CN104320553B - 基于移动智能手机的广域无线可移动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持广域无线连接的可移动装置，特别涉及一种基于移动智能手机的广域无线可移动装置及其控制方法，包括可移动装置(1)和智能手机(2)，智能手机(2)通过云台模块(10)固定在可移动装置(1)上，可移动装置(1)和智能手机(2)通过蓝牙连接，智能手机(2)通过广域无线网络连接用户(3)。本发明结构简单，设计合理，能够实现广域无线网络控制，降低系统中各模块之间的耦合，使得模块可复用、可扩展，简化了控制流程。

Description

基于移动智能手机的广域无线可移动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种支持广域无线连接的可移动装置，特别涉及一种基于移动智能手机的广域无线可移动装置及其控制方法。

背景技术

目前，由于智能无线可移动装置已经可以搭载监控和传感器设备来代替人对环境进行准确的感知，并且能将相应的感知数据信息和图像信息通过无线网络传递给后台，操作员完全可以通过后台观测相应的数据信息和图像信息并通过无线网络通信实现控制，因此，智能无线可移动装置已广泛应用于移动监控、侦查、环境监控、反恐及救灾等重要领域。

专利公开号为CN102393743A的发明专利为实现环境监察和尾箱报警而设计了一种嵌入式多功能智能小车，该智能小车包括摄像头模块、无线通信模块、烟雾传感器模块、光电传感器模块、超声波模块、温度传感器、红外模块、微处理器。本发明专利通过传感器模块接收环境状态，通过无线模块将各个传感器所监控的信息发送给监控终端，且无线模块采用WIFI连接方式，与监控终端进行无线局域网连接，在环境发生变化时，通知监控中作对环境做出相应的改变。但是，该嵌入式多功能智能小车存在以下几个缺陷：一是使用范围受限，使用wifi局域网络实现移动装置与监控终端进行连接，wifi局域网络覆盖范围有限，无法实现广域控制。二是系统耦合度过高，智能车搭载固定的传感器模块，虽然部分功能是可裁剪的功能模块，当在不同的环境中，需要添加不同的传感器时，系统需要重新定制，以应对不同的使用环境。

专利公开号为CN203645779U的实用新型专利为实现智能循迹与避障、环境温度采集和无线视频传输等功能的智能小车无线监控系统，是通过控制台无线控制智能小车。本实用新型包括控制台和安装于智能小车内的监控终端，其中，控制台包括PC机、USB接口转换模块、主控制器以及分别与主控器连接的串口模块、显示模块、按键模块、无线通信模块1和无线视频接收模块，USB接口转接模块分别与PC机、无线视频接收模块相连；监控终端包括摄像头模块、无线视频发射模块、智能小车控制器以及分别与智能小车控制器连接的温湿度采集模块、电机驱动模块、循迹模块、避障模块、无线通信模块2，无线视频发射模块分别与摄像头模块、智能小车控制器相连；控制台与监控终端之间通过无线方式连接。无线通信模块1和无线通信模块2均采用内置SI4432无线通信模块。但是该智能小车无线监控系统也存在以下几个缺陷：一是使用范围受限。虽然该方案没有使用wifi实现控制台与控制终端的网络连接，但是其采用无线通信模块SI4432以及无线视频传输模块JAV-RX2288的有效稳定的传输距离在300米以内，传输距离短，无法实现广域网连接，控制范围较小。二是系统耦合度较高。系统中各个模块均为对应定制的关系，当其中任意部分发生改变整个系统都需要进行相应的改变，例如：在监控终端添加新的传感器模块，需要对智能小车控制器、控制台主控器、PC机控制程序进行对应的改变。三是控制流程复杂。监控终端将监控到的传感器数据通过无线通信模块发送至主控制器，通过无线视频发送模块将视频发送至无线视频接收模块，用户根据传感器数据以及视频画面自行判断控制方法，例如：前进、后退、左转、右转、停止、延黑线走等简单操作。

