CN105182972A - 环境侦测装置及其无线充电方法、应急监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环境侦测装置及其无线充电方法、一种应急监控系统、一种无线充电系统；该环境侦测装置包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括无线定位模块、驱动模块以及无线充电模块；无线定位模块获取所述环境侦测装置与充电平台的位置信息；控制模块接收所述位置信息，并根据所述位置信息向驱动模块发出驱动指令；驱动模块根据所述驱动指令使环境侦测装置移动至充电平台；在环境侦测装置移动至充电平台后，无线充电模块与充电平台进行无线联接，为电源模块充电。本发明能有效延长环境侦测装置的使用时间，有利于侦测工作的进行。

Description

环境侦测装置及其无线充电方法、应急监控系统

技术领域

本发明涉及环境监控技术领域，特别是涉及一种环境侦测装置、一种环境侦测装置的无线充电方法以及一种应急监控系统。

背景技术

当前，人类社会要面对诸多由于自然灾害或人为因素所导致的突发性事件，比如面临火灾情况解救被困人员、遇到地震灾情进行现场救援、发生矿难进行井下救援、执行解救人质任务遭遇绑匪的攻击等。针对诸如此类的特殊情况，由于无法了解现场的具体情况，对于进入这些存在大量未知因素的危险区域进行现场救援，会给现场救援人员造成极大的生命安全威胁。

现有的环境侦测装置，可应用在所述应急场景中，能在狭小空间、密闭环境等不适合人进入的区域中进行图像、音频、视频、温度等环境信息的采集，并将采集的数据传输至外部的监控中心。由于环境侦测装置要进行持续地采集、侦测，因此要求其具备充足的电量，避免出现侦测过程中电力中断现象。

对球状传感器进行无线充电，就能有效延长电能的使用时间，给球状传感器提供充足的电量。该发明是引进一种球状传感器的无线充电方法，延长电能的使用时间。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种环境侦测装置，该环境侦测装置能够移动至充电平台进行无线充电，延长工作时间。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，还包括无线定位模块、驱动模块以及无线充电模块；

所述无线定位模块获取所述环境侦测装置与充电平台的位置信息；

所述控制模块接收所述位置信息，并根据所述位置信息向所述驱动模块发出驱动指令；

所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至所述充电平台；

在所述环境侦测装置移动至所述充电平台后，所述无线充电模块与所述充电平台进行无线联接，为所述电源模块充电。

相应的，本发明还提供一种环境侦测装置的无线充电方法，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳、驱动模块，以及设置在所述空心球状外壳内部的电源模块，所述无线充电方法包括如下步骤：

获取所述环境侦测装置和充电平台的位置信息；

根据所述位置信息生成驱动指令；

所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至充电平台；

所述环境侦测装置与所述充电平台进行无线联接，对所述电源模块进行无线充电。

本发明还提供一种无线充电系统，包括上述的环境侦测装置以及充电平台。

本发明还提供一种应急监控系统，包括上述的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块，所述应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

本发明通过对环境侦测装置和充电平台进行无线定位，获取各自的位置信息并生成驱动指令，使环境侦测装置能够向充电平台移动，当环境侦测装置移动到充电平台后，对环境侦测装置进行无线充电，从而使环境侦测装置具有充足的电量，能有效延长环境侦测装置的使用时间，有利于长时间侦测工作的进行。

附图说明

图1为本发明实施例一中一种环境侦测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二中一种环境侦测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三中一种应急监控系统的结构示意图；

图4为本发明实施例三中接收端监控系统的结构示意图；

图5为本发明实施例四中环境侦测装置的无线充电方法的流程示意图；

图6为本发明实施例四中另一种环境侦测装置的无线充电方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的内容作详细阐述。

实施例一

如图1所示，是本发明一种环境侦测装置在实施例一的结构示意图，包括空心球状外壳10，以及设置在所述空心球状外壳10内部的相互连接的电源模块11、数据采集模块12和控制模块13，还包括无线定位模块14、驱动模块(图1中未示出)以及无线充电模块15。

其中，电源模块11为数据采集模块12、控制模块13、无线定位模块14、驱动模块供电，数据采集模块12可包括摄像装置，控制模块13用于启动或关闭数据采集模块12，以及获取数据采集模块12采集的数据并进行处理及传输。

