基于GIS的智能家庭機器人系統技術方案

本發明專利技術提供一種基于GIS的智能家庭機器人系統，該機器人系統包括機器人、機器人控制系統、GSM模塊和zigbee模塊。機器人控制系統通過GSM模塊實現與用戶的短信通訊，機器人控制系統與機器人間通過zigbee模塊實現無線通訊。其中機器人控制系統包括上位機、檢測報警模塊、智能家居模塊和CAN總線，檢測報警模塊包括煙霧檢測器、人臉識別模塊。其中上位機用于接收和轉發系統中的報警信息，接收智能家居模塊發來的家居狀態信息；接收和轉發主人發送的實時網絡命令。通過該系統能夠實現基于GIS模塊的室內地圖動態構建、巡邏和安防、室內煙霧檢測和智能家居控制。

【技術實現步驟摘要】

專利技術涉及一種機器人系統，具體涉及一種基于GIS的智能家庭機器人系統。
技術介紹
21世紀以來，家庭機器人的研究越來越受到關注。在信息時代的今天，人們忙碌于工作、社交等各種活動和事務中，家里經常處于沒有人的狀態，這為不法分子入室盜竊提供了有利的條件；同時隨著人民生活質量的不斷提高，管道煤氣、液化石油氣在更多的家庭里使用，人們在享受這種便利的時候，卻也增加了火災隱患。因此可見，隨著社會的發展，家庭的許多瑣事需要助手來協助完成，家庭機器人系統的研究正迎合了這一時代的需求。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種基于GIS的智能家庭機器人系統，將GIS (地理信息系統)與機器人相結合，機器人利用GIS存儲的地圖進行自主導航，同時GIS利用機器人的攝像頭、測距傳感器等傳感器獲得的信息實時更新地圖，并輔助控制系統完成決策，從而大大的增大了機器人的活動范圍和工作可靠性。本專利技術的基于GIS的智能家庭機器人系統包括機器人、機器人控制系統、GSM模塊和zigbee模塊；其中機器人控制系統通過GSM模塊實現與用戶的短信通訊，機器人控制系統與機器人間通過zigbee模塊實現無線通訊。所述機器人控制系統包括上位機、檢測報警模塊和智能家居模塊。檢測報警模塊通過zigbee模塊與上位機無線通訊，智能家居模塊通過CAN總線與上位機連接。其中上位機包括GIS模塊和互聯網服務器模塊，GIS模塊中設置系統所服務的房屋內部的電子地圖，通過該電子地圖控制機器人在房屋內的行走?；ヂ摼W服務器模塊接收檢測報警模塊和接收智能家居模塊發來的信息，接收和轉發主人發送的控制指令。所述檢測報警模塊包括ARM處理器、煙霧檢測器和人臉識別模塊。其中煙霧檢測器通過zigbee模塊與上位機中的互聯網服務器模塊無線通訊，將報警信息通過互聯網服務器模塊發送給用戶。人臉識別模塊與ARM處理器相連，ARM處理器通過zigbee模塊與上位機中互聯網服務器模塊無線通訊。人臉識別模塊與系統所服務的房屋大門上的攝像頭通τΗ ο所述智能家居模塊包括主控器、氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾控制模塊。主控器通過CAN總線與上位機相連，氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾模塊均與主控器相連。系統所服務房屋內開關器件的電源開關掛在單總線控制模塊的單總線上。所述煙霧檢測器的工作模式為當煙霧檢測器檢測到系統所服務房屋內的煙霧濃度大于設定值時，通過zigbee模塊向上位機發送報警信息，上位機接收到報警信號后，利用GIS模塊提供的地圖信息準確地定位煙霧源的位置，并通過GSM模塊將報警信息通過短信形式發給用戶，同時在互聯網服務器模塊中顯示。所述人臉識別模塊的工作模式為當人臉識別模塊接收到攝像頭所拍攝的訪客的圖像后，將該圖像的特征信息與自身內部存儲的數據庫中的特征信息進行一一比對，以判斷該圖像在數據庫中是否有存儲，如果有，則不報警。如果沒有，則通過zigbee模塊將獲得的圖像發送給上位機，上位機將圖像存儲在互聯網服務器模塊中。