综上所述，目前的移动控制方案主要存在以下缺陷：

一是，使用范围受限。现有的智能无线可移动装置主要通过wifi局域网络实现移动装置与后台的相连，由于wifi局域网络覆盖范围有限，无法实现广域控制，因此使用范围较小。

二是，系统耦合度过高。现有方案中的系统均为定制系统，系统中各个模块间的耦合度较高，特定的后台只能操作对应的移动装置，移动装置的数据也只有对应的后台才能解析，导致系统维护、升级以及二次开发的成本高、难度大。

三是，控制流程复杂。现有方案中的系统通过wifi模块将装置详尽的监控数据、图像发送之后台，由操作人员进行相应的判断，并通过wifi发送控制指令操作移动装置实现简单的动作，数据传输过程非常的不稳定，容易出现数据丢包等现象，造成后期控制指令发出不准确。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种结构简单，设计合理，能够实现广域无线网络控制，降低系统中各模块之间的耦合，使得模块可复用、可扩展，简化了控制流程的基于移动智能手机的广域无线可移动装置及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，包括可移动装置和智能手机，智能手机通过云台模块固定在可移动装置上，可移动装置和智能手机通过蓝牙连接，智能手机通过广域无线网络连接用户；

所述的可移动装置包括板载资源、中央控制器和第一蓝牙模块，板载资源通过端口连接中央控制器，中央控制器通过串口接口连接第一蓝牙模块，板载资源上安装云台模块；

所述的智能手机包括第二蓝牙模块、智能手机app、网络模块和自带传感模块，第二蓝牙模块、网络模块和自带传感模块均与智能手机app相连接，智能手机app包括数据处理模块和与数据处理模块相连接的适配器插件模块。

所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置通过在可移动装置中添加智能手机，从而实现广域无线网络控制，简化控制流程，减少了产品开发的成本。同时，通过适配器插件模块通过实现统一的数据接口，提供给数据处理模块统一的数据接收格式以及操作方法，以降低可移动装置与智能手机之间的系统耦合。适配器插件通过蓝牙接收可移动装置板载资源状态，并通过解析获得标准板载资源状态，通过适配器插件模块统一的接口提供给数据处理模块，并通过数据处理模块进行分析处理。其中，适配器插件提供统一的接口，由数据处理模块进行调用操作，适配器进行相应的解析，生成对应可移动装置的控制指令，并通过蓝牙模块发送至可移动装置。适配器插件所实现的接口具有可扩展性，满足板载资源中的执行模块及传感器模块以不同种类不同数量接入系统，不同的可移动装置有不同的适配器插件模块，均实现统一的接口，通过调用统一的接口方法获取数据并操作可移动装置，降低了可移动装置与智能手机之间的耦合。

所述的适配器插件具体功能描述如下：

适配器插件通过接受来自可移动装置的板载资源状态，同时解析标准控制指令，生成对应的控制指令。由于不同的可移动装置对板载资源的描述各有不同，对应的控制指令也不同，而为了便于数据处理模块处理，需要统一的数据格式和统一的控制方法。对应不同的可移动装置编写对应的适配器插件，将不同的板载资源状态进行处理解析，形成统一的数据格式。对统一的控制方法应对不同的可移动装置，生成相应的控制指令。

所述的适配器插件具体实现描述如下：

提供统一的数据接口，用于接收和发送数据，数据接口中所传递的数据类型为自定义数据结构，该数据结构对板载资源进行封装。其中包含板载资源描述、ID、数值、单位。接口接收或发送对应数据结构的列表，并通过对数据接口进行打包生产对应的SDK。应对不同的可移动装置，需要对应开发适配器插件。开发适配器插件时引入SDK，实现其中的具体接口，之后生成对应的插件应用程序。由此不同的可移动装置对上层应用均有统一的数据获取及控制方法。智能手机在使用适配器插件时，需查看网络上的服务器以及本地的存储中是否有要控制的可移动装置的适配器插件，并进行相应的加载，便能控制对应的可移动装置。

