基于Openwrt路由器的平台的构建

摘要: 本文主要讨论基于嵌入式OpenWrt系统的路由器远程监视平台的设计. 涵盖的功能包括视频和音频监视，自主移动性，环境信息收集，位置定位，WiFi通信等. 它是一种具有成本效益，良好的可控性，安全性和可配置的远程监视智能设备平台.

1. 路由器的平台采用两层架构

上层安装OPENWRT系统TP-LinkWRT03N路由器（基于Atheros AR9331芯片）作为上层主板，主要负责图像采集模块和无线通信模块的功能，以实现控制信号，图像采集，声音采集和WiFi无线通信数据传输. 上层架构的硬件核心系统是基于TP-LinkWR703N的改进型路由器. 安装了OpenWrt系统以设计基于AtheroS的AR9331芯片WiFi通信模块，并选择了天敏的606美元和608美元网络摄像机作为监视视频和声音的硬件设施. 实现功能. 并保留用于智能家居控制的可扩展界面.

下层是作为控制板的通用8位或16位单片机，具有外部传感器，电机驱动器，显示器和串行通信电路. 主要实现运动过程控制，传感器数据处理以及串口遥控信号的接收和执行.

平台的软件设计包括嵌入式操作系统，网络摄像机加载程序，视频处理程序，WEB服务器程序和单片机控制应用程序. 核心系统使用嵌入式LINUX版本OpenWrt作为上层硬件体系结构，即路由器的操作系统. OpenWrt的设计和开发概念是将操作系统分解并组合为一组完全可写的文件系统和软件包管理，并使用软件包的概念来管理嵌入式设备，因此嵌入式软件开发的过程变得越来越容易.

2，OpenWrt嵌入式系统

我们需要通过修改后的路由器实现以下功能: 驱动和控制，通过串行端口在硬件层控制C51单片机，驱动和连接无线网卡，运行服务器以及提供uI接口. 为了实现上述功能，我们首先需要构建一个嵌入式操作系统. 经过反复讨论和研究，我们决定将OpenWrt移植到主芯片为Atheros的AR9331路由器上.

OpenWrt是适用于各种无线路由器和嵌入式设备的开源Linux发行版. 它可以实现与其他知名固件DDWRT类似的功能. OpenWrt提供了完全可写的文件系统和软件包管理. 它以一种简单易用的方式最大程度地降低了嵌入式Linux开发的门槛. 它允许使用软件包概念来定制嵌入式设备，这使其可以应用于大多数应用程序并实现更. 对于开发人员，OpenWrt提供了一个简单易用的环境框架来构建应用程序. OpenWrt主页: http: // www. OpenWrt. 组织.

本主题关注的路由器已经发布了常规版本，因此无需自己重新编译. 为了深入研究和理解，您还可以下载源代码自行编译，并且“固件”效果相同.

3. 总体设计思路

实现总体设计的步骤:

（1）将可以刷新Linux并刷新其操作系统的无线路由器转换为OpenWrt.

（2）在路由器下的Linux下安装摄像机驱动程序，即在路由器上安装程序: 安装摄像机，安装mJPEG.

（3）在PC和机器人之间建立通信.

（4）通过上位机操作，在PC端选择上位机软件，然后使用上位机Socket将特定的数据包发送到路由器端. 直接控制单片机的运动，并可以实时接收机器人上的摄像机视频. 总体设计如下图1所示:

4，路由器闪烁

预先准备由OPENWRT系统编译的“同名”. 具体的编译方法将在下一章中介绍. 这里首先学习使用成熟的Internet公共资源来找到主页: http: // www. OpenWrt. org或F包含相同的文件“ openwrt-ar71XX-generic-tl-wr703nv1squashfs-sysupgrade.bin”（对于TPLINKWR703N路由器，Flash = 4MBRAM = 32MBar9331芯片属于ar71XX），请从官方网站下载最新的OpenWrt固件以确保未安装各种软件安装出现问题，但是提供了界面LUCI（Web服务器软件LuC）. openwrt系统下的WEB服务器LuCi是用于嵌入式设备的Web框架.