另外，无线定位模块14用于获取环境侦测装置与充电平台2000的位置信息；控制模块13接收环境侦测装置与充电平台的位置信息，并根据两者的位置信息向驱动模块发出驱动指令。驱动模块根据驱动指令使环境侦测装置移动至充电平台2000，之后，无线充电模块15与充电平台2000进行无线联接，为电源模块11充电。

本实施例中一中的环境侦测装置，具有体积小成本低即抛即用的优点，在应对情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施监测的紧急事故时，根据实际情况将一个或多个环境侦测装置抛掷到无法接近或存在安全隐患的环境中，并通过数据采集模块12稳定地采集环境信息。

本实施例一的环境侦测装置，可在接收到用户的指令后，或自身周期性地寻找充电平台进行无线充电。具体通过对环境侦测装置和充电平台2000进行无线定位，获取各自的位置信息并生成驱动指令，使环境侦测装置能够向充电平台2000移动，当环境侦测装置移动到充电平台2000后，对环境侦测装置进行无线充电，从而使环境侦测装置具有充足的电量，能有效延长环境侦测装置的使用时间，有利于长时间侦测工作的进行。

实施例二

如图2所示，是本发明一种环境侦测装置在实施例二中的结构示意图，该环境侦测装置包括空心球状外壳10，以及设置在所述空心球状外壳10内部的相互连接的电源模块11、数据采集模块12和控制模块13，还包括无线定位模块14、驱动模块(图1中未示出)、无线充电模块15以及电量检测模块16。其中，电源模块11为数据采集模块12、控制模块13、无线定位模块14以及驱动模块供电，数据采集模块12可包括摄像装置，控制模块13用于启动或关闭数据采集模块12，以及获取数据采集模块12采集的数据并进行处理及传输。

另外，电量检测模块16用于检测电源模块11的剩余电量信息，并将剩余电量信息发送给控制模块13；控制模块13根据剩余电量信息对电源模块11的剩余电量进行判断，当剩余电量小于阈值时，向无线定位模块14(可采用NRF系列的无线装置)发出请求；无线定位模块14接收该请求后，获取环境侦测装置与充电平台2000的位置信息；控制模块13接收环境侦测装置与充电平台2000的位置信息，并根据两者的位置信息向驱动模块发出驱动指令。驱动模块根据驱动指令使环境侦测装置移动至充电平台2000，之后，无线充电模块15与充电平台2000进行无线联接，为电源模块11充电。

在本实施例二中，通过电量检测模块16实时检测电源模块11的剩余电量信息，控制模块13为电源模块11的剩余电量设定一个阈值，例如总电量的20％，当检测到电源模块11的剩余电量小于总电量的20％时，判定电量不足，为延长环境侦测装置的使用时间，需要立即充电。因此，通过控制模块13、无线定位模块14以及驱动模块使环境侦测装置移动至充电平台2000，并通过无线充电模块15与充电平台2000对电源模块11进行无线充电。较佳地，充电平台可通过无线充电模块15进行电磁共振，为电源模块11充电。

基于上述的具体实例二，当环境侦测装置在废墟、管道中进行侦测时，若电量不足，则可以自动移动至充电平台，通过充电平台对环境侦测装置进行无线充电，从而使环境侦测装置具有充足的电量，能有效延长环境侦测装置的使用时间，避免侦测工作中断，为搜索、救援等工作提供有力支持。

实施例三

本实施例首先提供一种无线充电系统，包括实施例一或实施例二中的环境侦测装置，还包括充电平台。在该无线充电系统种，环境侦测装置可以移动至充电平台，并利用充电平台进行无线充电，从而保证自身具备充足电量，延长使用时间，有利于长时间侦测工作的进行。

本发明还提供一种应急监控系统，如图3所示，是应急监控系统在实施例三中的结构示意图，包括实施例一或实施例二中的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块(图中未示出)，应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

本发明的应急监控系统，可由专业人员将环境侦测装置抛入需监控区域，从而深入应急现场，环境侦测装置可根据需要采集现场的信息，比如可拍摄现场情况照片、采集语音数据和其他环境数据等，然后通过无线传输模块输出上述采集的环境信息至接收端监控系统；接收端监控系统接收所述环境信息，能及时确定应急现场的具体情况，方便专业人员做出救援决策和控制措施。接收端监控系统也可以将所接收到的图像、声音和环境等各种信息转发到指挥控制中心，供指挥控制中心了解事故现场的具体情况。