其中，优选方案为：

板载资源包括一机械主体，机械主体上安装传感器模块、执行模块和云台模块。板载资源是实现可移动装置移动以及数据采集的直接执行模块，并且板载资源包含相应模块所需的物理结构。机械主体可以采用金属底板或塑料底板，在金属底板或塑料底板上预留足够的空槽，用于扩展的传感器和执行器接入，机械主体主要是起到固定传感器模块、执行模块和云台模块的作用，因此，只要能将传感器模块、执行模块和云台模块支撑并固定即可。

传感器模块包括超声波传感器、温度传感器、电子陀螺仪、灰度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、温湿度传感器和距离传感器中的一种或几种的组合，传感器模块连接中央控制器的通用I/O接口，传感器模块用于获取周围环境的参数。所述的传感器通过紧固件将其固定在机械主体上，所述传感器仅是优选，但不仅仅局限于上述传感器。

所述的执行模块包括车轮、方向轮、机械臂和遥控器中的一种或几种的组合，执行模块用于实现可移动装置的移动，执行模块通过紧固件固定在机械主体上，其中，当执行模块采用车轮时，车轮通过联轴器连接电机，电机通过电机支架固定，电机通过电机驱动模块连接中央控制器。

所述的中央控制器采用arduino mega2560模块或51单片机或atmega1280单片机，也可采用其他能完成该功能的其他单片机。中央控制器是可移动装置中的控制中心，连接板载资源以及蓝牙模块，控制监控板载资源中的传感器的端口状态，获取传感器数据，并通过第一蓝牙模块发送至智能手机。同时中央控制器通过第一蓝牙模块接收来自智能手机的控制指令，通过解析控制指令，生成对应的端口指令，通过改变端口状态，从而实现对板载资源中的执行模块进行控制。

云台模块包括安装底座，安装底座上设置云台直流伺服电机和云台转盘涡轮，云台直流伺服电机连接云台螺杆，云台螺杆与云台转盘涡轮相配合，云台转盘涡轮顶部安装云台手机底座。云台模块不但能将手机固定于可移动装置上，也能充分利用智能手机摄像头功能。通过直流电机转动，螺杆随之旋转，并带动转盘涡轮转动，手机底座固定于转盘涡轮上，也随之转动，手机底座可以伸缩，以适应不同型号的智能手机。通过使用螺杆涡轮的结构，使得智能手机能顺时针或逆时针转动，通过控制直流电机，可以提高控制精度以及控制自由度，使可移动装置在运动或不运动的状态下摄像头都可以获得更自由的角度。

一种基于移动智能手机的广域无线可移动装置的控制方法，包括以下步骤：

1)将可移动装置和智能手机分别进行启动，启动完成后将设备进行连接；

2)设备启动并连接后，智能手机开始接受来自板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据；

3)智能手机接收到板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据后进行综合判断处理，形成对应的可移动装置的状态以及用户的控制指令；

4)智能手机将用户的控制指令发送给可移动装置，同时并将对应的可移动装置的状态发送至用户。

其中：

可移动装置和智能手机连接启动时包括以下步骤：

a)启动可移动装置，确保各个模块正常工作；

b)启动智能手机app，确保所需的模块均打开；

c)查看是否具有对应的可移动装置的适配器插件，若没有进入步骤d)，若有进入步骤e)；

d)通过网络访问服务器，下载对应的适配器插件，并进行安装；

e)启动对应的适配器插件；

f)进行智能手机与可移动装置连接，通过智能手机的第二蓝牙模块与对应的可移动装置的第一蓝牙模块相连接；

g)在智能手机app中对网络进行设置，设置远端服务器地址，并进行登陆，供用户进行操作或设置对应的短信控制，设置对应控制手机的手机号码；

h)将智能手机置放于可移动装置上的智能手机云台模块的云台手机底座上，完成设备连接启动。

智能手机接受数据包括以下步骤：

a)接受板载资源数据：将板载资源的传感器模块所采集到的数据实时通过第一蓝牙模块向智能手机发送，智能手机通过第二蓝牙模块接收板载资源数据，板载资源数据通过适配器插件进入数据处理模块，形成板载资源状态；

