WOWWEE ROVIO小车改造思路

     23年5月接触到这个车，大约是07年的玩具，初看到外观，真的是惊艳，三爪着地，长长的脖子，有些科幻电影中外星生物的味道。这个ID设计，放到今天，也是能镇住国内一众玩具厂商的。惊讶之余，从它的配置看，也是能碾压一部分号称智能小车的。列举了几个配置，直接从网上扒拉的

 

 

我看重这个车的，除了外观，还有它一个很实用的特性，就是自动导航归位充电，这个特性对于远程控制而言太重要了，否则再顺畅的操控体验，永远被续航的焦虑所制约。从网上找到了一些资料，介绍其导航系统，搬运过来：

 

 

这个车还有个特点是麦科姆轮设计，这可是07年的设计，要知道国内也是最近几年玩具界才流行起来麦科姆轮，从知乎上一个答主提供的信息看，当年这三个轮子的驱动程序，是一个台湾团队负责，不可谓不超前。

 

这个车的相机还通过一个马达驱动，可以提供高中低三个俯仰角度，用于控制相机的视角，其他还包括大灯，麦克风，扬声器，红外避障等，不一一介绍了。

 

 

【Hack分析】

笔者从闲鱼收了一个后，迫不及待摸索了一遍软硬件实现，目的是为了为后续改造提供理论分析基础，在前面的介绍基本功能基础上，本章节就直接说结论了。

1. WIFI部分

        这个车出厂是以Ad-hoc方式提供热点连接方式，可惜的是，Android和Windows已经不支持Adhoc了，苹果和一些嵌入式设备支持，连接此热点后，因为没有dhcp，还需要手动设置设备的IP，连接成功后，可以通过小车的IP地址192.168.10.18访问小车的浏览器网页。

        这个网页连接后，可以通过设置界面，修改小车的连接方式，让小车作为Client连接某个AP，这个AP可以是家里的路由器也可以是一个手机，但不管怎样，小车仅支持WAP认证，这种不安全的认证方式，安卓和IOS已经不支持了，通过这种方式连接后，让客户端和小车处于同一局域网，这样就可以实现较大范围内的遥控了。如果是家庭局域网，加上端口映射后，远程控制也通了。

     不得不说，上述操作过于繁琐，对基础知识要求有点高。在当今短视频流行，对于大部分只能接受视频输入的人群，这种复杂的，人机交互繁琐的玩具只能被扔进垃圾堆了。从另一个角度，因为上述两种连接方式的限制，很多人的这个车已经完全处于闲置状态，某鱼上有很多。

2. Camera

        这个车的Camera提供四种分辨率，最大也就是420P，获取图像的方式是通过一个http的请求，小车返回一个jpg图像，端侧进行解码后显示，效率相当低下，视频质量也不高，放现在看，这就是最大的短板。

 

3.室内定位

        通过拆解，可以发现这个车的定位系统使用的是红外，用的三方公司的北极星定位系统，大概的原理就是通过固定了两个红外光源反射的光束，计算室内的相对位置，精度理论是10cm，实际不止，笔者的小车，误差估计有50cm；现在比较流行的室内定位是激光定位，大量的扫地机器人用的就是激光定位

 

4.运动部分

        如前文介绍，这个车使用了3个麦科姆轮实现运动控制，通过在Windows和安卓抓包，很容易就发现这个车的驱动是通过前端发送http请求，携带方向和速度信息，由主控板解析成3个电机的控制指令，交给驱动板，控制3个电机的转动。一个控制指令大约可以维持电机转动500ms，所以，如果需要小车连续运动，需要不断的发送http请求，而且请求是通过多年前的cgi脚本控制，每次发送请求后，并不会维持tcp连接，所以下个请求又要重新建立tcp连接，效率是相当低下。

 

5.安卓客户端

       考虑到 IOS客户端是收费的，Windows客户端使用用户太少，所以本章节重点讨论Android客户端，通过decompile，很容易发现代码是轻度混淆过的，不过界面逻辑不复杂，代码逻辑也很容易理清楚；主要包含几个关键的

