消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统技术方案

本发明专利技术涉及一种消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，包括：温度传感器，安装在消防机器人底盘型腔的不同部位；温控仪，每个温控仪与若干个温度传感器连接以获取温度数据，温控仪将获取的温度数据通过RS485输出串口输出一路温度数据至中继器；中继器将各温控仪的温度数据合并为一路485串口信号，中继器将一路485串口信号通过485

【技术实现步骤摘要】
消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统


[0001]本专利技术属于智能机器人
，特别涉及一种消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统。

技术介绍

[0002]消防机器人在一定程度上能代替消防员进入有毒、浓烟、高温、缺氧、坍塌、狭小空间等事故现场，承担侦查检验、排烟降温、搜索救人、灭火等任务，对提高部队灭火救援能力和效率，保障消防员安全及社会进步具有重大意义。根据石化爆燃等危险环境防爆型作业机器人底盘耐高温防护的要求，对机器人底盘耐高温防护技术进行研究，确保消防机器人能够在300℃以上的高温环境中正常工作，这对于提高消防机器人的火场适应性、提高现场救援效率非常重要。虚拟仪器作为模块化软件开发系统，能代替一定的硬件或与硬件相结合完成信息的采集与显示。Labview作为广泛使用的虚拟仪器软件，能借助虚拟模板用户界面和方框图建立虚拟仪器的图形程序设计系统，能更好的完成程序的开发及数据显示，在工业领域应用广泛。目前，现有技术中还不存在将Labview与消防机器人进行结合开发的功能强大且易于操作的智能采集系统。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出一种消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统。
[0004]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，包括：
[0005]温度传感器，所述温度传感器设有多个，分别安装在消防机器人底盘型腔的不同部位，用于测量消防机器人底盘型腔不同部位的温度；
>[0006]温控仪，所述温控仪设有两个，每个温控仪与若干个温度传感器连接以获取对应温度传感器检测到的温度数据，每个温控仪将获取的温度数据进行模数转换后通过RS485输出串口输出一路温度数据至中继器；
[0007]中继器，与两个所述温控仪的输出端连接，以将接收到的两路温控仪的温度数据合并为一路485串口信号，中继器将所述一路485串口信号通过485
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USB通信模块输出至上位PC机的USB接口；
[0008]上位PC机，其内安装有Labview软件开发平台，所述Labview软件开发平台包括VISA函数读取模块、温度数据转换模块、温度数据显示模块、数据保存模块、登录及用户注册模块、数据滤波模块和用户交互界面；
[0009]VISA函数读取模块用于读取上位PC机接收的所述一路485串口信号，从而获取两路温控仪的温度数据；
[0010]温度数据转换模块用于将VISA函数读取模块传递来的两路温度数据进行数值转换；
[0011]温度数据显示模块用于将两路温控仪的温度数据以数据表格和温度实时曲线的形式进行显示在用户交互界面上；
[0012]数据保存模块用于将温度数据进行存储；
[0013]登录及用户注册模块用于供用户进行登录以及注册；
[0014]数据滤波模块用于在温度数据检测过程中对温度信号进行降噪，降噪后，温度数据显示模块将其以数据表和温度曲线的形式显示在用户交互界面上。
[0015]进一步的，Labview软件开发平台还包括超温报警模块，所述超温声报警模块在温度超出预设阈值时进行声光报警。
[0016]进一步的，Labview软件开发平台还包括历史数据回放模块，用于调用数据保存模块中的历史数据。
[0017]进一步的，Labview软件开发平台还包括延时函数；两个温控仪的温度数据通过VISA函数读取模块进行读取后，通过该延时函数采用分时传输的方式，以避免来自两个温控仪的两路温度数据在中继器的RS485输出串口上的冲突；RS485输出串口即与所述485
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USB通信模块相连，为中继器的输出端。
[0018]进一步的，滤波模块采用小波阈值滤波算法实现信号降噪。
[0019]进一步的，温度传感器设有8个，每个温控仪连接4个温度传感器，以构成8通道温度采集系统。
[0020]进一步的，温度传感器采用三线制的PT100铂热电阻，测温范围为
‑
70～450℃。
[0021]进一步的，温控仪采用4路HKDN2
‑
4温控仪。
[0022]进一步的，温控仪的通信接口为RS485，其通信协议为标准Modbus