b)接收手机传感器数据：智能手机实时调用系统接口，获取智能手机自带传感模块数据；

c)接收用户数据：智能手机实时通过手机的广域无线网络模块获取用户命令。

智能手机数据处理包括以下步骤：

a)智能手机接收到可移动装置发送的数据后，可移动装置保持静止状态等待用户数据；

b)智能手机将接收到的板载资源的传感器模块数据以及智能手机自带传感模块的数据后进行整合，生成可移动装置状态，根据需求发送给用户。

c)用户接受到信息后，发出控制指令给智能手机，智能手机接收到用户数据后，智能手机开始根据用户指令，分析板载资源传感器模块数据以及智能手机自带传感模块数据，形成相应的控制指令，并通过适配器插件、第二蓝牙模块和第一蓝牙模块将标准控制指令发送给可移动装置的中央控制器，中央控制器控制可移动装置完成指定动作。

智能手机发送数据包括以下步骤：

a)发送可移动装置状态给用户：通过调用智能手机广域无线网络模块，发送数据处理生成的可移动装置状态给用户。

b)发送控制指令给可移动装置：数据处理模块通过调用适配器插件，给可移动装置发送标准控制指令，适配器插件对标准控制指令进行相应解析，通过第二蓝牙模块发送具体的控制指令到可移动装置；

c)可移动装置控制板载资源中对应的执行模块：可移动装置通过第一蓝牙模块接收到控制指令，由中央控制器进行对应的解析，形成对应的端口指令，实现对可移动装置的控制。

本发明所具有的有益效果是：

1、本发明实现了用户与可移动装置之间的广域无线连接。通过使用智能手机自带的网络模块，如：3G、4G、GSM等模块，实现了用户控制数据、可移动装置状态数据在用户与可移动装置之间跨网传输，大大提高了可移动装置的使用范围，增加了可移动装置的实用性。

2、本发明降低了系统各模块之间的耦合。通过在智能手机app中加载适配器插件，向上层应用提供了统一的接口，以便支持系统对不同可移动装置的支持。使得下层不同可移动装置硬件对实现控制的系统透明，降低了系统的维护、升级、二次开发所需成本。

3、本发明简化了控制流程。整套系统提供给用户简易的操作流程，用户只会接收到可移动装置的状态信息，而不会接收到冗余的用于控制可移动装置的数据，同时用户只需要通过简单的控制集对可移动装置进行控制，具体的控制由智能手机代理。简化了控制流程，使得可移动装置更易用。

4、本发明降低了可移动装置成本。当今社会智能手机集成程度、工业化程度较高，充分利用智能手机的各个模块，从而降低了单独使用GPS、摄像头、网络模块、传感器等模块所带来的使用成本及开发成本。

5、本发明优化了摄像头的使用。通过添加云台装置，将智能手机的摄像头能够作为可移动装置的一部分进行使用。同时能在可移动装置自身不移动的情况下，顺逆时针、准确控制摄像头旋转，获得更广泛的视角。

