随着我国煤矿工业的不断发展,对矿难事故的控制也越来越规范化和智能化。当煤矿事故发生后,矿难现场的环境对抢险救灾的工作人员依然存在巨大的生命安全隐患。因此,开发出具有能够有效采集矿难现场环境信息的智能矿用救援机器人,为在一线的搜救队员提供有力的安全保证具有重要意义。本文依托于中煤科工集团重庆研究院有限公司的ZRK矿用救援机器人项目进行软件系统的设计与实现。该软件系统以课题组设计的基于Cortex-A8的功能电路为硬件基础,并选用Android操作系统作为软件开发平台,对其视音频采集、串口通信、红外辅助照明控制和操作系统等模块进行设计与实现,实现了矿用救援机器人的视音频采集与传输、串口通信、串口转网口通信、红外辅助照明控制和操作系统等功能。采集模块通过修改和移植底层的驱动,调用基于Android的视音频接口类函数,并采用以RTP/UDP作为网络传输单元的实时传输方式,设计并实现了视音频的采集、压缩和传输等功能。通信模块通过调用内核驱动层所提供的接口,完成基于Android的JNI串口接口的设计,并在串口接收端采用基于流式的Socket通信模型,实现了 Android的串口通信和串口转网口通信的功能。红外辅助照明模块通过对处理器上GPIO硬件原理的分析,分别设计了 Android内核层和Android HA1层的驱动,并完成Android硬件服务层的JNI接口调用,最终实现了基于Android的红外辅助控制功能。操作系统模块通过完成Android操作系统的裁剪、移植和去除一些冗余的功能来优化与实现。测试结果表明,在无光照且打开红外辅助照明的环境下,该软件系统所实现的视音频采集仍清晰可见,经压缩后的视音频传输速率约为2.3Mbit/s,满足实时传输要求。串口通信和串口转网口通信功能正常。经优化后的系统,开机速度提升约15s。