校園夜間安全巡邏機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種校園夜間安全巡邏機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，校園的夜間安全巡邏工作主要依靠保安定時巡邏和定點攝像頭監(jiān)控完成。保安定時巡邏，耗時耗力，且無法保證一旦有險情發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)和處理；攝像頭定點監(jiān)控，只能觀測某些固定地點，不夠靈活。如何既能提高安保工作效率又能減輕保安人員的工作量是校園安保管理亟需解決的一大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種智能、安全、高效的的校園夜間安全巡邏機器人。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]—種校園夜間安全巡邏機器人，包括用于行走且作為承載主體的四輪小車，在所述四輪小車內(nèi)設(shè)置有以單片機STM32為中心的單片機控制模塊，以及與單片機控制模塊連接且設(shè)置在四輪小車上的環(huán)境監(jiān)測模塊、驅(qū)動模塊、報警模塊、GPRS無線通信模塊和電源；所述電源為單片機控制模塊、報警模塊和驅(qū)動模塊提供電源；其還包括移動終端(如手機)；
[0006]所述四輪小車底部設(shè)置有輪子，該四輪小車采用兩個直流電機驅(qū)動，所述直流電機通過聯(lián)軸器分別與兩前輪聯(lián)接；
[0007]所述環(huán)境監(jiān)測模塊包括智能攝像機、溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電傳感器、超聲波傳感器、灰度傳感器，所述溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電傳感器、超聲波傳感器、灰度傳感器均與所述單片機控制模塊電連接；
[0008]所述智能攝像機與移動終端通過WIFI無線通信，所述單片機控制模塊與驅(qū)動模塊、報警模塊、GPRS無線通信模塊電性連接，所述GPRS通信模塊與移動終端無線通信，所述驅(qū)動模塊與兩直流電機電性連接，所述報警模塊包括大功率喇叭和高亮LED警示燈。
[0009]本發(fā)明具有以下功能:
[0010]1、自主循跡
[0011]借助校園主干道中間白色檢測線，作為機器人路徑識別標(biāo)志。灰度傳感器五個一組，固定安裝在四輪小車底座下方，采用數(shù)字輸出型的灰度傳感器，通過實驗調(diào)節(jié)參考電壓，以完成白色線區(qū)別于路面顏色的檢測?；叶葌鞲衅髯陨頂y帶有高亮LED，抗干擾能力強，即使在漆黑的夜晚也能輸出正確信息，單片機對檢測數(shù)據(jù)進行分析處理，依照循跡算法通過電機驅(qū)動模塊控制直流電機做相應(yīng)的運動，從而完成自主循跡功能。
[0012]2、自我保護
[0013]為防止有人盜竊機器人，在機身前后分別安裝熱釋電傳感器，當(dāng)行竊者距離機器人超過安全距離，機器人身上安裝的大功率喇叭便會鳴叫，同時LED燈亮，起到警示作用，并將此險情通過GPRS發(fā)送給在崗保安。為防止機器人與其他物體相撞，在機器人的前面安裝超聲波傳感器，用來判斷前方是否有障礙物，單片機根據(jù)超聲波檢測信息及時做出方向調(diào)整。
[0014]3、智能攝像
[0015]所述攝像頭自帶云臺裝置，云臺固定在車身的支撐架上，該攝像頭采用電池獨立供電，只需要在同一個WIFI網(wǎng)絡(luò)下綁定手機賬號，無需額外布線，保安通過手機即可隨時隨地觀看實時視頻，且可通過APP控制攝像頭上下左右移動，增加觀測范圍；攝像頭帶有存儲卡，視頻可回放；攝像機具有夜視功能，在黑暗的夜晚也能拍出清晰的圖像。
[0016]4、險情及時發(fā)現(xiàn)
