无线视频监控系统设计毕业设计
摘要
随着人口的增长，商场、剧院、火车站及大型会展中心等公共场所关于安防系统中对安保的需求也越来越大。而为了降低该类营业性公共场所的营业成本，引进无线视频监控系统可以为使用者大大节省经营成本，并且存档的无线视频便于后续的管理与维护。而一般的无线视频监控系统都是由网络摄像机和PC监控管理软件组成。
本课题研究的是网络摄像机的一种新型监控管理软件的设计，其中网络摄像机由STC89C52单片机结合3G路由器、USB摄像头以及舵机组成，其视频数据通过3G路由器的WiFi功能实时转发，然后编写一款Android客户端视频监控管理软件，安卓手机连接上网络摄像机的WiFi网络后打开该软件就能实时进行远程视频监控，可以通过客户端软件上的按钮移动摄像头左右两个方向的摆动，并可以抓拍远程图片保存在手机里，也可以在Android客户端软件中查看，并对之前抓拍的图片进行管理，为用户提供了一定的便利性。
关键词：网络摄像机；Android；单片机；WiFi；舵机
Abstract
As the population grows , shopping malls , theaters , train stations and large convention centers and other public places on the security needs of the security system is also growing . In order to reduce the operating costs of public places such business , the introduction of wireless monitoring systems can greatly reduce the operating costs for users and to facilitate the subsequent archived online video management and maintenance . And general wireless monitoring systems are monitored by the network camera and PC management software.
This research is a new monitoring and management software is designed to network cameras , network cameras by the STC89C52 microcontroller which combines 3G router , USB camera and steering head , whose video data in real time WIFI 3G router forwarding function , then write an Android client video surveillance management software, Android phones on the network even after you open the camera's WiFi network management software in real-time via WiFi network for remote video surveillance, and can move through the lower button on the camera management software on the client about two direction of the swing , and you can capture images remotely stored in the phone in the Android client monitoring and management software to view, monitor the Android client management software can also capture the image before the image management directly , to provide users with a certain amount of convenience .
Key words： Network camera；Android；SCM；WiFi；Steering engine
目录
第1章概述 (1)
1.1无线视频监控系统的背景 (1)
1.2无线视频监控系统的发展现状 (2)
1.3无线视频监控系统的意义 (3)
