一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，按照家居环境设计了可巡航机器人本体，根据对现代家庭安全隐患的分析，得到典型安全隐患。通过多种传感器对典型安全隐患进行监测，利用GSM移动网络来给主人发准危险信号短信，主人通过互联网技术完成特定安全隐患的预处理。该系统包括自主控制和人机交互控制两种模式，自主模式可以实现自动巡航、躲避障碍物、特定烟雾和明火检测及和报警功能，完成了GSM模块的发送短信的功能。人机交互控制是利用无线路路由器实现人与机器人的远程操作功能。该机器人系统能够实时对家庭隐患进行监控，稳定性好，可以实现预警和对特定安全隐患的远程处理。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统
本专利技术涉及一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
科技的进步改善着人们的生活，家居环境这方面尤为突出。楼宇自动化装备使人民的生活更加舒适，各种现代化设备进人了千家万户。各种电气装置让做饭、洗衣服都实现了自动化，燃气也改变了人民的取暖方式。针对人民生活设计的各类服务机器人也随之迅猛发展。豪华装修中为了追求装修效果，过多采用易燃材料，隐蔽电气线路，线路型号选择不当，家庭用火用电不慎、小孩玩火等都极易诱发火灾。一旦发生火灾，往往火势很快蔓延，易产生大量有毒气体，给居民生命财产安全造成很大威胁。如何针对现代楼宇中家居环境的典型安全隐患进行实时的监测，并将信息实时发送给房屋主人，让主人在第一时间进行报警，并通过远程操作对火灾利用机器人进行第一时间的扑灭，具有重大研究意义。该类机器人研究为实现无人化自动监控提供了保障。
技术实现思路
本专利技术提出了一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，该系统包括自主控制和人机交互控制两种模式，自主模式可以实现自动巡航、躲避障碍物、特定烟雾和明火检测及和报警功能，完成了GSM模块的发送短信的功能。人机交互控制是利用无线路路由器实现人与机器人的远程操作功能。本专利技术所采用的技术方案是：所述机器人不但能实现普通的防灾报警功能，而且还能在检测到具体的危险源后，通过电脑来远程控制机器人进行相应的简单处理。智能家居报警机器人通过烟雾传感器、火焰传感器、瓦斯检测传感器检测潜在危险源或者已有的危险源，通过GSM模块发短信给用户，用户在接到短信后，登陆上位机远程控制机器人，通过摄像头观察现场情况，控制机器人对着危险源做简单处理。通过升降云台，不仅可以调整传感器角度，而且可以扩大机器人的视角。所述控制系统中，4个电机都由不同的单片机管脚进行正反转控制。而STCRX32单片机模块上只支持2路电机驱动，机器人的两路电机A,B接驱动板上的两路电机接口，外接两路电机C、D通过L298与驱动板管脚进行连接。所述控制系统供电电路以7805为芯片的+5V电源。电容C1,C2为电解电容，根据负载的大小来确定，理论上电容越大，输出的电压越稳定。C1，C2的耐压值至少在25V以上，而C3、C2的耐压值在9V以上即可，电路需有接地。所述GSM报警系统模块采用无线通信模块M23。GSM模块的通信方式为RS232转接口上的2号管脚接51单片机的RS232转接口的3号管脚，GSM模块的RS232转接口上的3号管脚接51单片机的RS232转接口的2号管脚，GSM模块的RS232转接口上的5号管脚接RS232转接口的5号管脚。所述控制系统的WIFI驱动模块系统接线电路包含了电机输入接口、USB模块、摄像头信号输入模块。各个传感器信号通过WIFI与主机进行信息通讯。所述控制系统的智能家居报警机器人的总体软件包括报警模式和控制模式。报警模式中，小车在行走中实时检测明火和烟雾，通过单片机来与GSM模块进行通讯。控制模式中，小车接到GSM传来信息，停止运动，控制云台进行灭火。针对灭火功能，首先对火焰传感器的灵敏度进行调节，调至良好接收火焰信号范围后，将火焰传感器安装在机器人前方。将火焰传感器的引脚接人S51单片机的P11引脚。在报警系统程序中单片机接收到P11低电平后，火焰报警红灯亮，自动发送代码到GSM模块，再通过GSM网络对相应的用户发送“火焰报警”的报警短信，以此达到报警用户的目的。本专利技术的有益效果是：该系统包括自主控制和人机交互控制两种模式，自主模式可以实现自动巡航、躲避障碍物、特定烟雾和明火检测及和报警功能，完成了GSM模块的发送短信的功能。人机交互控制是利用无线路路由器实现人与机器人的远程操作功能。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的多传感器体系结构图。图2是本专利技术的L298电机驱动电路图。图3是本专利技术的主系统的供电电路图。图4是本专利技术的串口通讯接线。图5是本专利技术的火焰传感器电路图。