1. AndRovio是主程序，是Activity的子类，启动后除了UI线程，还启动了两个线程，获取小车状态和获取camera图像

2. 获取小车状态线程：每隔5秒执行一次，获取电量、位置信息、WIFI强度信息，显示到界面上

3. 获取camera图像线程，循环执行，获取jpg图像，界面，绘制界面

4. 其他，包括截屏，录像，大灯控制，摄像头摆动，都是通过http请求完成，具体可以看api文档，讲得很清楚。

    不得不提一句，这个小车的资料是真的多，软硬件的资料，甚至有控制板的全部代码，可以编译烧录的，加上客户端源码，对于电子爱好者，真的是福音，开源友好程度，不弱于Ardiuno

 

【改造思路】

        在上述分析基础上，大致的改造思路也有了，总的来说包含几部分：

1.供电

        供电是必须改的，原车的镍氢电池早就处于废弃状态，改锂电，6v改7.4v，3000mah改6400mah，同时保留原来的充电板，因为电量采集功能在这块板子上，充电板改成7.4v平衡充，原充电板的充电部分电路就废弃了，直接把充电的输出端接到锂电上。原车的电源标的是8v，2.7A，实际用万用表测试是8.4v，这就是标准的2s锂电充电电压，非常完美。

     早年是有爱好者自己做了锂电充电板的，在淘宝销售，现在已经找不到店铺了，可惜了。不过不通过电源板充电问题不大，上述改造只是会导致电压检测不准，实际使用过程发现在低电量状态，电压检测准确度基本恢复到镍氢电池的水平，基本不影响低电归位。

 

2.相机

    上文提及了，原车相机非常拉胯，分辨率低不说，硬件效率也不高，视频经常卡顿。加上安卓客户端获取视频流的方式，进一步拉低了视频质量。笔者尝试把视频流获取方式从tcp短链接改成了长链接方式，在局域网下，有明显提升，但如果改成4g lte网络，卡顿又出现了，瓶颈在小车硬件本身，不换硬件，纯软件优化无解！

    改造思路，屏蔽小车原摄像头用新硬件替换。原车把相机模组拆下来后，主控板无法启动，需要在固件中屏蔽检查模组状态的代码，这是前提，然后就是加三方的摄像头，淘宝上无人机用的wifi图传摄像头很多，也不贵。关键是板子面积要足够小，不然塞不到原本摄像头的位置。然后还需要解决散热问题，实测发现，720p的摄像头散热需要用石墨烯贴纸，1080p必须用散热片，而这么狭窄的位置，根本没法放散热片，所以笔者的改造用了一个720p的摄像头，实际视频效果也不错，清晰度在一般玩具的中上水平，室内监控足够了。

    另外图传摄像头需要说明的是，大部分卖家会提供配套的安卓app，至于怎么显示到手机上，安卓提供了悬浮app权限，大家都这么用。笔者研究了淘宝上销售的十几款wifi图传的配套app，方案就那么几家，有两家的视频传输库是可以有安卓接口层源代码的，这样就可以把so提取出来，集成到小车app中，让视频流替换原本的小车视频流。而小车原本的摄像头已经拆下来了，对应的软件代码也可以删除。这样就做到了无缝的替换，至此，视频部分的改造结束，实际测试，延迟还是很低的，约200～300ms，这已经是通过运营商lte网络传输效果。

  关于硬件连接，wifi图传自然不需要考虑视频流的传输介质问题，只要解决电源问题，图传一般是3.7～5v供电，这个应该很容易解决，小车的主控板就是5v供电，找到红黑线，万用表量下，接上即可。

上个视频:

 

3 wifi连接 

   原车wifi连接是通过adhoc方式，这就限制了连接的硬件平台，安卓是肯定不行了。换个思路，体积小的嵌入式并且支持adhoc的，很容易就想到openwrt，这个平台对wifi硬件支持非常好，而且是路由系统，管理多个网络连接绰绰有余，加上丰富的三方应用。最重要的，支持的硬件非常多，arm，x86均支持。这么多硬件里找个体积小的，答案也挺明显，tplink 703n。