此系统需要为路由器刷OPENWRT系统. 目前，大约有两种刷牙方法，一种是通过网线方法刷机，另一种是通过TTL线刷机. 通常，使用网线方法刷机比较简单，不需要任何工具. 以下重点介绍使用网络电缆方法进行刷牙的步骤:

第一步: 首先关闭路由器的电源，然后将网络电缆连接到计算机和路由器的LAN4或LAN1.

步骤2: 将计算机IP设置为192.1681. x / 255.255.255.0（x是2-255之间的任意数字），则无需设置网关.

步骤3: 用针按住路由器的RST按钮，然后打开路由器的电源. 等待大约10到15秒. 路由器的电源指示灯将变为红色. 此时，您可以释放重置按钮.

步骤4: 在计算机上运行cmd. exe，然后输入ping 192.18.11.1以测试是否可以ping通成功，如果可以ping通，请继续操作，否则返回Yucha.

第5步: 打开计算机浏览器并输入192.168.1.1，将出现一个页面，即CFE更新页面. 在这里，您需要选择要刷新的OpenWrt固件，请按照图标文本进行更新. 此时，固件选择“ openwrt.ar71xx-通用-tl-wr703n-vl-Squakfs-sysupgrade.bin”，单击“确定”. 开始闪烁，然后等待一会儿. 大约两分钟后，路由器将自动重启. 至此，路由器闪烁完成.

步骤6: 此处剩下的步骤是打开WiFi，设置pppoe网络和安装LUCI. 本节暂时不会详细讨论它，因为LUCI软件可以在自己编译固件时一起编译.

您也可以在openwrt官方网站上非常方便地获取LUCI软件安装软件包. 使用腻子（该软件通常用于嵌入式系统调试）登录路由器后，通过以下命令安装LUCI和中文软件包:

opkgupdate //首先更新软件列表

opkglist-已安装//进一步检查已安装的软件

opkginstallluci //执行以安装LUCI

opkginstallluci—il8n—中文//安装LUCI中文补丁以支持中文

可以完成LUCI的安装.

最后，它支持中文界面，以便在PC上运行以ping 192.168.1.1. 如果可以ping通路由器，则表示闪烁成功. 这时，您可以访问http://192.168.1.1并在预期的openwrtWEB中文界面（即WEB服务器软件LuC的中文版）中看到它. 如果无法ping通，请关闭电源，然后返回到前面的步骤，然后重做.

5. 将摄像机安装在路由器上并安装MJPEG5.1. 将相机安装在路由器上

当前，通常使用两种类型的USB摄像机: 带驱动器和不带驱动器. 此系统中使用了驱动程序. 主控制芯片是中星微301. 该摄像机的成功率为100％，具有成本效益. 特别适合该系统的设计. 以下是OpenWrt摄像机的程序参考语句.

OpenWrt安装的UVC摄像机

opkgupdate

opkginstallkmod-usb-ohci#常规BCM使用ohciUSB控制器

#opkginstallkmod·usb-uhci#UHCIUSB控制器

opkginstallkmod-usb-视频

opkginstallkmod-video—-gspca—核心

opkginstallkmod-video—核心

opkginstallkmod一deo-UVC#无驱动器摄像机

opkginstallkmod-视频-gspca-zc3xx#Camera，例如zc301zc3zc305

opkginstallkmod-·i2c·-核心

opkginstallkmod--输入核心

opkginstallmotion

5.2安装监视软件MJPEG

作为小型视频服务器软件，MJPEG占用很少的系统，也非常适合此系统设计. （另一个预选计划是考虑安装Palantir模块）

（1）安装MJPEG

使用以下命令进行安装:

Opkginstallmjpg-strcamer

（2）启动MJPEG

/ etc / init. d ／ mjpg—streamerstart

（3）查看图片

由于Firefox支持动态刷新，因此您需要下载并安装Firefox. 在地址栏中输入: http://192.168.1.1:8080/？动作-可以查看摄像机的动态视频.

6. 在PC和机器人之间建立通信

通过主机进行操作，在PC端选择主机软件，然后使用主机的Socket将特定的数据包发送到路由器. 直接控制单片机的运动，并可以实时接收机器人上的摄像机视频. 关于嵌入式系统与上位机之间通过上位机通信的研究，已经有很多成熟的方案，在此不再赘述.

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