所述智能家居模塊的工作模式為氣象站模塊實時檢測房屋內的氣象信息，并將檢測到的氣象信息發送給主控器，電動窗簾模塊利用主控器中的氣象信息控制電動窗簾的上拉和下降，實現室內光照的自動調節。同時主控器通過CAN總線將氣象信息發送給上位機，上位機在互聯網服務器模塊對氣象信息進行實時顯示。當用戶需要控制房屋內開關器件的電源開關時，通過上位機向主控器發送控制該開關器件電源開關的控制指令，主控器依據接受到的控制指令，通過單總線控制模塊控制對應開關器件的電源開關。 所述電動窗簾模塊控制電動窗簾的上拉和下降的實現方法為將控制電動窗簾升降的電機與電動窗簾模塊的單片機相連，單片機從主控器獲得室內的光照信息后控制電機的運轉，當室內的光照強度小于設定值時，啟動電機正轉，控制電動窗簾上拉。當室內的光照強度大于設定值時，啟動電機反轉，控制電動窗簾下降。有益效果(I)本專利技術將GIS (地理信息系統)運用在機器人系統中，機器人能夠利用GIS存儲的地圖進行自主導航，同時GIS能夠利用機器人系統中的攝像頭、測距傳感器等傳感器獲得的信息實時更新地圖，從而大大的增大了機器人的活動范圍和工作可靠性。(2)在本系統中通過zigbee模塊將氣象站模塊信息、人臉識別模塊的結果以無線的行式發給上位機，這樣做大量的減少了布線的困難，只需在相應模塊處布上zigbee模塊的從節點，并將主節點部在上位機即可實現。附圖說明圖I本專利技術的智能家庭機器人系統整體結構圖；圖2為檢測報警模塊的結構示意圖；圖3為智能家居模塊的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖并舉實施例，對本專利技術進行詳細描述。本實施例提供一種基于GIS的智能家庭機器人系統，能夠實現智能機器人大范圍的自主導航,并同時完成家居機器人的主要功能。該機器人系統包括機器人、機器人控制系統、GSM模塊和zigbee模塊。機器人控制系統通過GSM模塊實現與用戶的短信通訊，機器人控制系統與機器人間通過zigbee模塊實現無線通訊。在本實施例中zigbee模塊采用cc2430芯片,機器人控制系統將控制指令通過無線的形式發給機器人，從而減少布線的困難。實現方法為將zigbee模塊的主節點布置在機器人控制系統中，從節點布置機器人上。其中機器人控制系統包括上位機、檢測報警模塊、智能家居模塊和CAN總線，所述zigbee模塊的主節點布置上位機中；在檢測報警模塊上同樣設置有zigbee模塊的從節點，使檢測報警模塊通過zigbee模塊與上位機實現無線通訊，智能家居模塊通過CAN總線與上位機連接。其中上位機包括GIS模塊和互聯網服務器模塊，在本實施例中GIS模塊使用SuperMap Objects軟件，依據機器人系統所服務的房屋信息，在GIS模塊中設置機器人能夠自主移動的精確的電子地圖，使機器人能夠無障礙的自主行走，同時在GIS模塊中設置有布置在系統所服務房屋內的傳感器的位置、數量等信息，使機器人能夠自主操作傳感器?；ヂ摼W服務器模塊用于接收檢測報警模塊發來的報警信息，接收智能家居模塊發來的家居狀態信息；接收和轉發主人發送的實時網絡命令。互聯網服務器模塊具有自己的網頁，用戶可登陸互聯網訪問該網頁獲得當前的家居狀態，并在主人模式登陸情況下發出相應的命令，對智能家居模塊進行操作。檢測報警模塊包括ARM處理器、煙霧檢測器、人臉識別模塊。其中煙霧檢測器中設置有zigbee模塊的從節點，煙霧檢測器通過zigbee模塊與上位機中的互聯網服務器模塊無線通訊，用于將報警信息通過互聯網服務器模塊發送給用戶。人臉識別模塊與ARM處理器相連，在ARM處理器中設置有zigbee模塊的從節點，ARM處理器通過zigbee模塊與上位機中互聯網服務器模塊無線通訊。 在本實施例中煙霧檢測器采用煙霧探測報警器LH-94。該報警器在檢測到室內的煙霧濃度大于設定值時通過zigbee模塊向上位機中的互聯網服務器模塊發送報警信息，同時上位機通過GSM模塊將報警信息通過短信形式發給用戶。在報警器上設置有LED燈，用于顯示報警器所處狀態。