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RTU串口协议，能将采集到的温度信号转换为数字信号并通过RS485输出串口输出。
[0023]进一步的，还包括高温加热炉和温控箱，温控箱与上位PC机连接，以便于控制高温加热炉的温度，高温加热炉的加热范围为10～600℃；
[0024]消防机器人底盘型腔置于高温加热炉内，消防机器人底盘型腔具有试验型腔Ⅰ和试验型腔Ⅱ；
[0025]试验时，试验型腔Ⅰ和试验型腔Ⅱ中分别加入一定量的冰块，并在各型试验腔外部包覆5mm厚的纳米微孔隔热棉，并在每个试验型腔上安装4个温度传感器；根据机器人通用底盘工作环境要求，在300℃以上炉温环境下对消防机器人底盘试验型腔进行耐热试验温度测试，温度传感器的数据采集间隔时间为1s，采集到的温度数据用于传递至上位PC机进行显示。
[0026]借由上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
[0027]1、本专利技术基于Labview软件开发了消防机器人底盘热防护多通道温度采集软硬件系统，实现了基于串口Modbus RTU协议的温度数据采集与传输，软件功能主要包括用户注册、串口配置、温度曲线实时显示、超温报警、数据显示与保存、历史数据回放、数据表显示与数据滤波等，系统可操作性强，显示的温度数据全面，功能强大；
[0028]2、本专利技术针对消防机器人通用底盘工作环境要求不低于300℃的工作环境，设计了多种工况对消防机器人底盘型腔进行了耐热试验，验证了系统的可靠性。
[0029]3、本专利技术针对温度曲线中出现的噪声干扰，采用小波阈值滤波算法对采集到的温度数据进行了滤波处理，并与各通道温度原始数据进行了对比，达到了较好的滤波效果。
[0030]4、本专利技术所设计的系统可视化效果好，具有较强的工程实用性，对工业现场多点温度的实时测量具有一定的借鉴性，其不局限于消防机器人底盘温度测试领域，也可以应用于其它工业自动化领域多点温度测量场合。
[0031]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的硬件模块连接框图。
[0033]图2是本专利技术的系统硬件接线示意图。
[0034]图3是本专利技术中进行多通道温度检测系统程序流程图。
[0035]图4是本专利技术中VISA串口读取模块的原理图。
[0036]图5是本专利技术中温度数据传输与转换程序设计图。
[0037]图6是本专利技术中温度数据显示模块的程序设计图。
[0038]图7是本专利技术中数据保存模块的程序设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，其特征在于，包括：温度传感器，所述温度传感器设有多个，分别安装在消防机器人底盘型腔的不同部位，用于测量消防机器人底盘型腔不同部位的温度；温控仪，所述温控仪设有两个，每个温控仪与若干个温度传感器连接以获取对应温度传感器检测到的温度数据，每个温控仪将获取的温度数据进行模数转换后通过RS485输出串口输出一路温度数据至中继器；中继器，与两个所述温控仪的输出端连接，以将接收到的两路温控仪的温度数据合并为一路485串口信号，中继器将所述一路485串口信号通过485
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USB通信模块输出至上位PC机的USB接口；上位PC机，其内安装有Labview软件开发平台，所述Labview软件开发平台包括VISA函数读取模块、温度数据转换模块、温度数据显示模块、数据保存模块、登录及用户注册模块、数据滤波模块和用户交互界面；VISA函数读取模块用于读取上位PC机接收的所述一路485串口信号，从而获取两路温控仪的温度数据；温度数据转换模块用于将VISA函数读取模块传递来的两路温度数据进行数值转换；温度数据显示模块用于将两路温控仪的温度数据以数据表格和温度实时曲线的形式进行显示在用户交互界面上；数据保存模块用于将温度数据进行存储；登录及用户注册模块用于供用户进行登录以及注册；数据滤波模块用于在温度数据检测过程中对温度信号进行降噪，降噪后，温度数据显示模块将其以数据表和温度曲线的形式显示在用户交互界面上。2.根据权利要求1所述的消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，其特征在于：Labview软件开发平台还包括超温报警模块，所述超温声报警模块在温度超出预设阈值时进行声光报警。3.根据权利要求1所述的消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，其特征在于：Labview软件开发平台还包括历史数据回放模块，用于调用数据保存模块中的历史数据。4.根据权利要求1所述的消防机器人底盘热防护多通道温度采集系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧贤，马利民，郭哲锋，周天悦，梁莉，苗灵霞，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：