图6是本专利技术的烟雾传感器。图7是本专利技术的WIFI驱动模块系统接线电路。图8是本专利技术的系统软件设计总体流程图（报警模式）。图9是本专利技术的系统软件设计总体流程图（控制模式）。图10是本专利技术的传感器程序流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，所述机器人不但能实现普通的防灾报警功能，而且还能在检测到具体的危险源后，通过电脑来远程控制机器人进行相应的简单处理。智能家居报警机器人通过烟雾传感器、火焰传感器、瓦斯检测传感器检测潜在危险源或者已有的危险源，通过GSM模块发短信给用户，用户在接到短信后，登陆上位机远程控制机器人，通过摄像头观察现场情况，控制机器人对着危险源做简单处理。通过升降云台，不仅可以调整传感器角度，而且可以扩大机器人的视角。如图4，4个电机都由不同的单片机管脚进行正反转控制。而STCRX32单片机模块上只支持2路电机驱动，机器人的两路电机A,B接驱动板上的两路电机接口，外接两路电机C、D通过L298与驱动板管脚进行连接。如图3，控制系统供电电路中以7805为芯片的+5V电源。电容C1,C2为电解电容，根据负载的大小来确定，理论上电容越大，输出的电压越稳定。C1,C2的耐压值至少在25V以上，而C3、C2的耐压值在9V以上即可，电路需有接地。如图4，GSM报警系统模块采用无线通信模块M23。GSM模块的通信方式为RS232转接口上的2号管脚接51单片机的RS232转接口的3号管脚，GSM模块的RS232转接口上的3号管脚接51单片机的RS232转接口的2号管脚，GSM模块的RS232转接口上的5号管脚接RS232转接口的5号管脚。如图5，在使用的过程中，火焰传感器对火焰很敏感，要与火焰保持一定距离，以免高温损坏传感器。实际使用中传感器数字量输出接口可以与单片机IO口直接相连。如图6，在没有烟雾的情况下，传感器的阻值为20kΩ左右，当烟雾进人传感器时阻值急剧下降，其压降降低。从传感器上端出来的信号Ui经过运算放大器的同相输入端，但是为了保证引人的是负反馈，输出电压Uo通过电阻R15接到反相输入端，反相输入端通过电阻R14接到参考电压Uref，由于引人深度电压串联负反馈，因此电路的输入阻抗很高，输出阻抗很低。而高输人阻抗可以减少放大电路对前端电路的影响，低输出阻抗也可以提高自身的抗干扰性。该放大电路还加人了参考电压，引入了零点调节功能，产生一个参考电压Uref，再利用电压跟随器把电压输入到运算放大电路的电压参考端。调节滑动变阻器，可以改变放大电路的参考电压，防止R14和R15对滑动变阻器输出电压的影响。如图7，控制系统的WIFI驱动模块系统接线电路包含了电机输入接口、USB模块、摄像头信号输入模块。各个传感器信号通过WIFI与主机进行信息通讯。如图8、图9，控制系统的智能家居报警机器人的总体软件包括报警模式和控制模式。报警模式中，小车在行走中实时检测明火和烟雾，通过单片机来与GSM模块进行通讯。控制模式中，小车接到GSM传来信息，停止运动，控制云台进行灭火。如图10，针对灭火功能，首先对火焰传感器的灵敏度进行调节，调至良好接收火焰信号范围后，将火焰传感器安装在机器人前方。将火焰传感器的引脚接人S51单片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，其特征是所述控制系统中，4个电机都由不同的单片机管脚进行正反转控制，而STC RX32单片机模块上只支持2路电机驱动，机器人的两路电机A，B接驱动板上的两路电机接口，外接两路电机C、D通过L298与驱动板管脚进行连接。

【技术特征摘要】
1.一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，其特征是所述控制系统中，4个电机都由不同的单片机管脚进行正反转控制，而STCRX32单片机模块上只支持2路电机驱动，机器人的两路电机A，B接驱动板上的两路电机接口，外接两路电机C、D通过L298与驱动板管脚进行连接。2.根据权利要求1所述的一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，其特征是：所述控制系统供电电路以7805为芯片的+5V电源，电容C1,C2为电解电容，根据负载的大小来确定，理论上电容越大，输出的电压越稳定，C1，C2的耐压值至少在25V以上，而C3、C2的耐压值在9V以上即可，电路需有接地。3.根据权利要求1所述的一种家居安全隐患的智能机器人多传感器控制系统，其特征是：所述GSM报警系统模块采用无线通信模块M23，GSM模块的通信方式为RS232转接口上的2号管脚接51单片机的RS232转接口的3号管脚，GSM模块的RS232转接口上的3号管脚接51单片机的R...

【专利技术属性】
技术研发人员：范洪国，
申请(专利权)人：范洪国，
类型：发明
国别省市：辽宁,21