附图说明

图1为本发明的系统架构图；

图2为本发明的可移动装置结构示意图；

图3为本发明的云台模块结构示意图；

图4为本发明的智能手机框架图；

图5为本发明的实施例结构示意图；

图6为本发明的实施例的车轮结构示意图；

图7为本发明的机械主体结构示意图；

其中，1、可移动装置；2、智能手机；3、用户；4、板载资源；5、中央控制器；6、第一蓝牙模块；7、传感器模块；8、执行模块；9、自带传感模块；10、云台模块；11、安装底座；12、云台转盘涡轮；13、云台螺杆；14、云台直流伺服电机；15、云台手机底座；16、第二蓝牙模块；17、智能手机app17；18、网络模块；19、自带传感模块；20、适配器插件模块；21、数据处理模块；22、轮胎；23、联轴器；24、电机；25、电机支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1-图6所示，本发明所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，包括可移动装置1和智能手机2，智能手机2通过云台模块固定在可移动装置1上，可移动装置1和智能手机2通过蓝牙连接，智能手机2通过广域无线网络连接用户3；其中，将蓝牙模块用于可移动装置与智能手机之间进行通信，提供近距离、高速、稳定的通信连接，以支可移动装置将板载资源数据传送给智能手机，并将智能手机的控制指令传送给可移动装置。凡是满足近距离、高速、稳定的通信连接均可作为可移动装置与智能手机之间的通信模块，如：串口通信、usb数据线通信等。

所述的可移动装置1包括板载资源4、中央控制器5和第一蓝牙模块6，板载资源4通过端口连接中央控制器5，中央控制器5通过串口接口连接第一蓝牙模块6，板载资源4上安装云台模块10；

所述的智能手机2包括第二蓝牙模块16、智能手机app17、网络模块18和自带传感模块19，第二蓝牙模块16、网络模块18和自带传感模块19均与智能手机app17相连接，智能手机app17包括数据处理模块21和与数据处理模块21相连接的适配器插件模块20。数据处理模块通过适配器插件获取可移动装置板载资源状态，通过智能手机系统资源获取智能手机自带传感器数据，如：GPS、重力感应、摄像头等；通过网络模块获取用户操作。通过以上方式获取到数据之后对数据进行分析，生成对应标准控制指令，调用适配器插件操作可移动装置；生成对应的可移动装置状态信息，并通过广域的网络模块发送至用户终端。

由于将智能手机置放于可移动装置上，智能手机自带的传感器，可以作为可移动装置传感器的一部分，成为数据处理分析的一部分。手机自带传感模块包含智能手机所包含的传感器，如：GPS、重力感应、摄像头等。通过利用智能手机传感器增强了可移动装置传感器数量，同时降低了可移动装置成本。

网络模块为智能手机所搭载的支持无线广域连接的网络模块，如3G、4G、GPRS等，通过利用网络模块，智能手机将可移动装置的状态信息发送至用户，并接收用户的操作。实现了可移动装置与用户之间稳定的广域无线连接。智能手机app同时提供网络模块设置功能，可以同时开启多种网络连接，例如同时开启3G网络以及短信网络控制。

板载资源4包括一机械主体9，机械主体9上安装传感器模块7、执行模块8和云台模块10。传感器模块7包括超声波传感器、温度传感器、电子陀螺仪、灰度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、温湿度传感器和距离传感器中的一种或几种的组合，传感器模块7连接中央控制器5的通用I/O接口；所述的执行模块8包括车轮、方向轮、机械臂和遥控器中的一种或几种的组合；所述的中央控制器5采用arduino mega2560模块或51单片机或atmega1280单片机。当执行模块8采用车轮22时，车轮22通过联轴器23连接电机24，电机24通过电机支架25固定，电机24通过电机驱动模块连接中央控制器5。

云台模块10包括安装底座11，安装底座11上设置云台直流伺服电机14和云台转盘涡轮12，云台直流伺服电机14连接云台螺杆13，云台螺杆13与云台转盘涡轮12相配合，云台转盘涡轮12顶部安装云台手机底座15。

一种基于移动智能手机的广域无线可移动装置的控制方法，包括以下步骤：

1)将可移动装置和智能手机分别进行启动，启动完成后将设备进行连接；

2)设备启动并连接后，智能手机开始接受来自板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据；

3)智能手机接收到板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据后进行综合判断处理，形成对应的可移动装置的状态以及用户的控制指令；

