一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，按照家居環境設計了可巡航機器人本體，根據對現代家庭安全隱患的分析，得到典型安全隱患。通過多種傳感器對典型安全隱患進行監測，利用GSM移動網絡來給主人發準危險信號短信，主人通過互聯網技術完成特定安全隱患的預處理。該系統包括自主控制和人機交互控制兩種模式，自主模式可以實現自動巡航、躲避障礙物、特定煙霧和明火檢測及和報警功能，完成了GSM模塊的發送短信的功能。人機交互控制是利用無線路路由器實現人與機器人的遠程操作功能。該機器人系統能夠實時對家庭隱患進行監控，穩定性好，可以實現預警和對特定安全隱患的遠程處理。

An intelligent robot multisensor control system for home security risks

The invention discloses an intelligent robot Home Furnishing safety control system of multi sensor, according to the environmental design of the Home Furnishing cruise robot, based on the analysis of modern family security risks, security risks are typical. Through monitoring the typical security risks through a variety of sensors, the GSM mobile network is used to send the dangerous message to the host, and the host through the Internet technology to complete the pretreatment of specific security risks. Two models of interactive control of the system consists of autonomous control and man-machine, autonomous mode can realize automatic cruise, avoid obstacles, smoke and fire and specific detection and alarm function, the function of the GSM module to send text messages. Human-computer interaction control is the use of wireless router to realize the remote operation function of human and robot. The robot system can monitor the home hidden dangers in real time, and has good stability, and can realize early warning and remote processing of specific security risks.