1.4本文研究内容 (4)
第2章无线视频监控的方案讨论 (6)
2.1 方案1——采用A/D和D/A转换的数字无线视频监控系统 (6)
2.2 方案2——采用WiFi模块的无线视频监控系统 (7)
2.3 本章小结 (8)
第3章系统硬件设计 (9)
3.1硬件原理图概述 (9)
3.2单片机选型 (10)
3.3 WiFi模块 (13)
3.4 摄像头选型 (17)
3.5 舵机选型 (18)
3.6 本章小结 (20)
第4章系统软件设计 (21)
4.1网络摄像机单片机软件设计 (21)
4.2 Android客户端软件设计 (24)
4.3 本章小结 (28)
第5章系统功能测试 (29)
5.1 硬件调试 (29)
5.2 软件调试 (31)
5.3 本章小结 (32)
结论 (33)
参考文献 (34)
致谢 (35)
附录1 9G舵机-按键控制左右转动 (36)
附录2 9G舵机-自动0~180度来回摆动 (40)
附录3 串口接收1602 (44)
第1章概述
在现代社会，视频监控系统是农业生产、交通运输、环保监测、公共安全、现代国防等领域的关键技术设备之一。无线视频监控是视频监控系统的重要组成部分，由于其具有灵活性好、移动性强、布点灵活、工程量小与工程周期短等优点，已逐渐成为视频监控领域的研究热点。本章介绍无线视频监控系统的背景、发展现状、研究意义以及本课题研究内容。
1.1无线视频监控系统的背景
21世纪，社会上安防产业的主打方向是安全监控类产品，而安全监控类产品在专业领域又分为防盗设备，门禁，对讲和视频监控等应用，在这些应用中，视频监控系统是最重要组成部分。无线视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控系统中客户端监控管理软件尤为关键。随着Android手机风靡全世界以及WiFi技术的不断成熟，基于Android手机和WiFi技术开发的娱乐软件也越来越多。而且市场上网络摄像机种类也日渐增多，其应用也会日趋广泛。无线视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长远的发展[1]。鉴于Android软件和WiFi技术是当下的热门话题，相信对它们的开发和研究对人们的生活和高科技的发展都将会有很高的价值意义。
无线视频监控系统是无线网络技术应用最多的领域之一。无线视频监控系统主要用于对重要区域或远程地点的监视和控制，无线网络视频监控技术在电力系统、电信机房、工厂、城市交通、水利系统、小区治安等领域正得到越来越广泛的应用。视频监控系统将被监控点实时采集的视频文件及时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况，及时发现问题并进行处理。
例如，电力系统的变电站和电信行业的无人值守机房等设施都需要安装无线视频监控系统。在通常情况下，由于监控点分布在较广阔的范围内，并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，或者因为物理因素难以架设线缆，如遇到河流山脉等障碍时。
无线视频监控解决方案可很好地解决上述问题。用户采用无线视频监控解决方案，无需铺设网络电缆，可迅速方便地在各种需要的地方布署数字摄像设备[2]，建立新的视频监控系统或对现有的视频监控系统进行扩展，具有很强的灵活性和
可扩充性。采用宽带无线接入设备，可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来，且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线链路。现场监控点安装的摄像机所摄录的实时和高分辨率的视频图像通过成电先锋宽带无线接入设备进行传输, 传送到用户的安全监控中心，并可以完成对远程监控点的控制。
目前，随着数字视频编码技术以及网络技术的发展，安装无线视频监控系统正迅速从传统的基于有线电视技术的模拟视频监控系统向基于IP技术的数字视频监控系统方向发展，数字监控系统已经在某些领域取代了原有的模拟监控系统。
1.2无线视频监控系统的发展现状
无线视频监控中的无线视频传输技术一直以来都是各国在安防产业里竞相研究的课题，中国近年来在无线视频传输领域取得了一些成绩，但是与美国、日本、德国相比还是有一些差距的，主要应用主要集中在智能无线监控小车的应用。日美德等工业大国在智能无线监控小车技术上一直引领着世界，后起之秀韩国也逐渐走在智能无线监控小车研发的前沿[3]，而中国在相关应用方面稍有不足。在国内外市场上，主要推出的是数字控制的模拟视频监控和数字视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用，特别是在大、中型视频监控工程中的应用尤为广泛；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。