4)智能手机将用户的控制指令发送给可移动装置，同时并将对应的可移动装置的状态发送至用户。

可移动装置和智能手机连接启动时包括以下步骤：

a)启动可移动装置，确保各个模块正常工作；

b)启动智能手机app，确保所需的模块均打开；如：GPS、蓝牙、wifi、3G等。

c)查看是否具有对应的可移动装置的适配器插件，若没有进入步骤d)，若有进入步骤e)；

d)通过网络访问服务器，下载对应的适配器插件，并进行安装；

e)启动对应的适配器插件；

f)进行智能手机与可移动装置连接，通过智能手机的第二蓝牙模块与对应的可移动装置的第一蓝牙模块相连接；

g)在智能手机app中对网络进行设置，设置远端服务器地址，并进行登陆，供用户进行操作或设置对应的短信控制，设置对应控制手机的手机号码；

h)将智能手机置放于可移动装置上的智能手机云台模块的云台手机底座上，完成设备连接启动。

智能手机接受数据包括以下步骤：

a)接受板载资源数据：将板载资源的传感器模块所采集到的数据实时通过第一蓝牙模块向智能手机发送，智能手机通过第二蓝牙模块接收板载资源数据，板载资源数据通过适配器插件进入数据处理模块，形成标准板载资源状态；

b)接收手机传感器数据：智能手机实时调用系统接口，获取智能手机自带传感模块数据；

c)接收用户数据：智能手机实时通过手机的广域无线网络模块获取用户命令。

智能手机数据处理包括以下步骤：

a)智能手机接收到可移动装置发送的数据后，可移动装置保持静止状态等待用户数据；

b)智能手机将接收到的板载资源的传感器模块数据以及智能手机自带传感模块的数据后进行整合，生成可移动装置状态，根据需求发送给用户。可移动装置状态根据具体的用户指令进行生成，当没用用户状态时描述为当前可移动装置所搭载的传感器描述、具体传感器值等。假如用户命令为监控房间，则移动状态为命令执行状态，如正在执行，以及监控参数，一声巨响、有灯打开等。

c)用户接受到信息后，发出控制指令给智能手机，智能手机接收到用户数据后，智能手机开始根据用户指令，分析板载资源传感器模块数据以及智能手机自带传感模块数据，形成相应的标准控制指令，并通过适配器插件、第二蓝牙模块和第一蓝牙模块将标准控制指令发送给可移动装置的中央控制器，中央控制器控制可移动装置完成指定动作。例如用户指令为监控房间，板载资源数据中反应左前方有障碍物，具体可以为左前方超声波距离传感器值小于10厘米，或左前方触碰传感器接收到触碰信号，此时调用适配器插件，调整移动方向。

智能手机发送数据包括以下步骤：

a)发送可移动装置状态给用户：通过调用智能手机广域无线网络模块，发送数据处理生成的可移动装置状态给用户。

b)发送控制指令给可移动装置：数据处理模块通过调用适配器插件，给可移动装置发送标准控制指令，适配器插件对标准控制指令进行相应解析，通过第二蓝牙模块发送具体的控制指令到可移动装置。例如接收到的标准可移动装置为左转，某型号可移动装置为两轮可移动装置，通过调整左右两个轮子的速度差进行调整，生成控制指令为左轮速度60，右轮速度80，另外一种可移动装置为两轮提供动力，一个由舵机控制的方向轮控制方向，则对应的控制指令为速度70，舵机左转30度。

c)可移动装置控制板载资源中对应的执行模块：可移动装置通过第一蓝牙模块接收到控制指令，由中央控制器进行对应的解析，形成对应的端口指令，实现对可移动装置的控制。例如接收到的控制指令为左轮速度60，则对应控制左轮对应的连接IO口中，控速方波的占空比为60％。

