（博客社區(qū)等）

特殊撥號(hào)（銳捷，H3C，等一些奇葩認(rèn)證）

無線監(jiān)控

翻越長城

無線打印共享

當(dāng)然還有一些灰主流的玩法，比如廣告過濾，部署KMS激活微軟的產(chǎn)品，驅(qū)蚊器，WEB計(jì)費(fèi)認(rèn)證；還有進(jìn)階型的WRTnode，遙控智能小車之類的。

插件（也就是你說的APP）：

一，無線審計(jì)

airodump-ng

reaver

tcpdump

port-mirroring

（這個(gè)需要一塊額外的硬件如傳說中RTL8187L USB無線網(wǎng)卡 ）

二，脫機(jī)下載

thunder-xware（迅雷下載）

transmission

Aria2

三，無線音響

kmod-usb-audio

install alsa-uTIls

shairport

MPDroid

（額外需要一張USB聲卡）

四，影印共享

xmlrpc

dlna

Airplay

samba36-server

五，部署服務(wù)器

vsftpd

lighttpd

php5-mod-apc

mysql-server

六：特殊撥號(hào)

MentoHUST

H3C 802.1x Client

sxplugin

nwan

七，無線監(jiān)控

webcam

kmod-u?b2

kmod-video-uvc

kmod-nl?-base

kmod-usb-core

kmod-i2c-core

kmod-video-core

kmod-input-core

kmod-usb-ohci

kmod-usb-video

libjpeg

librt

libpthread

八，翻越長城（估計(jì)大家對(duì)這個(gè)的需求要更為迫切一些）

GoAgent ［需要先安裝python］

openvpn

shadowsocks

dnsmasq

九，無線打印共享

kmod-usb-printer

install luci-app-p910nd

OpenWRT用途

怎么說呢，提起它，或許大家可能還有點(diǎn)陌生，但提起它的兄弟Android來，大概無人不知了吧。作為對(duì)比：“OpenWrt具有比肩桌面級(jí)Linux和現(xiàn)代移動(dòng)操作系統(tǒng)（Android）的用戶體驗(yàn)，完全回避了傳統(tǒng)嵌入式Linux的磨嘰和枯燥，使一個(gè)小小的路由器真正成為完整的、現(xiàn)代的、開放的計(jì)算系統(tǒng)，降低了入門門檻，產(chǎn)生了大量非嵌入式專業(yè)的愛好者群體。OpenWrt框架的奠定者們和廣泛的代碼貢獻(xiàn)者們，在桌面級(jí)和現(xiàn)代操作系統(tǒng)的理念下，也使OpenWrt成為嵌入式Linux領(lǐng)域個(gè)性十足而廣受追捧的佼佼者”。

具體點(diǎn)說，凡是路由器能做到的功能OpenWRT都能做到［市面上路由器除了官方固件，第三方固件中主要有OpenWRT（功能最給力）、TT（穩(wěn)定性不錯(cuò)）和DD（以“中繼”出名些）］。OpenWRT進(jìn)階的功能：做USB攝像頭、掛載移動(dòng)硬盤/U盤、BT下載、3G上網(wǎng)卡（好吧，這點(diǎn)官方固件也勉強(qiáng)可行了）、單號(hào)多撥（這點(diǎn)是否有效要看當(dāng)?shù)豂SP）、綁定域名遠(yuǎn)程控制、Samba/DLNA家庭NAS共享、私有云同步、FTP、個(gè)人網(wǎng)站/服務(wù)器等；

高階的玩法，可改出口IP（你懂的吧，想想出門在外，有個(gè)帶此功能的便攜路由）、阻止DNS污染（還有反過來的玩法）、做編程器、智能機(jī)器人的“大腦”（吸取上次投稿失敗的經(jīng)驗(yàn)，不該寫的一律不寫，嘿嘿）……OpenWrt社區(qū)的組織者Gregers Petersen在一次采訪中提到，“除了傳統(tǒng)的路由器用途，在智能家居主控設(shè)備、機(jī)器人、飛行器、工業(yè)控制設(shè)備、voIP設(shè)備等很多領(lǐng)域，都有愛好者和商業(yè)項(xiàng)目在使用OpenWrt，甚至有愛好者已經(jīng)完整移植了Android系統(tǒng)并且真正打通了電話。而嫁接到OpenWrt上的Arduino Yun，使大家意識(shí)到Linux與物理世界交互一種非常簡單的可能性，這賦予了OpenWrt更大的想象空間。在新型智能設(shè)備和機(jī)器人的熱潮中，OpenWrt的價(jià)值也越來越得到人們的重視。相比Android系統(tǒng)，OpenWrt被認(rèn)為是更加適應(yīng)智能設(shè)備和機(jī)器人的平臺(tái)，其直接的原生二進(jìn)制代碼具有更高的計(jì)算效率”。

在路由器上安裝模塊化的Linux發(fā)行版，如果這個(gè)主意一丁點(diǎn)兒沒讓你感到興奮的話，你可能讀錯(cuò)了文章。除了可以作路由器，我現(xiàn)在就列出OpenWrt其他一些比較酷的功能。

原文標(biāo)題：基于OPenWrt的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)！

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