目前，视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用并将逐渐向数字系统过渡的阶段。关于当今网络摄像机的遥控技术的研究，世界各发达国家都非常重视用于各种目的、不同场合机器人遥控系统的研究开发工作[4]。而国内对遥控技术的研究起步相对于国外来说晚了些，总体发展水平也落后于西方发达国家。经过多年努力，在航空航天、海洋开发、核工业已经以及国防军事、工程机械等领域也取得了举世瞩目的研究成果。
根据近年来无线视频监控业务运营实践、无线视频监控技术的发展及不同用户群对无线视频监控的需求程度的发展，今后国内无线视频监控业务的发展将会经历以下三个阶段：
第一阶段：以行业大客户无线视频监控应用为主的行业典型应用阶段
目前，高端行业用户的监控系统如国内的平安工程、交通的道路监控、检验检疫的电子监管视频监控等，多为大型化的城域性甚至全国性的行业视频监控系统。
高端行业用户现在大多处在建设大型视频监控项目的初期，其对监控系统的要求很高，不仅包括了有线侧图像能够实时看得清、录像存得好、云台控制等指
令响应得快等，同时还增加了对无线视频采集(如交通巡逻、平安城市移动巡逻、城管移动巡逻与执法等)及移动视频观看和控制的应用要求。
由于当前能够实现盈利的运营商视频监控平台基本都处于第一阶段行业用户上，政府、金融和电信仍是视频监控主要的应用领域，无线视频监控与具体行业的深度融合将成为无线视频监控市场发展的必然趋势。
第二阶段：以商业监控的创新性应用为主和部分家庭推广的小众化应用阶段中小型商业用户不仅是传统有线视频监控业务的另一个潜在的大规模用户群，也是无线视频监控应用的另一重要领域。这类用户是指有分布式监控访问要求的小型商店、中等规模连锁商业组织、医疗、教育机构等[5]。由于用户具有移动性、远程移动接入及对工作效率高要求等特点，无线视频监控业务在该类应用中的渗透率将有较高的起点和较大的提升空间。
商业用户对无线视频监控的业务需求除了移动视频查看等基础的监控业务需求外，往往还需要监控系统与企业的业务系统相结合，比如医疗有可能会利用视频监控平台开展移动远程医疗服务(如救护车上的应急诊断与救护)、银行会利用运钞车的移动视频监控进行管控、学校会利用监控平台进行无线电化教学、无线电子监考等应用。
对商业用户来说，与自身业务结合良好的无线视频监控平台是很好的扩展业务的手段，因此运营商对商业客户的引导策略应该是搭建平台，寻找广泛的集成商共同开发面向客户的商业应用。如果电信运营商积极引导开发适应商业用户的杀手级监控应用，用户群的规模将很快得到拓展。
第三阶段：以广泛的个人和家庭应用、商业和行业应用全面开花，无线视频监控与视频的其它应用如IPTV、视频会议和语音业务等应用相融合的大众化普遍应用阶段。
1.3无线视频监控系统的意义
无线视频监控就是指不用布线（线缆）利用无线电波来传输视频、声音、数据等信号的监控系统。无线视频监控分为：模拟微波传输和数字微波传输。在无线视频监控系统中，摄像头是最前端、最基础、投资数量最大的一个产品，也是最关键设备，它负责对监视区域进行摄像并转换成电信号，再进一步用于传输，其质量直接影响视频监控系统的整体应用，同时还关系到工程造价。
随着无线技术的高速发展,无线网络接入已成为一种趋势[6]。无线网络主要用在有线网络与有线通信所不易到达的场合和地理环境、工作环境特殊的场合及需要经常移动的工作场合等。无线网络系统利用微波扩频技术、图像语音动态压缩
技术和网络影流传输技术，实现远程和移动中的图象、语音和数据的实时采集、传输、存储和显示；同时也广泛用于远程监控、远程数据采集、远程电信服务、远程网络连接、大楼内的无线覆盖、应急通信、机动车载移动网络通信等领域。
无线视频监控的优势包括以下几点：
（1）、综合成本低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。
（2）、组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。
（3）、维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护系统。
（4）、无线监控系统是监控和无线传输技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，并且自动形成视频数据库便于日后的检索。
（5）、在无线监控系统中，无线监控中心实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息是连续、清晰的。在无线监控点，通常使用摄像头对现场情况进行实时采集，摄像头通过无线视频传输设备相连，并通过由无线电波将数据信号发送到监控中心。