实施例：

如图5-图6所示，所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，包括通过蓝牙连接的可移动装置1和智能手机2，所述的可移动装置1包括4个车轮，每个车轮通过联轴器23连接电机24，电机24通过电机驱动模块连接中央控制器5，电机24通过电机支架25固定，电机支架25上部安装金属底板9，金属底板9上预留足够的孔槽，用于安装蓝牙模块和传感器模块7，金属底板9底部还安装电源，电源连接中央控制器5，其中，电源包含一个12v的充电电池、电源电路，电源电路可以将12v的电源进行相应转换，提供3.3v、5v、9.2v等不同电压的，以便支持对电压有不同需求的各种模块接入。所述传感器模块7模块包括设置在前后左右的超声波传感器，温度传感器和电子陀螺仪，且各设置2个。第一蓝牙模块和传感器模块7通过对应的引脚接入中央控制器5的I/O接口，在金属底板9的中间位置安装云台模块10，在云台模块10的云台手机底座15上安装智能手机2，智能手机2通过云台转盘涡轮12和云台螺杆13的配合在可移动装置上进行旋转，能更好的支持智能手机摄像头。

所述的电机驱动模块为L298N，电机驱动模块接入中央控制器5，接收中央控制器5的端口指令，本实施例中，每个车轮模块均包含三个信号源，分别为IN1、IN2、pwm，中央控制模块控制IN1、IN2用来控制车轮旋转方向，IN1为高电平、IN2为低电平时电机正转；IN1为低电平、IN2为高电平是电机反转，通过控制pwm中方波占空比，可以调节电机速度，结合云台直流伺服电机中的编码器，可以获得电机旋转速度，进行PID调节，可以实现精确控制。同时板载资源中的执行模块也可以为方向轮、机械臂、遥控器等。

所述的中央控制器5监控各个传感器的端口状态，获取传感器数据，并通过第一蓝牙模块发送至智能手机2，同时中央控制器5通过第一蓝牙模块接收来自智能手机的控制指令，通过解析控制指令，生成对应的端口指令，通过改变端口状态，从而实现对板载资源中的车轮进行控制,中央控制器5采用arduino mega2560模块。

所述的云台模块通过直流电机转动带动螺杆随之旋转，并带动转盘涡轮转动，手机底座固定于转盘涡轮上，也随之转动，手机底座可以伸缩，以适应不同型号的智能手机。通过使用螺杆涡轮的结构，使得智能手机能顺时针或逆时针转动，通过控制云台直流伺服电机，可以提高控制精度以及控制自由度，使移动装置在运动或不运动的状态下摄像头都可以获得更自由的角度。

本发明实现用户与可移动装置之间的广域无线连接，通过使用智能手机自带的网络模块，如：3G、4G、GSM等模块，实现了用户控制数据、可移动装置状态数据在用户与可移动装置之间跨网传输，大大提高了可移动装置的使用范围，增加了可移动装置的实用性。通过在智能手机app中加载适配器插件，向上层应用提供了统一的接口，以便支持系统对不同可移动装置的支持，整套系统提供给用户简易的操作流程，用户只会接收到可移动装置的状态信息，而不会接收到冗余的用于控制可移动装置的数据，同时用户只需要通过简单的控制集对可移动装置进行控制，具体的控制由智能手机代理，简化了控制流程，使得可移动装置更易用。

Claims (8)

1.一种基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：包括可移动装置(1)和智能手机(2)，智能手机(2)通过云台模块(10)固定在可移动装置(1)上，可移动装置(1)和智能手机(2)通过蓝牙连接，智能手机(2)通过广域无线网络连接用户(3)；

所述的可移动装置(1)包括板载资源(4)、中央控制器(5)和第一蓝牙模块(6)，板载资源(4)通过端口连接中央控制器(5)，中央控制器(5)通过串口接口连接第一蓝牙模块(6)；

所述的智能手机(2)包括第二蓝牙模块(16)、智能手机app(17)、网络模块(18)和自带传感模块(19)，第二蓝牙模块(16)、网络模块(18)和自带传感模块(19)均与智能手机app(17)相连接，智能手机app(17)包括数据处理模块(21)和与数据处理模块(21)相连接的适配器插件模块(20)；