【技術實現步驟摘要】
一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統
本專利技術涉及一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
科技的進步改善著人們的生活，家居環境這方面尤為突出。樓宇自動化裝備使人民的生活更加舒適，各種現代化設備進人了千家萬戶。各種電氣裝置讓做飯、洗衣服都實現了自動化，燃氣也改變了人民的取暖方式。針對人民生活設計的各類服務機器人也隨之迅猛發展。豪華裝修中為了追求裝修效果，過多采用易燃材料，隱蔽電氣線路，線路型號選擇不當，家庭用火用電不慎、小孩玩火等都極易誘發火災。一旦發生火災，往往火勢很快蔓延，易產生大量有毒氣體，給居民生命財產安全造成很大威脅。如何針對現代樓宇中家居環境的典型安全隱患進行實時的監測，并將信息實時發送給房屋主人，讓主人在第一時間進行報警，并通過遠程操作對火災利用機器人進行第一時間的撲滅，具有重大研究意義。該類機器人研究為實現無人化自動監控提供了保障。
技術實現思路
本專利技術提出了一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，該系統包括自主控制和人機交互控制兩種模式，自主模式可以實現自動巡航、躲避障礙物、特定煙霧和明火檢測及和報警功能，完成了GSM模塊的發送短信的功能。人機交互控制是利用無線路路由器實現人與機器人的遠程操作功能。本專利技術所采用的技術方案是：所述機器人不但能實現普通的防災報警功能，而且還能在檢測到具體的危險源后，通過電腦來遠程控制機器人進行相應的簡單處理。智能家居報警機器人通過煙霧傳感器、火焰傳感器、瓦斯檢測傳感器檢測潛在危險源或者已有的危險源，通過GSM模塊發短信給用戶，用戶在接到短信后，登陸上位機遠程控制機器人，通過攝像頭觀察現場情況，控制機器人對著危險源做簡單處理。通過升降云臺，不僅可以調整傳感器角度，而且可以擴大機器人的視角。所述控制系統中，4個電機都由不同的單片機管腳進行正反轉控制。而STCRX32單片機模塊上只支持2路電機驅動，機器人的兩路電機A,B接驅動板上的兩路電機接口，外接兩路電機C、D通過L298與驅動板管腳進行連接。所述控制系統供電電路以7805為芯片的+5V電源。電容C1,C2為電解電容，根據負載的大小來確定，理論上電容越大，輸出的電壓越穩定。C1，C2的耐壓值至少在25V以上，而C3、C2的耐壓值在9V以上即可，電路需有接地。所述GSM報警系統模塊采用無線通信模塊M23。GSM模塊的通信方式為RS232轉接口上的2號管腳接51單片機的RS232轉接口的3號管腳，GSM模塊的RS232轉接口上的3號管腳接51單片機的RS232轉接口的2號管腳，GSM模塊的RS232轉接口上的5號管腳接RS232轉接口的5號管腳。所述控制系統的WIFI驅動模塊系統接線電路包含了電機輸入接口、USB模塊、攝像頭信號輸入模塊。各個傳感器信號通過WIFI與主機進行信息通訊。所述控制系統的智能家居報警機器人的總體軟件包括報警模式和控制模式。報警模式中，小車在行走中實時檢測明火和煙霧，通過單片機來與GSM模塊進行通訊。控制模式中，小車接到GSM傳來信息，停止運動，控制云臺進行滅火。針對滅火功能，首先對火焰傳感器的靈敏度進行調節，調至良好接收火焰信號范圍后，將火焰傳感器安裝在機器人前方。將火焰傳感器的引腳接人S51單片機的P11引腳。在報警系統程序中單片機接收到P11低電平后，火焰報警紅燈亮，自動發送代碼到GSM模塊，再通過GSM網絡對相應的用戶發送“火焰報警”的報警短信，以此達到報警用戶的目的。本專利技術的有益效果是：該系統包括自主控制和人機交互控制兩種模式，自主模式可以實現自動巡航、躲避障礙物、特定煙霧和明火檢測及和報警功能，完成了GSM模塊的發送短信的功能。人機交互控制是利用無線路路由器實現人與機器人的遠程操作功能。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的多傳感器體系結構圖。圖2是本專利技術的L298電機驅動電路圖。圖3是本專利技術的主系統的供電電路圖。圖4是本專利技術的串口通訊接線。圖5是本專利技術的火焰傳感器電路圖。圖6是本專利技術的煙霧傳感器。圖7是本專利技術的WIFI驅動模塊系統接線電路。圖8是本專利技術的系統軟件設計總體流程圖（報警模式）。圖9是本專利技術的系統軟件設計總體流程圖（控制模式）。圖10是本專利技術的傳感器程序流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，所述機器人不但能實現普通的防災報警功能，而且還能在檢測到具體的危險源后，通過電腦來遠程控制機器人進行相應的簡單處理。智能家居報警機器人通過煙霧傳感器、火焰傳感器、瓦斯檢測傳感器檢測潛在危險源或者已有的危險源，通過GSM模塊發短信給用戶，用戶在接到短信后，登陸上位機遠程控制機器人，通過攝像頭觀察現場情況，控制機器人對著危險源做簡單處理。通過升降云臺，不僅可以調整傳感器角度，而且可以擴大機器人的視角。如圖4，4個電機都由不同的單片機管腳進行正反轉控制。而STCRX32單片機模塊上只支持2路電機驅動，機器人的兩路電機A,B接驅動板上的兩路電機接口，外接兩路電機C、D通過L298與驅動板管腳進行連接。如圖3，控制系統供電電路中以7805為芯片的+5V電源。電容C1,C2為電解電容，根據負載的大小來確定，理論上電容越大，輸出的電壓越穩定。C1,C2的耐壓值至少在25V以上，而C3、C2的耐壓值在9V以上即可，電路需有接地。如圖4，GSM報警系統模塊采用無線通信模塊M23。GSM模塊的通信方式為RS232轉接口上的2號管腳接51單片機的RS232轉接口的3號管腳，GSM模塊的RS232轉接口上的3號管腳接51單片機的RS232轉接口的2號管腳，GSM模塊的RS232轉接口上的5號管腳接RS232轉接口的5號管腳。如圖5，在使用的過程中，火焰傳感器對火焰很敏感，要與火焰保持一定距離，以免高溫損壞傳感器。實際使用中傳感器數字量輸出接口可以與單片機IO口直接相連。如圖6，在沒有煙霧的情況下，傳感器的阻值為20kΩ左右，當煙霧進人傳感器時阻值急劇下降，其壓降降低。從傳感器上端出來的信號Ui經過運算放大器的同相輸入端，但是為了保證引人的是負反饋，輸出電壓Uo通過電阻R15接到反相輸入端，反相輸入端通過電阻R14接到參考電壓Uref，由于引人深度電壓串聯負反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。而高輸人阻抗可以減少放大電路對前端電路的影響，低輸出阻抗也可以提高自身的抗干擾性。該放大電路還加人了參考電壓，引入了零點調節功能，產生一個參考電壓Uref，再利用電壓跟隨器把電壓輸入到運算放大電路的電壓參考端。調節滑動變阻器，可以改變放大電路的參考電壓，防止R14和R15對滑動變阻器輸出電壓的影響。如圖7，控制系統的WIFI驅動模塊系統接線電路包含了電機輸入接口、USB模塊、攝像頭信號輸入模塊。各個傳感器信號通過WIFI與主機進行信息通訊。如圖8、圖9，控制系統的智能家居報警機器人的總體軟件包括報警模式和控制模式。報警模式中，小車在行走中實時檢測明火和煙霧，通過單片機來與GSM模塊進行通訊?？刂颇Ｊ街?，小車接到GSM傳來信息，停止運動，控制云臺進行滅火。如圖10，針對滅火功能，首先對火焰傳感器的靈敏度進行調節，調至良好接收火焰信號范圍后，將火焰傳感器安裝在機器人前方。將火焰傳感器的引腳接人S51單片本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，其特征是所述控制系統中，4個電機都由不同的單片機管腳進行正反轉控制，而STC?RX32單片機模塊上只支持2路電機驅動，機器人的兩路電機A，B接驅動板上的兩路電機接口，外接兩路電機C、D通過L298與驅動板管腳進行連接。

【技術特征摘要】
1.一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，其特征是所述控制系統中，4個電機都由不同的單片機管腳進行正反轉控制，而STCRX32單片機模塊上只支持2路電機驅動，機器人的兩路電機A，B接驅動板上的兩路電機接口，外接兩路電機C、D通過L298與驅動板管腳進行連接。2.根據權利要求1所述的一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，其特征是：所述控制系統供電電路以7805為芯片的+5V電源，電容C1,C2為電解電容，根據負載的大小來確定，理論上電容越大，輸出的電壓越穩定，C1，C2的耐壓值至少在25V以上，而C3、C2的耐壓值在9V以上即可，電路需有接地。3.根據權利要求1所述的一種家居安全隱患的智能機器人多傳感器控制系統，其特征是：所述GSM報警系統模塊采用無線通信模塊M23，GSM模塊的通信方式為RS232轉接口上的2號管腳接51單片機的RS232轉接口的3號管腳，GSM模塊的RS232轉接口上的3號管腳接51單片機的R...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范洪國，
申請(專利權)人：范洪國，
類型：發明
國別省市：遼寧,21