无线监控技术的出现，是计算机网络技术与故障监控技术相结合的必然结果，它具有灵活性好、移动性强、布点灵活、工程量小与工程周期短等优点。早期无线监控技术是非实时非在线监控方式，而现代无线监控技术是实时在线监控方式，借助于计算机、互联网和通信技术，操作者可以依靠安装在现场的各种传感器及音视频设备，远隔千里便可随时了解现场生产与设备情况，对生产现场进行监控、诊断与控制[7]。与有线视频监视系统相比，无线视频监视系统具有很大的优越性，其研究也具有重大的经济意义和现实意义。
1.4本文研究内容
本课题的研究范围主要有三大部分，一个是网络摄像机硬件部分，一个是网络摄像机单片机软件部分，最后一个是网络摄像机Andorid客户端监控管理软件部分。网络摄像机硬件部分主要研究STC89C52单片机最小系统的制作以及网络摄
像机外围硬件系统的搭建，其中包括舵机云台模块电路，USB摄像头电路以及3G 路由器电路等。而单片机软件部分采用C语言编程，其完成的主要功能是将3G路由器转发过来的Android客户端监控管理软件的控制指令经过识别处理，从而完成摄像头舵机云台的远程控制。而Android客户端监控管理软件采用java语言编程，主要完成Android的TCP客户端程序，用于连接3G路由器里的TCP服务器程序，将Android客户端监控管理软件的控制指令通过socket套接字发送到3G路由器，Android客户端监控管理软件的另一个功能是加载3G路由器发送过来的实时视频数据，将其显示在客户端上。本课题拟采用的研究法是理论研究加实物制作，先查阅资料进行方案设计，确定大概采用的软硬件系统，然后购买器材进行实际作品制作、调试，最后撰写文档。最终完成一个基于单片机STC89C52的网络摄像机系统，该摄像机系统的摄像机安装在云台上，用户可通过在Android客户端软件控制云台左右两个方向的转动。用户使用安卓手机连上该网络摄像机的WIFI网络后打开该Android客户端软件能实时进行远程视频监控，并且可以通过界面的按钮移动摄像头左右两个方向的摆动和抓拍图片保存在手机里，也可以在Android客户端软件中查看，并对之前抓拍的图片进行管理，为用户提供了一定的便利性。
第2章无线视频监控的方案讨论
无线视频监控系统运用广泛,使用的环境各不相同,而且无线视频监控系统的种类比较多，根据具体的情况可以选用不同的设计方案。可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。本设计要求通过单片机控制，对摄像头进行无线实时控制，达到不同角度的监控功能。
2.1 方案1——采用A/D和D/A转换的数字无线视频监控系统
摄像头将所采集到的图像信号经过内部的转换电路转换成视频信号传给高速A/D，高速A/D负责把摄像头输出的模拟电压信号转换成对应的8位数据量。C8051F310单片机控制高速A/D的采集开始与结束，将转换后的8位数据量传给单片机。单片机是整个系统的中心环节，它将从A/D取得的数据信号经过处理后送给无线发射模块进行调制发送。如图2-1 A/D转换无线发射框图。
图2-1 A/D转换无线发射框图
无线接收模块把接收到的信号进行解调，再把解调后的8位数据量传给C8051F310单片机。单片机通过指令控制高速无线接收模块的开始与结束。将所得到的数据量经过运算处理后送给高速D/A，其将数据量转换成对应的模拟量，然后送给显示设备。从而达到了监控的功能。详见图2-2 D/A转换无线接收框图。
图2-2 D/A转换无线接收框图
2.2 方案2——采用WiFi模块的无线视频监控系统
此方案采用单片机最小系统电路、网络视频采集及控制指令转发电路和舵机云台电路组成。最终完成一个基于单片机STC89C52的网络摄像机系统，该摄像机系统的摄像机安装在云台上，用户可通过在客户端软件控制云台左右两个方向的转动。用户使用安卓手机连上该网络摄像机的WiFi网络后打开该Android客户端软件能实时进行远程视频监控，并且可以通过界面的按钮移动摄像头左右两个方向的摆动和抓拍图片保存在手机里，也可以在Android客户端软件中查看，并对之前抓拍的图片进行管理，从而达到了监控的功能。详见图2-3基于WiFi模块的无线视频监控系统框图。
图2-3 基于WiFi模块的无线视频监控系统框图
单片机最小系统电路由晶振电路以及复位电路组成。在单片机最小系统电路中其中的晶振电路由一个11.0592MHz的晶振和两个33pF的独石电容构成，独石电容主要起到滤波作用，而选取晶振频率为11.0592MHz的晶振主要是因为无线路由器的通信波特率为9600，如果使用12MHz或其它整数频率的晶振的话将单片机串口波特率配置成9600时误差会过高，因此选取11.0592MHz的晶振比较合适。而单片机的复位电路由一个10uF的电解电容和一个8.2K的色环电阻构成，该复位电路采用的是上电复位的模式，起到简化硬件系统的作用。