   硬件改造:

   703板子flash换成8M，原来的4M太小，放不进去固件，天线最好也升级下，引出贴片天线的线，解决电磁干扰的问题。外壳扔了，没用。

   软件改造:

   自己编译个703N固件，最新的能用的是17.06版本的lede，加上ipv6，socat编译出img，烧录进去。

   703N的角色，真就是一个路由器，他把小车，wifi图传，随身wifi三个设备连接起来。把来自于客户端的控制信令转到小车上，再把wifi图传的视频流通过随身wifi发出去，显示到客户端。实测待机状态cpu占用2%，控制信令跑起来cpu占用无明显变化；720p视频流跑起来，cpu占用20%，毕竟720p视频流经过图传h264编码后，也就1M带宽占用，703N干这个，应该是绰绰有余。

 

4 公网连接

   这个不多说了，一个随身wifi就可以解决了，要求高点就去酷安蹲点，研究下刷版本，改外卡之类，要求不高就淘宝买几个，用商家提供的流量，一个月几块钱，商家跑路了就换一个。

   有人不禁要问，随身wifi都能跑安卓了，替换703N应该是可以的吧，不替换的原因是什么？笔者试过，随身wifi的安卓版本是4.4或者5.1，这两个版本的安卓还不支持wifi与蜂窝流量并发，连上wifi就断蜂窝。有人又问，那把安卓刷成openwrt? 笔者又趟过浑水了，随身wifi大多是单天线，连了小车的adhoc就连不了wifi图传。综上，让每个角色各归其位，随身wifi就负责提供稳定的蜂窝网络连接，703N就负责稳定转发数据，费电就费电吧，18650电池也不是吃素的。

 

5安卓客户端

    理论上windows客户端可以改造，在手机横行的时代，没有实际意义。本章节主要讨论安卓，首先，前文提及了原车http走的是tcp短链接，改成长连接后可以大大提升连接稳定性，尤其是4g远控场景，通过运营商网络传输控制命令和视频流数据，tcp长连接是很有必要的。

   然后是操作界面，原车apk是竖屏布局，对于遥控车而言，改成横屏应该是比较合适的。

    视频数据因为替换过摄像硬件，所以也必须适配，通过so获取视频流后，送入安卓的mediacodec解码，再送到surface显示到界面上，最近10年的主流安卓手机应该都支持硬件解码，最近5年的都支持h264硬件解码，所以在mediacodec中配置硬件解码后，不仅视频流畅，而且功耗还低，长时间玩手机也不烫。

   中间有个小插曲，淘宝摄像头卖家给我发的app中提取的so，改了摄像头ip地址后就不工作了，折腾了两天，发现升级app后就没问题，然后又提取新版本app中的so，接口也升级了，一顿替换，视频流完美出现。

   改4g远控后，远控的ip地址与wifi下的不同，又加了一个自动识别网络环境的逻辑，wifi局域网下用局域网地址，切换到4g网络就用公网ip。当然，openwrt也要做适配，根据客户端连接的接口不同，转发不同的端口数据。

    最后就是界面美化，加万向轮控制，大大提升操作的便捷性。配合加上蓝牙手柄的按键识别后，用手柄玩那就更丝滑了。

 

 

6 总体组装

   把上述单个模块的软硬件准备好后，剩下的就是整个串起来，把软件调稳定，把安卓app调试通过，稳定运行。

    然后就是把各个硬件“塞”进车里，这个过程也不得不动原车的塑料件，一把好的刮刀，加上小型手钻可以解决大问题。

    安装过程要注意的，电压电流匹配，电流小的话板子不稳定，还有注意电磁屏蔽，好几个wifi同时工作，天线的布局有些讲究。最后就是散热，发热严重的就是小车的主控板，电机驱动板，wifi图传，随身wifi棒子，这几个可以通过铝片，石墨烯贴片等解决散热，空间够，加个静音小风扇也是可以的。