一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统技术方案

一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统，包括车体部分MCU、数据处理及控制部分MCU和PC客户端，车体部分MCU采用MSP430单片机，数据处理及控制部分MCU采用ARM处理器，MSP430单片机的UART端口通过Lora无线传输模块与ARM处理器的UART端口实现通讯，云台上安装FPV摄像头，FPV摄像头连接5.8GHZ无线图传发送模块，并通过5.8GHZ无线图传发送模块将FPV摄像头采集的数据发送出去，PC客户端通过USB视频采集卡连接5.8GHZ无线图传接收模块。LoRa与传统的无线传输方式相比具有高稳定性，低功耗，传输距离远的特点；实现了声音影像的一对多的传输，方便了搜救人员对搜救现场的监测。

A real-time video and audio transmission search and rescue robot system based on LoRa and MSP430

A real-time video transmission system and LoRa search and rescue robot based on MSP430, including the body part MCU and part of data processing and control MCU and PC client, the body part MCU using MSP430 microcontroller, data processing and control using MCU ARM processor, MSP430 MCU UART port to realize communication through the Lora wireless transmission module and the ARM processor UART port FPV, the head mounted camera, FPV camera is connected with 5.8GHZ wireless transmission module, and through the 5.8GHZ wireless transmission module transmits the data collected by the camera out of FPV, PC client to connect 5.8GHZ wireless transmission receiving module uses USB video capture card. Compared with the traditional wireless transmission mode, LoRa has the characteristics of high stability, low power consumption and long transmission distance. It realizes the one to many transmission of voice and image, which is convenient for rescuers to monitor the scene of search and rescue.