网络视频采集及控制指令转发电路由一个USB摄像头和一个无线路由器组成。其中无线路由器使用的是一款3G+无线于一体的无线路由器，路由器上带有USB接口，USB摄像头直接接入该3G无线路由器中，然后从3G无线路由器中引出其调试串口的TXD接口接到单片机最小系统的RXD引脚，这样便能将3G无线路由器接收到的控制指令转发到单片机中，单片机处理完成后做出相应的操作。
舵机云台电路主要由舵机组成，接到单片机的P3.3引脚，控制摄像头水平方向的摆动。单片机在接收到Android客户端软件的控制指令后通过舵机操控摄像头往左右两个方向摆动，从而改变监控视角。
网络摄像机Android客户端软件设计中主要由网络摄像机单片机C语言程序和Android客户端软件java程序两大部分组成。其中网络摄像机单片机C语言程序主要完成串口接收处理3G路由器的数据和驱动舵机运作的功能。单片机系统开
始运行后，首先是给网络摄像机中最重要的STC89C52单片机最小系统板上电，单片机最小系统上电后首先完成的操作是初始化网络摄像机连接的各个外围硬件设备，包括云台舵机电路的初始化、3G路由器连接的串口的初始化等。当网络摄像机的单片机系统的初始化工作完成后，单片机系统开始进入循环工作模式，不断监测单片机串口是否接收到3G路由器发送过来的控制指令，如果没有接收到则不断循环检测，如果接收到3G路由器发送过来的控制指令则判断是否是控制舵机运动的两个指令，如果是则操控舵机往相应的方向摆动。
无线视频监控系统，是一款简单易用的小型远程数字监控系统，与网络摄像机配套使用，可采用有线或无线方式连接网络，易于安装部署，不需要用户额外配置专用电脑和采集录像等设备。用户可采用手机或电脑作为监控终端设备，可随时随地接收报警信息和查看监控视频。本系统具有稳定可靠、经济实用等特点，可用于防火防盗、安全护卫、人员监护、远程管理等，特别适合个人、家庭、店铺等使用。
2.3 本章小结
本章介绍了两个方案，都可以实现无线视频监控功能。其中方案一处理速度快，功能和可靠性强，视频中分辨率高，可以控制距离远，达到很好的效果，使用范围广。但是，电路通过信息采集、数据处理、传输、系统控制等部分组成，硬件电路结构复杂，需要使用高速的单片机和高速A/D与D/A转换芯片，电路实现和调试都相当困难。各芯片成本高，适用于专业场合，不便于毕业设计。
方案2电路简单，容易实现，使用范围广，对于银行、煤矿等安全地带可以很方便控制摄像头的电机进行检测。功耗低、软件编程较简单，WiFi模块的体积小、整个系统成本低。用单片机来实现无线视频监控系统，充分利用了单片机的资源。同时使用STC89C52单片机和WiFi模块一起控制,非常符合我们的设计思路，所以本设计采用方案2。
第3章系统硬件设计
3.1硬件原理图概述
图3-1 系统硬件原理图
网络摄像机系统硬件原理图如图3-1所示，整个网络摄像机的硬件系统主要由单片机最小系统电路、网络视频采集及控制指令转发电路和舵机电路三大部分组成。
第一部分是单片机最小系统电路，即原理图中最下方的部分，单片机最小系统电路由左下方的晶振电路以及晶振电路右边的复位电路组成。在单片机最小系统电路中其中的晶振电路由一个11.0592MHz的晶振和两个33pF的独石电容构成，独石电容主要起到滤波作用，而选取晶振频率为11.0592MHz的晶振主要是因为无线路由器的通信波特率为9600，如果使用12MHz或其它整数频率的晶振的话将单
片机串口波特率配置成9600时误差会过高，因此选取11.0592MHz的晶振比较合适。而单片机的复位电路由一个10uF的电解电容和一个8.2K的色环电阻构成，该复位电路采用的是上电复位的模式，起到简化硬件系统的作用。
网络摄像机的硬件系统第二部分是左上角的网络视频采集及控制指令转发电路，该电路由一个USB摄像头和一个无线路由器组成。其中无线路由器使用的是一款3G+无线于一体的无线路由器，路由器上带有USB接口，USB摄像头直接接入该3G无线路由器中，然后从3G无线路由器中引出其调试串口的TXD接口接到单片机最小系统的RXD引脚，这样便能将3G无线路由器接收到的控制指令转发到单片机中，单片机处理完成后做出相应的操作，比如操作舵机云台左右摆动来改变网络摄像机的监控视角。而视频流数据的采集以及转发则由3G无线路由器完成，首先在该3G无线路由器中刷入openwrt系统，该系统是一个开源的linux系统，该系统内置了mjpg-streamer视频服务器程序，该视频服务器程序能驱动与3G无线路由器连接的USB摄像头，并将其实时采集的视频流数据通过局域网转发出去，并且openwrt系统还带有串口转发程序，该程序是一个TCP服务器程序，能移植监听一个端口，当客户端连接上该端口后向该TCP服务器程序转发的数据都会直接通过调试串口转发出去，能实现控制指令的实时转发。