[0017]所述溫度傳感器、煙霧傳感器用來檢測戶外的實時溫度和煙霧狀態(tài)，一旦溫度有較大變化或煙霧超過預(yù)警值，單片機立即啟動報警裝置，將此險情通過GPRS傳輸給在值的保安人員，保安人員接收到信息后，可以通過手機觀看現(xiàn)場視頻，及時發(fā)現(xiàn)險情并采取有效措施。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，抗干擾能力強，解決校園安全巡視工作，減少工作人員的勞動量，提高工作效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明方框原理示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明主機結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0022]如圖1、圖2所示，一種校園夜間安全巡邏機器人，包括溫度傳感器1、LED警示燈2、三角支架3、智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4、煙霧傳感器5、報警喇叭6、超聲波傳感器7、兩個熱釋電傳感器8、機盒9、5個灰度傳感器10、車輪11、直流伺服電機12、螺釘13、電源開關(guān)14和GPRS天線15。
[0023]溫度傳感器1和煙霧傳感器5粘貼在機盒9頂部，溫度傳感器1和煙霧傳感器5的引腳線均穿過機盒9頂部的小孔與內(nèi)嵌在機盒9內(nèi)的單片機控制電路連接；三角支架3通過螺釘13固定在機盒9頂部，智能網(wǎng)絡(luò)攝像頭4底座固定在三角支架3上，LED警示燈2和報警喇叭6安裝在機盒9頂部，且位于三角支架3兩邊，由內(nèi)嵌在機盒9內(nèi)的電源為LED警示燈2和報警喇叭6提供電源，由單片機為其提供控制信號。
[0024]超聲波傳感器7安裝在機盒9的前面，兩個熱釋電傳感器8分別安裝的機盒9前后兩面，超聲波傳感器7和兩個熱釋電傳感器8的電線與機盒9內(nèi)的單片機控制電路連接，5個灰度傳感器10安裝在機盒9底部正前方，其信號線與單片機控制電路連接，直流伺服電機12通過聯(lián)軸器與機盒9底部前面的兩個輪子11聯(lián)接，直流電機12與機盒9內(nèi)的單片機驅(qū)動電路電連接，GPRS天線15插入機盒9內(nèi)GPRS模塊天線接口。
[0025]在機盒9內(nèi)部內(nèi)置有單片機控制電路板、驅(qū)動電路板、GPRS模塊、以及為單片機控制電路板、驅(qū)動電路板、LED警示燈和大功率喇叭提供電能的電源。
[0026]工作方法:
[0027]將機器人放置在校園主干道的白色線上，按下電源開關(guān)，5個灰度傳感器10結(jié)合自帶高亮LED完成路徑識別，單片機接收灰度傳感器10輸出信號，并對其分析處理，依照循跡算法得出運動結(jié)果，根據(jù)運動結(jié)果控制電機移動。
[0028]智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4與專用手機賬號綁定，保安人員坐在值班室即可觀看整個校園夜晚動態(tài)，由于智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4自帶云臺，通過手機可以遙控攝像頭上下左右旋轉(zhuǎn)，增加觀看范圍；智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4帶有存儲卡，保安也可在機器人巡視校園一圈后，利用電腦回放視頻；智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4具有夜視功能，畫面質(zhì)量高，圖像清晰。
[0029]考慮到機器人移動過程中，智能網(wǎng)絡(luò)攝像機4拍攝視頻可能抖動，影響觀看效果，通過軟件修改機器人移動速度，使視頻效果達到最佳狀態(tài)。并且在有險情的狀況下，通過手機向GPRS模塊發(fā)送命令，使機器人暫停，可拍攝靜態(tài)圖像。
[0030]溫度傳感器I和煙霧傳感器5實時檢測校園內(nèi)溫度和煙霧狀況，一旦溫度有較大變化或煙霧超過預(yù)警值，單片機即向GPRS模塊發(fā)送指令，GPRS模塊可將此險情以短信或電話形式傳輸給手機終端，保安接收到信息后，可打開手機視頻觀看，以便及時發(fā)現(xiàn)險情并采取有效措施。
[0031]為防止有人盜竊機器人，在機器人前后安裝兩個熱釋電傳感器8，通過調(diào)節(jié)熱釋電傳感器8的靈敏度可改變檢測距離，當(dāng)有人距離傳感器距離超過安全值時，安裝在機器人身上的報警喇叭6和LED報警燈2便會聲光報警，GPRS模塊將此消息發(fā)送給在崗保安，可及時制止偷竊行為。