基于移动智能手机的广域无线可移动装置的控制方法，包括以下步骤：

1)将可移动装置和智能手机分别进行启动，启动完成后将设备进行连接，可移动装置和智能手机进行启动连接时包括以下步骤：

a)启动可移动装置，确保各个模块正常工作；

b)启动智能手机app，确保所需的模块均打开；

c)查看是否具有对应的可移动装置的适配器插件，若没有进入步骤d)，若有进入步骤e)；

d)通过网络访问服务器，下载对应的适配器插件，并进行安装；

e)启动对应的适配器插件；

f)进行智能手机与可移动装置连接，通过智能手机的第二蓝牙模块与对应的可移动装置的第一蓝牙模块相连接；

g)在智能手机app中对网络进行设置，设置远端服务器地址，并进行登陆，供用户进行操作或设置对应的短信控制，设置对应控制手机的手机号码；

h)将智能手机置放于可移动装置上的智能手机云台模块的云台手机底座上，完成设备的启动连接；

2)设备启动并连接后，智能手机开始接受来自板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据；

3)智能手机接收到板载资源的数据、手机自带传感模块的数据和用户指令的数据后进行综合判断处理，形成对应的可移动装置的状态以及用户的控制指令；

4)智能手机将用户的控制指令发送给可移动装置，同时并将对应的可移动装置的状态发送至用户。

2.根据权利要求1所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的板载资源(4)包括一机械主体(9)，机械主体(9)上安装传感器模块(7)、执行模块(8)和云台模块(10)。

3.根据权利要求2所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的传感器模块(7)包括超声波传感器、温度传感器、电子陀螺仪、灰度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、温湿度传感器和距离传感器中的一种或几种的组合，传感器模块(7)连接中央控制器(5)的通用I/O接口；所述的执行模块(8)包括车轮、方向轮、机械臂和遥控器中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的中央控制器(5)采用arduino mega2560模块或51单片机或atmega1280单片机。

5.根据权利要求1或2所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的云台模块(10)包括安装底座(11)，安装底座(11)上设置云台直流伺服电机(14)和云台转盘涡轮(12)，云台直流伺服电机(14)连接云台螺杆(13)，云台螺杆(13)与云台转盘涡轮(12)相配合，云台转盘涡轮(12)顶部安装云台手机底座(15)。

6.根据权利要求1所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的智能手机接受数据包括以下步骤：

a)接受板载资源数据：将板载资源的传感器模块所采集到的数据实时通过第一蓝牙模块向智能手机发送，智能手机通过第二蓝牙模块接收板载资源数据，板载资源数据通过适配器插件进入数据处理模块，形成板载资源状态；

b)接收手机传感器数据：智能手机实时调用系统接口，获取智能手机自带传感模块数据；

c)接收用户数据：智能手机实时通过手机的广域无线网络模块获取用户命令。

7.根据权利要求1所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的智能手机数据处理包括以下步骤：

a)智能手机接收到可移动装置发送的数据后，可移动装置保持静止状态等待用户数据；

b)智能手机将接收到的板载资源的传感器模块数据以及智能手机自带传感模块的数据后进行整合，生成可移动装置状态，根据需求发送给用户；

c)用户接受到信息后，发出控制指令给智能手机，智能手机接收到用户数据后，智能手机开始根据用户指令，分析板载资源传感器模块数据以及智能手机自带传感模块数据，形成相应的控制指令，并通过适配器插件、第二蓝牙模块和第一蓝牙模块将标准控制指令发送给可移动装置的中央控制器，中央控制器控制可移动装置完成指定动作。

8.根据权利要求1所述的基于移动智能手机的广域无线可移动装置，其特征在于：所述的智能手机发送数据包括以下步骤：

a)发送可移动装置状态给用户：通过调用智能手机广域无线网络模块，发送数据处理生成的可移动装置状态给用户；

b)发送控制指令给可移动装置：数据处理模块通过调用适配器插件，给可移动装置发送标准控制指令，适配器插件对标准控制指令进行相应解析，通过第二蓝牙模块发送具体的控制指令到可移动装置；

c)可移动装置控制板载资源中对应的执行模块：可移动装置通过第一蓝牙模块接收到控制指令，由中央控制器进行对应的解析，形成对应的端口指令，实现对可移动装置的控制。