网络摄像机的硬件系统的第三部分是右上角的舵机电路，该电路主要由舵机组成，接到单片机的P3.3引脚，控制摄像头水平方向的摆动。单片机在接收到Android客户端软件的控制指令后通过舵机操控摄像头往左右两个方向摆动，从而改变监控视角。
3.2单片机选型
由于网络摄像机终端单片机主要完成的任务是串口接收处理3G路由器发送过来的控制字符数据和驱动舵机两个方向的运作的功能，因此本课题中可以选用不太强大的单片机作设计，型号是STC89C52，该单片机实物图如图3-2所示。
图3-2 STC89C52单片机实物图
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K
在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T 可选。
STC89C52是STC公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ETC公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
主要功能特性：
1．标准MCS-51内核和指令系统。2．32个双向I/O口。3．3个16位可编程定时/计数器。4．向上或向下定时计数器。5．6个中断源。6．全双工串行通信口。7．—帧错误侦测。8．—自动地址识别。9．空闲和掉电节省模式。10．片内8kROM （可扩充64kB外部存储器）。11．256x8bit内部RAM（可扩充64kB外部存储器）。12．时钟频率3.5-12/24/33MHz。13．改进型快速编程脉冲算法。14．5.0V工作电压。15．布尔处理器。16．4层优先级中断结构。17．兼容TTL和CMOS逻辑电平。18．PDIP(40)和PLCC(44)封装形式。
管脚说明：
VCC：供电电压。GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口作为STC89C52的一些特殊功能口，管脚备选功能：
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（计时器0外部输入）
P3.5 T1（计时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA / VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
振荡电路：
外接石英晶体或者陶瓷谐振器以及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。为了使装置能够被外部时钟信号激活，XATL1应该有效，而XTAL2应该被悬空。由于输入到内部的时钟信号电路通过了一个二分频的信号，外部信号的工作周期比没有别的要求，但是最大值和最小值的大小可以在数据表上观察出来。
当正常工作时，外部振荡器可以计算出XTAL1上的电容，最大可达到100pF。这是由于振荡器电容和反馈电容之间的相互作用。当外部信号是标准高电平或者低电平时，电容不会超过20pF。
空置模式：
用户的软件都可以调用空置模式。当单片机出于这种模式，耗能就会自然降低。特殊功能端和板子上的随机存储器在空置状态保持各自的电平。但是处理器阻止装置执行指令。空置模式会被激活如果端口处于复位状态或者中断系统有效。
3.3 WiFi模块
网络摄像机Android客户端软件设计中的视频采集及传输和WiFi转串口功能由一个刷入OpenWrt系统的3G路由器来实现，其中OpenWrt是一个开源的嵌入式Linux系统，该系统能配置其自动变成一个WiFi转串口模块，并且可以在该系统上移植开源视频服务器程序mjpg_streamer来实现USB摄像头采集视频数据以及传输。
Wifi模块介绍如下：尺寸：50*50mm；输入电压为+5V；4M Flash，64M RAM；电源功耗：1.2W；内置天线；此板的串口为TTL电平；保留路由功能，配备一个独立LAN口与WAN口(软件复用)；完全兼容703N的Openwrt固件，自由安装IPK 程序；模块已经刷好Openwrt固件，并安装了所有的ZC301驱动与UVC摄像头驱动、Ser2net串口转发软件、mjpg-streamer视频解析软件，并已经设为随机启动。
本模块支持串口透传，支持视频传输，提供上位机和安卓客户端源码，WiFi 智能小车模块，本模块是由路由刷成的，已经把串口连了出来，可配合USB摄像头使用，还原路由器的固件，可以传送图像和串口数据，手机软件（手机软件送源代码）。Wifi模块实物图如图3-3,3-4所示，原理图如图3-5所示。