本实施例的环境侦测装置，其空心球状外壳内部，可设置多种传感器进行数据采集，例如，数据采集模块可为视频传感器、音频传感器，还可包括环境信息采集传感器，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器都与控制模块连接；控制模块将上述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器采集的数据进行压缩编码等处理后，通过无线传输模块输出；电源模块则为各个传感器或模块供电。

上述视频传感器可为六个，分别设置在所述球状外壳球心的上下左右前后六个相互垂直的方向上，控制模块可将每个视频传感器拍摄的图片进行拼接，既能保证全方位无死角地拍摄到侦测区域的全景图片，也能较好地控制装置成本。

上述的环境信息采集传感器可包括湿度传感器、有害物质传感器或辐射传感器，用于采集现场的湿度、有害物质含量、放射性物质含量等信息。

空心球状外壳内部可有多个与其内腔相通的通孔，所述视频传感器、音频传感器和环境信息采集传感器、控制模块、电源模块、温度检测模块等器件可分别固定在各个通孔中；或者，空心球状外壳内部也可设置支撑部件，上述器件可分别固定在支撑部件上。

环境侦测装置的驱动模块用于控制环境侦测装置的运动。其中，驱动模块可包括第一滚珠和第二滚珠、连接机构和驱动机构；第一滚珠和第二滚珠可滚动地设置在所述连接机构的两端，第一滚珠和第二滚珠都与空心球体内壁相抵；第一滚珠和第二滚珠位于经过所述空心球体球心的一条直径上；驱动机构固定在所述空心球体内部，与所述第一滚珠连接，用于驱动所述第一滚珠滚动。

如图4所示，是本实施例的接收端监控系统的结构示意图，可设置有无线模块1010、解压解码模块1020、处理模块1030、显示模块1040和指令生成模块1050；

接收端监控系统主要是对环境侦测装置中的无线传输模块传输的数据进行接收、处理、显示、分析等；无线模块1010接收环境侦测装置发送的数据，解压解码模块1020对数据进行解压解码处理，处理模块1030通过显示模块1040将解压解码的数据进一步处理后进行显示，监控人员可通过指令生成模块1050，进行控制指令的触发，将控制指令生成的控制信号通过无线网络发送给环境侦测装置，无线传输方法可以是GSM(GlobalSystemforMobilecommunication，全球移动通信系统)/GPRS(GeneralPacketRadioService，通用分组无线服务技术)、CDMA(CodeDivisionMultipleAccess，码分多址)、WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess，宽带码分多址)、TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，时分同步码分多址)、WI-FI(Wireless-Fidelity，无线保真)和COFDM(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，编码正交频分复用)等方式的一种或多种。

本实施例的应急监控系统，环境侦测装置具有体积小、成本低、操作简单，能应用于情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域；环境侦测装置能代替专业人员进入事故发生环境，减少了人员受意外伤害的可能性；环境侦测装置具有移动灵活的特点，方便适用于多种特殊场景，具有广泛用途；环境侦测装置具有高度集成性，可以根据需要集成多种类型的信息采集单元，能一次性完成多种信息数据的采集。

环境侦测装置中通过一组大冗余、低成本的简单传感器协同工作，以更直接、更精确的方式对环境信息进行全面检测，进而实现对复杂环境或复杂事件的精确感知。环境侦测装置具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即抛即用等特点，尤其适合人员无法直接进入的突发安全事故场合，比如地震、核辐射泄露、化学品泄漏、河流污染、火灾、矿难等需要快速、灵活部署的突发性灾难事件等。

实施例四

本发明还提供一种环境侦测装置的无线充电方法。如图5所示，是本发明环境侦测装置的无线充电方法在实施例四中的流程示意图，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳、驱动模块，以及设置在所述空心球状外壳内部的电源模块；其特征在于，所述无线充电方法包括如下步骤：