報警器在正常模式下，LED燈每10秒鐘閃一次；報警時LED燈常亮，直至報警器斷電。人臉識別模塊與系統所服務的房屋大門上的攝像頭通訊，當有訪客出現在門前時，人臉識別模塊從攝像頭獲得視頻流信息，把獲得的視頻流信息按幀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于GIS的智能家庭機器人系統，其特征在于，包括機器人、機器人控制系統、GSM模塊和zigbee模塊；其中機器人控制系統通過GSM模塊實現與用戶的短信通訊，機器人控制系統與機器人間通過zigbee模塊實現無線通訊；所述機器人控制系統包括上位機、檢測報警模塊和智能家居模塊；檢測報警模塊通過zigbee模塊與上位機無線通訊，智能家居模塊通過CAN總線與上位機連接；其中上位機包括GIS模塊和互聯網服務器模塊，GIS模塊中設置系統所服務的房屋內部的電子地圖，通過該電子地圖控制機器人在房屋內的行走；互聯網服務器模塊接收檢測報警模塊和接收智能家居模塊發來的信息，接收和轉發主人發送的控制指令；所述檢測報警模塊包括ARM處理器、煙霧檢測器和人臉識別模塊；其中煙霧檢測器通過zigbee模塊與上位機中的互聯網服務器模塊無線通訊，將報警信息通過互聯網服務器模塊發送給用戶；人臉識別模塊與ARM處理器相連，ARM處理器通過zigbee模塊與上位機中互聯網服務器模塊無線通訊；人臉識別模塊與系統所服務的房屋大門上的攝像頭通訊；所述智能家居模塊包括主控器、氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾控制模塊；主控器通過CAN總線與上位機相連，氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾模塊均與主控器相連；系統所服務房屋內開關器件的電源開關掛在單總線控制模塊的單總線上。...

【技術特征摘要】
1.一種基于GIS的智能家庭機器人系統,其特征在于,包括機器人、機器人控制系統、GSM模塊和zigbee模塊；其中機器人控制系統通過GSM模塊實現與用戶的短信通訊，機器人控制系統與機器人間通過zigbee模塊實現無線通訊； 所述機器人控制系統包括上位機、檢測報警模塊和智能家居模塊；檢測報警模塊通過zigbee模塊與上位機無線通訊，智能家居模塊通過CAN總線與上位機連接；其中上位機包括GIS模塊和互聯網服務器模塊，GIS模塊中設置系統所服務的房屋內部的電子地圖，通過該電子地圖控制機器人在房屋內的行走；互聯網服務器模塊接收檢測報警模塊和接收智能家居模塊發來的信息，接收和轉發主人發送的控制指令； 所述檢測報警模塊包括ARM處理器、煙霧檢測器和人臉識別模塊；其中煙霧檢測器通過zigbee模塊與上位機中的互聯網服務器模塊無線通訊，將報警信息通過互聯網服務器模塊發送給用戶；人臉識別模塊與ARM處理器相連，ARM處理器通過zigbee模塊與上位機中互聯網服務器模塊無線通訊；人臉識別模塊與系統所服務的房屋大門上的攝像頭通訊； 所述智能家居模塊包括主控器、氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾控制模塊；主控器通過CAN總線與上位機相連，氣象站模塊、單總線控制模塊和電動窗簾模塊均與主控器相連；系統所服務房屋內開關器件的電源開關掛在單總線控制模塊的單總線上。2.如權利要求I所述的一種基于GIS的智能家庭機器人系統，其特征在于，所述煙霧檢測器的工作模式為當煙霧檢測器檢測到系統所服務房屋內的煙霧濃度大于設定值時，通過zigbee模塊向上位機發送報警信息，上位機接收到報警...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王美玲，楊強榮，于泳，高銘陽，左亮，彭佳，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：