图3-3 WiFi模块正面图
图3-4 WiFi模块背面图
图3-5 WiFi模块原理图
WiFi智能模块 4M 32M和8M 64M的区别:4M/8M是FLASH的区别(就是相当与电脑的硬盘一样)：主要决定WIFI模块里可以安装多少程序。32M/64M是DDR的大小，就是内存的大小，内存大小对视频流畅度有很大关系。
WiFi智能模块，就是把3G路由器改装的，直接把TTL焊点引到了迷你USB接口，所以在供电不正确时会出现一些问题，体现为：有些使用者没有使用驱动板的USB供电，而是外接了USB电源适配器进行供电的，结果一接上去，路由就起不来了，灯常亮或者说找不到SSID，有线也连接不上。更严重的是板载openwrt 路由系统也挂掉了，这时一般WiFi智能模块的灯一直闪，出现这种情况的主要原因来源于外接电源，我们是把TTL引到了迷你USB上面占用了的D+ D-这两个接口，而很多电源适配器的USB里面的D+和D-是短接在一起的，这种设计原本是为了手机的“快充/慢充”切换，结果它这么一短接就相当于把我们路由器的串口短接了，启动就会失败。另外一种原因是这个D+ D-是有电压的。
3.3.1 刷机固件介绍
固件wifi-robots-openwrt-RG100A_DB120-cfe固件说明：
1．Ser2net 已设置开机启动。
2．mjpg_streamer开机启动。摄像头只有2种驱动，uvc和301，目前开机mjpg_streamer缺省启动了301摄像头，301摄像头无需设置直接跳到第3步，uvc 需要修改下即可ssh登陆后，vi etc/init.d/wificar，找到301摄像头参数
mjpg_streamer -b -i "input_uvc.so -r 640x480 -f 30" -o "output_http.so -p 8080 -w /web"修改为uvc参数mjpg_streamer -b -i "input_uvc.so -r 352x288 -f 15 -y" -o "output_http.so -p 8080 -w /web"然后在putty命令行下输入chmod 777 /etc/init.d/wifirobot更改属性输/etc/init.d/wificar enable 启动该配置文件重启路由器，301摄像头设置完成。
3．支持Luci/web 管理,错误设置后不能进入的，可以长按复位键回初始模式。
4．网络设置，目前是AP模式，IP:192.168.1.1。
3.3.2 刷机步骤
1．网线连接电脑和路由器的LAN1（靠近电源那个网口，升级只能使用此口，有的版本丝印不是LAN1，反正记住靠近电源的那个口即可），电脑IP设置为192.168.1.169/255.255.255.0，192.168.1.1；设置完成点击网络邻居，选择属性，选择升级用的有线网口，右键点修复。
2．用USB TTL线接好路由的GND、RXD、TXD三条线（VCC电源千万别接，会烧路由），打开putty，选好端口号，端口号请查看电脑设备管理器，设置波特率为115200，点击下面的Open。
3．路由器通电，接线且设置正确的话，putty窗口应该出现路由器的信息，在通电3秒内，按下键盘的回车键，阻止路由器CFE启动，这时候应出现CFE>。
4．输入小写e a，e a之间有个回车键，然后再按下y，点击回车，路由器开始擦除清除原系统固件。清除之后，路由会持续输出很多命令行，且不会停止，我们不用管，关掉路由电源。
5．重新打开路由电源，和第四步一样，通电3秒内按下回车键阻止CFE继续启动打开浏览器，输入192.168.1.1，应看到上传固件的的选择文件，putty窗口也会出现路由器升级进度信息，此时千万不要断电，理论上此时断电会刷坏路由器，升级完成后，耐心等待5分钟，路由器会自动重启。
6．等待路由启动后，等待几分钟再次重启一次路由，打开网页192.168.1.1，输入密码登陆进入路由器的设置，将路由器的无线网络开启，只有这样电脑等终端设备才能通过wifi信号和路由器连接。
7．用putty登陆路由，转到/etc/init.d/目录，可以看到一个ser2net.conf 文件，打开它可以看到路由串口的配置信息，默认配置的波特率是9600,8位数据位，1位停止位，无校验位。完成之后需要设定mjpg-streamer和ser2net随机启动，不然没法正常工作。
8．由于我使用的摄像头是301芯片的，在电脑上显示会花屏，所以还需要对脚本进行修改，其操作步骤如下：
具体步骤：
A．登陆路由器：telnet 192.168.1.1 (IP地址根据你的路由器实际地址而定)。