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研究生: 謝尚謀
Shang-Mou Shie
論文名稱: 嵌入式居家型保全機器人之遠端監控系統研發
Surveillance System of Embedded Home Security Robot
指導教授: 吳忠霖
John-Ling Wu
口試委員: 薛文証
Wen-Jeng Hsueh
莊華益
Zhuang, Hua-Yi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 132
中文關鍵詞: 嵌入式作業系統即時串流傳輸技術網頁瀏覽器遠端控制Ajax
外文關鍵詞: Embedded Operating System, Real-Time Streaming Technology, Web Browser, Remote Control, Ajax
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  • 本論文將使用低端的硬體需求之嵌入式裝置,結合嵌入式作業系統Linux成功實現嵌入式居家型保全機器人遠端監控系統。設計Web伺服器採用多並發模式伺服器,同時可接受多使用者登入。因為目前智慧型手持裝置的蓬勃發展許多系統中均配置有基本的網頁瀏覽器,故本系統人機操作透過網頁瀏覽器讓使用者操作平台能有多元的選擇。使用即時串流傳輸技術使監視影像能即時傳送到用戶端,實現的方式為經網路攝影機採集的壓縮影像資料,並利用即時串流傳輸技術將壓縮後的影像資料封裝並且切割成適合在網際網路上傳輸的封包大小,最後再由用戶端網頁瀏覽器接收監視影像。
    同時本論文實現移動式監控系統,使用者透過遠端控制來操縱機器人移動,使得所監視的範圍不拘於一個特定區域內而是能擴大監視範圍。使用非同步傳輸技術Ajax達成多感測器命令請求,讓用戶端發送命令請求後不用等待伺服器回應就可進行下一動作。多感測器讓使用者能得知所監視環境的溫濕度,或是有無火災發生、瓦斯與一氧化碳洩漏等等,主動地提供使用者即時監控的環境詳細情況。


    This paper uses the compact hardware requirements of embedded device to implement the surveillance system of embedded home security robot which is built-in an operating system Linux. The system successfully integrates the remote surveillance mechanism and the multiple types web Server for end-user. Nowadays, the growth of handheld device is rapidly and many mobile systems are built-in the basic web browser. The user interface operating platform through a web browser allows users to have multi-choice on different end-device. Real-time streaming was adapted to transmit the monitor image to remote client, as the compressed image data from webcam will be split into numerous packages to fit in the internet protocol packet size, and finally the end-user will receive surveillance images in the client browser.
    In this paper, the remote control function allows the user to remotely control the surveillance system of embedded home security robot. Wheeled robot’s viewing range is not just a specific region but expanded field on the surveillance system of embedded home security robot. Using the asynchronous transmission technology Ajax to implement the multi-sensor command request system, the client can send request command and process the next action without waiting for response from the server. The multiple sensors also provide the environmental monitoring information of temperature, humidity, fire alert, gas and carbon monoxide leak, which actively provide users the real-time environmental monitoring information.

    中文摘要 I Abstract II 致 謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 X 第1章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 文獻回顧 3 1.4 論文架構 4 第2章 保全機器人系統架構 5 2.1 保全機器人系統軟硬體架構 5 2.2 機器人載具 6 2.3 電控系統 6 2.3.1 嵌入式作業系統-Linux2.6.38 6 2.3.2 ARM Based微處理器 7 2.3.3 監控系統之電控規劃 13 2.3.4 穩壓電源電路 18 2.4 感測器硬體規格介紹 19 2.5 人機系統環境: 31 第3章 嵌入式作業系統建立 36 3.1 嵌入式作業系統內核移植 36 3.1.1 交叉編譯環境建立 36 3.1.2 內核導引BIOS移植-U-boot 39 3.1.3 Linux-2.6.38內核移植 43 3.2 使用者操作內核介面-File System 46 3.2.1 File System介紹 46 3.2.2 嵌入式Linux命令集- Busybox 48 3.2.3 UBIFS格式File System規劃 48 3.3 機器人人機系統-Qtopia4移植 54 3.3.1 Qtopia4介紹 54 3.3.2 Qtopia4(Qt-Extened-4.4.3) 移植實作 55 第4章 保全機器人監控系統開發 60 4.1 監控系統架構分析 60 4.1.1 影像系統架構 60 4.1.2 網路資料傳輸架構 63 4.1.3 多執行緒架構 64 4.1.4 非同步執行網頁人機架構 66 4.1.5 無線網路架構 69 4.2 監控系統功能程式實作 70 4.2.1 影像程式設計 70 4.2.2 網路資料傳輸程式設計 72 4.2.3 多執行緒程式設計 73 4.2.4 非同步執行網頁程式設計 76 第5章 保全機器人感測系統開發 84 5.1 感測系統架構 84 5.2 串列傳輸埠驅動程式設計 84 5.3 感測器驅動程式設計 89 5.3.1 溫濕度感測模組 89 5.3.2 瓦斯與CO感測模組 91 5.3.3 超音波與火焰感測模組 92 5.3.4 載具移動驅動程式設計 93 第6章 系統實驗與結果 96 6.1 使用者帳號與平台選擇 96 6.2 顯示遠端溫度濕度感測資訊 99 6.3 顯示遠端災害感測訊息 100 6.3.1 瓦斯感測資訊 100 6.3.2 CO感測資訊 100 6.3.3 火焰感測資訊 101 6.4 遠端載具操控系統 101 6.5 超音波實驗 103 6.6 網頁監控影像 104 6.6.1 TCP影像數據封包實驗 104 6.6.2 JavaScript影像更新率實驗 106 6.7 WDS無線網路範圍擴充 108 6.7.1 單一無線網路節點 108 6.7.2 多無線網路節點 111 第7章 結論與未來展望 120 7.1 結論 120 7.2 未來展望 120 參考文獻 121

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    無法下載圖示 全文公開日期 2017/07/05 (校內網路)
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