S110获取所述环境侦测装置和充电平台的位置信息；

S120根据所述位置信息生成驱动指令，并将所述驱动指令发送给所述驱动模块；

S130所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至充电平台；

S140在所述环境侦测装置移动至所述充电平台之后，所述环境侦测装置与所述充电平台进行无线联接，并对所述电源模块进行无线充电。

采用本实施例四提供的无线充电方法，环境侦测装置可以在接收到用户的指令后，或自身周期性地寻找充电平台进行无线充电，具体通过搜索自身和充电平台的位置信息而生成相应的驱动指令，环境侦测装置的驱动模块根据该驱动指令控制环境侦测装置移动至充电平台进行无线充电，通过这种方法，能有效延长环境侦测装置的使用时间，有利于长时间侦测工作的进行。

进一步的，本实施例四还提供另一种环境侦测装置的无线充电方法，如图6所示，该无线充电方法包括：

S210获取所述电源模块的剩余电量信息；

S220根据所述剩余电量信息判断所述电源模块的剩余电量是否小于阈值，若是，则进入S230；若否，则返回S210；

S230获取所述环境侦测装置和充电平台的位置信息；

S240根据所述位置信息生成驱动指令，并将所述驱动指令发送给所述驱动模块；

S250所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至充电平台；

S260在所述环境侦测装置移动至所述充电平台之后，所述环境侦测装置与所述充电平台进行无线联接，并对所述电源模块进行无线充电。

在上述实施例中，为电源模块的剩余电量(即环境侦测装置的剩余电量)设定一个阈值，例如总电量的20％，当检测到电源模块的剩余电量小于总电量的20％时，判定电量不足，为延长环境侦测装置的使用时间，需要立即充电。因此，环境侦测装置搜索自身和充电平台的位置信息，并生成相应的驱动指令，环境侦测装置的驱动模块根据该驱动指令控制环境侦测装置移动至充电平台，对电源模块进行无线充电。基于上述的具体实例，当环境侦测装置在废墟、管道中进行侦测时，若电量不足，则可以自动移动至充电平台，通过充电平台对环境侦测装置进行无线充电，从而使环境侦测装置具有充足的电量，能有效延长环境侦测装置的使用时间，避免侦测工作中断，为搜索、救援等工作提供有力支持。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环境侦测装置，包括空心球状外壳，以及设置在所述空心球状外壳内部的相互连接的电源模块、数据采集模块和控制模块，其特征在于，还包括无线定位模块、驱动模块以及无线充电模块；

所述无线定位模块获取所述环境侦测装置与充电平台的位置信息；

所述控制模块接收所述位置信息，并根据所述位置信息向所述驱动模块发出驱动指令；

所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至所述充电平台；

在所述环境侦测装置移动至所述充电平台后，所述无线充电模块与所述充电平台进行无线联接，为所述电源模块充电。

2.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，还包括电量检测模块，所述电量检测模块用于检测所述电源模块的剩余电量信息，并将所述剩余电量信息发送给所述控制模块；当所述控制模块根据所述剩余电量信息判定所述电源模块的剩余电量小于阈值时，向所述无线定位模块发出请求；所述无线定位模块接收该请求后获取环境侦测装置与充电平台的位置信息。

3.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括摄像装置。

4.根据权利要求1所述的环境侦测装置，其特征在于，所述充电平台通过所述无线充电模块进行电磁共振，为所述电源模块充电。

5.一种无线充电系统，其特征在于，包括充电平台，还包括如权利要求1至4中任一项所述的环境侦测装置。

6.一种应急监控系统，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的环境侦测装置，所述环境侦测装置还包括无线传输模块，所述应急监控系统还包括与所述无线传输模块无线连接的接收端监控系统。

7.一种环境侦测装置的无线充电方法，所述环境侦测装置，包括空心球状外壳、驱动模块，以及设置在所述空心球状外壳内部的电源模块；其特征在于，所述无线充电方法包括如下步骤：

获取所述环境侦测装置和充电平台的位置信息；

根据所述位置信息生成驱动指令，并将所述驱动指令发送给所述驱动模块；

所述驱动模块根据所述驱动指令使所述环境侦测装置移动至充电平台；

在所述环境侦测装置移动至所述充电平台之后，所述环境侦测装置与所述充电平台进行无线联接，并对所述电源模块进行无线充电。

8.根据权利要求7所述的环境侦测装置的无线充电方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取所述电源模块的剩余电量信息；

当根据所述剩余电量信息判定所述电源模块的剩余电量小于阈值时，获取所述环境侦测装置和充电平台的位置信息。