[0032]為防止機器人在行進過程中撞上障礙物，在機器人前面、熱釋電傳感器8上面安裝有超聲波傳感器7，超聲波傳感器7檢測前方是否有障礙物，單片機根據(jù)檢測結(jié)果判斷是否避讓。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種校園夜間安全巡邏機器人，其特征在于，包括用于行走且作為承載主體的四輪小車，在所述四輪小車內(nèi)設(shè)置有單片機，以及與單片機連接且設(shè)置在四輪小車上的環(huán)境監(jiān)測模塊、驅(qū)動模塊、報警模塊、GPRS無線通信模塊和電源；其還包括移動終端；所述四輪小車底部設(shè)置有輪子，該四輪小車采用兩個直流電機驅(qū)動； 所述環(huán)境監(jiān)測模塊包括智能攝像機、溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電傳感器、超聲波傳感器、灰度傳感器，所述溫度傳感器、煙霧傳感器、熱釋電傳感器、超聲波傳感器、灰度傳感器均與所述單片機控制模塊電連接； 所述智能攝像機與移動終端通過WIFI無線通信，所述單片機控制模塊與驅(qū)動模塊、報警模塊、GPRS無線通信模塊電性連接，所述GPRS通信模塊與移動終端無線通信，所述驅(qū)動模塊與兩直流電機電性連接，所述報警模塊包括大功率喇叭和高亮LED警示燈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校園夜間安全巡邏機器人，其特征在于，在所述四輪小車內(nèi)設(shè)置有電源，所述電源為單片機、報警模塊和驅(qū)動模塊提供電源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校園夜間安全巡邏機器人，其特征在于，所述直流電機通過聯(lián)軸器分別與四輪小車的兩前輪聯(lián)接。4.權(quán)利要求1-3任一項所述機器人的巡視方法，其特征在于，方法如下: 1)將機器人放置在校園主干道的白色線上，按下電源開關(guān)，灰度傳感器結(jié)合自帶高亮LED完成路徑識別，單片機接收灰度傳感器輸出信號，并對其分析處理，依照循跡算法得出運動結(jié)果，根據(jù)運動結(jié)果控制直流電機移動； 2)智能網(wǎng)絡(luò)攝像機與專用手機賬號綁定，保安人員坐在值班室即可觀看整個校園夜晚動態(tài)，智能網(wǎng)絡(luò)攝像機自帶云臺，通過手機遙控攝像頭上下左右旋轉(zhuǎn)，增加觀看范圍； 3)考慮到機器人移動過程中，智能網(wǎng)絡(luò)攝像機拍攝視頻可能抖動，影響觀看效果，通過軟件修改機器人移動速度，使視頻效果達到最佳狀態(tài)；并且在有險情的狀況下，通過手機向GPRS模塊發(fā)送命令，使機器人暫停，可拍攝靜態(tài)圖像； 4)溫度傳感器和煙霧傳感器實時檢測校園內(nèi)溫度和煙霧狀況，一旦溫度有較大變化或煙霧超過預(yù)警值，單片機即向GPRS模塊發(fā)送指令，GPRS模塊可將此險情以短信或電話形式傳輸給手機終端，保安接收到信息后，可打開手機視頻觀看，以便及時發(fā)現(xiàn)險情并采取有效措施。
【專利摘要】一種校園夜間安全巡邏機器人，包括用于行走且作為承載主體的四輪小車，在所述四輪小車內(nèi)設(shè)置有以單片機STM32為中心的單片機控制模塊，以及與單片機控制模塊連接且設(shè)置在四輪小車上的環(huán)境監(jiān)測模塊、驅(qū)動模塊、報警模塊、GPRS無線通信模塊和電源；所述電源為單片機控制模塊、報警模塊和驅(qū)動模塊提供電源；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，抗干擾能力強，解決校園安全巡視工作，減少工作人員的勞動量，提高工作效率。
【IPC分類】B25J5/00, B25J13/00, B25J19/02, B62D57/028
【公開號】CN105345805
【申請?zhí)枴緾N201510784224
【發(fā)明人】王憲菊, 陳曙光, 趙發(fā)勇, 韋永梅
【申請人】阜陽師范學(xué)院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月13日