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统
本技术涉及搜救机器人
，具体为一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统。
技术介绍
近几年来地震，火灾等自然灾害及核，化，生等新型灾害都在不断发生，这样的事件往往带来的是地面的搜救救援问题的出现，在灾难发生后的72h是伤员救援的黄金期，为了在这样短的时间内实现救援的最大化往往就需要一些救援机器人的辅助。近些年对救援机器人的研究世界各地都在不断地深入同时得到了很多国家领导集体关注和重视，我国在这方面虽然起步较慢但重视程度却丝毫不弱，先后在“863”计划和国家“十二五”计划中都对救援机器人有所涉及。以下就是我们研究的一种性能优越稳定，可以实时传递环境参数(如：温湿度、位置参数等)并且操作简单方便的搜救机器人。
技术实现思路
为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统，包括车体部分MCU、数据处理及控制部分MCU和PC客户端，所述车体部分MCU采用MSP430单片机，所述数据处理及控制部分MCU采用ARM处理器，所述MSP430单片机的UART端口通过Lora无线传输模块与ARM处理器的UART端口实现通讯，所述MSP430单片机的PEM输出端口连接并控制云台机械臂电机，所述MSP430单片机的AD采集端口连接加速度传感器、陀螺仪和温湿度传感器，所述MSP430单片机的12C端口与GPS实现通讯，所述机器人系统通过摇杆实现控制，所述ARM处理器通过自带的AD数据采集模块来采集摇杆的控制信号，并且通过Lora无线传输模块接收MSP430单片机所采集的传感数据，并通过ARM处理器进行处理；在所述的机器人底盘上搭建云台，所述云台上安装FPV摄像头，所述FPV摄像头连接5.8GHZ无线图传发送模块，并通过5.8GHZ无线图传发送模块将FPV摄像头采集的数据发送出去，所述5.8GHZ无线图传发送模块安装在云台上，所述PC客户端通过USB视频采集卡连接5.8GHZ无线图传接收模块，所述5.8GHZ无线图传接收模块接收5.8GHZ无线图传发送模块所发送的数据，并传送至PC客户端显示出来。作为本技术一种有选的技术方案，所述ARM处理器连接有LCD显示屏。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术是基于全新的LoRa无线传输技术和TI的低功耗单片机MSP430搜救机器人，LoRa与传统的无线传输方式相比具有高稳定性，低功耗，传输距离远的特点；该机器人同时采用了5.8GHZ的无线图传模块与之搭配实现了声音影像的一对多的传输，方便了搜救人员对搜救现场的监测；该机器人还具有二次开发的功能，对于不同的环境搭配不同的传感器可以实现能源的最大化利用同时也方便了搜救人员获得自己需要数据。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术实施例中影音传输的通信模块的结构示意图；图3为本技术处理控制MCU软件流程图；图4为本技术车体MCU软件流程图；图5为本技术较低融合算法框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例如图1和图2所示，本技术提供一种技术方案：一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统，包括车体部分MCU、数据处理及控制部分MCU和PC客户端，所述车体部分MCU采用MSP430单片机，所述数据处理及控制部分MCU采用ARM处理器，所述MSP430单片机的UART端口通过Lora无线传输模块与ARM处理器的UART端口实现通讯，所述MSP430单片机的PEM输出端口连接并控制云台机械臂电机，所述MSP430单片机的AD采集端口连接加速度传感器、陀螺仪和温湿度传感器，所述MSP430单片机的12C端口与GPS实现通讯，所述机器人系统通过摇杆实现控制，所述ARM处理器通过自带的AD数据采集模块来采集摇杆的控制信号，并且通过Lora无线传输模块接收MSP430单片机所采集的传感数据，并通过ARM处理器进行处理；在所述的机器人底盘上搭建云台，所述云台上安装FPV摄像头，所述FPV摄像头连接5.8GHZ无线图传发送模块，并通过5.8GHZ无线图传发送模块将FPV摄像头采集的数据发送出去，所述5.8GHZ无线图传发送模块安装在云台上，所述PC客户端通过USB视频采集卡连接5.8GHZ无线图传接收模块，所述5.8GHZ无线图传接收模块接收5.8GHZ无线图传发送模块所发送的数据，并传送至PC客户端显示出来；所述ARM处理器连接有LCD显示屏，用于显示温湿度信息、车体姿态和位置等信息。所述PC客户端、USB视频采集卡、5.8GHZ无线图传接收模块、5.8GHZ无线图传发送模块和FPV摄像头组成影音传输的通信模块，如图2所示。所述的LoRa无线传输模块是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，拥有前所未有的性能，与传统的无线传输技术如2.4G的wifi、蓝牙、zigbee等相比具有高性能、高抗干扰、高可靠性、传输距离远的优点，使用扩频技术通讯，同样的城市、工业应用环境，性能优于使用传统调制方式(FSK、2-FSK、4-FSK、GFSK、PSK、ASK、OOK等)工作的射频产品，在恶劣的噪声环境下(电表中、电机旁等强干扰源附近，电梯井、矿井、地下室等天然屏蔽环境)优势尤为明显，在这里选用的是成品LSD4RF-2F717M91模块，该模块性能稳定，价格相对低廉。为了使机器人可以长时间地正常工作我们选择的主控芯片是美国德州仪器公司开发的MSP430芯片。该类型芯片具有超低的功耗，原因其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V电压。因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μA左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μA。其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频环(FLL和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器(32.768kHz)DT-26ORDT-38，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。由于系统运行时开启的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式(AM)和五种低功耗模式(LPM0～LPM4)。在实时时钟模式下，可达2.5μA，在RAM保持模式下，最低可达0.1μA。无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类，一是固定点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统，其特征在于：包括车体部分MCU、数据处理及控制部分MCU和PC客户端，所述车体部分MCU采用MSP430单片机，所述数据处理及控制部分MCU采用ARM处理器，所述MSP430单片机的UART端口通过Lora无线传输模块与ARM处理器的UART端口实现通讯，所述MSP430单片机的PEM输出端口连接并控制云台机械臂电机，所述MSP430单片机的AD采集端口连接加速度传感器、陀螺仪和温湿度传感器，所述MSP430单片机的12C端口与GPS实现通讯，所述机器人系统通过摇杆实现控制，所述ARM处理器通过自带的AD数据采集模块来采集摇杆的控制信号，并且通过Lora无线传输模块接收MSP430单片机所采集的传感数据，并通过ARM处理器进行处理；在所述的机器人底盘上搭建云台，所述云台上安装FPV摄像头，所述FPV摄像头连接5.8GHZ无线图传发送模块，并通过5.8GHZ无线图传发送模块将FPV摄像头采集的数据发送出去，所述5.8GHZ无线图传发送模块安装在云台上，所述PC客户端通过USB视频采集卡连接5.8GHZ无线图传接收模块，所述5.8GHZ无线图传接收模块接收5.8GHZ无线图传发送模块所发送的数据，并传送至PC客户端显示出来。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa及MSP430的影音实时传输搜救机器人系统，其特征在于：包括车体部分MCU、数据处理及控制部分MCU和PC客户端，所述车体部分MCU采用MSP430单片机，所述数据处理及控制部分MCU采用ARM处理器，所述MSP430单片机的UART端口通过Lora无线传输模块与ARM处理器的UART端口实现通讯，所述MSP430单片机的PEM输出端口连接并控制云台机械臂电机，所述MSP430单片机的AD采集端口连接加速度传感器、陀螺仪和温湿度传感器，所述MSP430单片机的12C端口与GPS实现通讯，所述机器人系统通过摇杆实现控制，所述ARM处理器通过自带的AD数据采集模块来采集摇杆的控制信号，并且通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓峰，段晓娟，段晓琴，张俊清，
申请(专利权)人：东南大学成贤学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32