CN105357500A - 基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，包括机器人本体、监控终端和检测环境参数的环境监测组件，机器人本体内设有无线通信组件、控制器，环境监测组件连接控制器，控制器通过无线通信组件连接监控终端，环境监测组件包括静态探测设备、动态探测设备和设于机器人本体的无线传输模块，无线传输模块连接控制器，静态、动态探测设备连接无线传输模块，静态探测设备包括一个以上分散投放于事故现场探测点采集现场数据的定点传感器，动态探测设备包括一个以上由主控制器控制在事故现场内自由移动采集现场数据的小型机器人。本发明提高救援机器人的监控范围，提高救援效率，减少事故损失。
Description
技术领域
本发明涉及救援机器人领域，尤其涉及基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统。
背景技术
在灾难救援过程中，由于现场环境的复杂性和危险性，使得救援工作变得十分困难。特别是有易燃、易爆或者剧毒气体存在的现场；施救人员无法探入侦查或者救援。因此，救援机器人的参与有效提高了救援的效率和减少施救人员的伤亡。
然而，相对于复杂多变的施救现场和任务而言，现有的在机器人上搭载传感器的做法，一个机器人所能获取的信息是有限的，进而影响了单个救援机器人对现场的处理和控制能力上也变得有限，为了对救援现场进行全方面有效的处理和控制，往往需要派遣多台机器人进行协同工作，这样对资源的要求比较高，造成了资源浪费。如何让单台机器人更全面的获取救援现场信息，更好的处理救援现场成为技术人员关注的重点之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统。
本发明采用的技术方案是：
基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其包括带有机械臂的机器人本体、监控终端和环境监测组件，环境监测组件检测现场的环境参数，所述机器人本体内设有无线通信组件以及用于机器人本体控制的控制器，环境监测组件与控制器电连接，控制器通过无线通信组件与位于远端的监控终端连接，环境监测组件包括静态探测设备、动态探测设备和设于机器人本体上的无线传输模块，无线传输模块的输出端连接控制器，所述静态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并通过机械臂分散投放于事故现场重点探测点的定点传感器，定点传感器采集重点探测点的现场数据，定点传感器与无线传输模块无线通信，所述动态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并投放于事故现场的小型机器人，每个小型机器人上均设有一个以上的环境信息探测传感器，所述小型机器人由主控制器控制在事故现场内自由移动，小型机器人采集活动区域内的现场数据，并与无线传输模块通信。
所述机器人本体安装有图像采集设备，图像采集设备采集现场视频图像，图像采集设备与控制器电连接。
所述无线通信组件包括蓝牙模块、ZigBee模块和3G/4G通信模块。
所述无线传输模块为ZigBee接收模块。
所述机器人本体为履带式机器人或者轮式机器人。
所述定点传感器为环境信息探测传感器。
所述环境信息探测传感器包括温度传感器和特定气体浓度传感器，环境信息探测传感器根据事故实际需检测的环境参数选择相应类型的传感器。
所述无线通信组件、机械臂均采用CAN总线连接控制器。
所述机器人本体上设有用于投放静态探测设备和动态探测设备的专用投放装置。
本发明采用以上技术方案，可根据特种设备事故类型和实际情况确定监控所需环境参数，灵活选择传感器；采用静态探测设备和动态探测设备结合方式，有效的扩大了救援机器人对事故现场的监控范围。本发明的救援机器人实时采集本体所在位置的图片、视频、定位信息，并结合采集的环境参数，生成带有事故现场实时参数的现场环境的地图，为特种设备事故应急救援提供决策支持，从而提高救援效率，减少事故造成损失，更好地保障人民的生命和财产安全。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1本发明基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括带有机械臂的机器人本体、监控终端和环境监测组件，环境监测组件检测现场的环境参数，所述机器人本体内设有无线通信组件以及用于机器人本体控制的控制器，环境监测组件与控制器电连接，控制器通过无线通信组件与位于远端的监控终端连接，环境监测组件包括静态探测设备、动态探测设备和设于机器人本体上的无线传输模块，无线传输模块的输出端连接控制器，所述静态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并通过机械臂分散投放于事故现场重点探测点的定点传感器，定点传感器采集重点探测点的现场数据，定点传感器与无线传输模块无线通信，所述动态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并投放于事故现场的小型机器人，每个小型机器人上均设有一个以上的环境信息探测传感器，所述小型机器人由主控制器控制在事故现场内自由移动，小型机器人采集活动区域内的现场数据，并与无线传输模块通信。
所述机器人本体安装有图像采集设备，图像采集设备采集现场视频图像，图像采集设备与控制器电连接。
所述无线通信组件包括蓝牙模块、ZigBee模块和3G/4G通信模块。
所述无线传输模块为ZigBee接收模块。
所述机器人本体为履带式机器人或者轮式机器人。
所述定点传感器为环境信息探测传感器。
所述环境信息探测传感器包括温度传感器和特定气体浓度传感器，环境信息探测传感器根据事故实际需检测的环境参数选择相应类型的传感器。
所述无线通信组件、机械臂均采用CAN总线连接控制器。
所述机器人本体上设有用于投放静态探测设备和动态探测设备的专用投放装置。
下面对本发明的各个部分的具体工作原理做详细说明。
机器人本体在事故现场内自由移动，机器人本体上携带静态探测设备和动态探测设备一直进行数据传输。机器人本体进行设计改造，使其有可以放置静态探测设备和动态探测设备的地方。并对安放位置进行编号，每个位置下面使其有一个状态开关，当有探测设备在上面放置时给机器人本体一个信号指明这个位置有探测设备在，如若探测设备被取走投放则没有信号。当专用投放装置自动取去投放探测设备时，从有信号的第一个位置依次开始取，如要不按照次顺序则需要远程手动进行操作专用投放装置。
为了更大范围的获取事故现场的环境参数，作为静态探测设备的多个定点传感器通过专用投放装置分散投放于事故现场重点探测点，定点传感器采集重点探测点的现场数据，并将采集的数据采用无线的方式传输至无线传输模块，定点传感器为环境信息探测传感器；另一方面，作为动态探测设备的多个可在事故区域自由移动的小型机器人也通过专用投放装置分散投放于事故现场，每个小型机器人上均携带有一个以上的环境信息探测传感器，环境信息探测传感器实时采集小型机器人所在地点的环境参数，将采集的数据采用无线的方式传输至无线传输模块。所述环境信息探测传感器均含有无线传输系统。无线传输系统的无线传输距离大于100m、采样周期为两秒。为了在不同的气体环境中都能使用，所述环境信息探测传感器均根据事故实际需检测的环境参数选择相应类型的传感器，环境信息探测传感器单次充满点工作时间大于7h，选择的相应类型的环境信息探测传感器包括温度传感器和特定气体浓度传感器。
图像采集设备获取环境图像，藉由图像采集设备获取的环境图像利用视觉定位得出静态探测设备和动态探测设备的投放位置。此外，为了更全面的显示事故现场的信息，控制器将相关传感器的位置信息和所测的环境参数均在地图中显示出来。
位于远端的监控终端接收机器人本体实时发送环境参数存入数据库，并在显示屏上显示带有环境参数的地图。
本发明采用以上技术方案，可根据特种设备事故类型和实际情况确定监控所需环境参数，灵活选择传感器；采用静态探测设备和动态探测设备结合方式，有效的扩大了救援机器人对事故现场的监控范围。本发明的救援机器人实时采集本体所在位置的图片、视频、定位信息，并结合采集的环境参数，生成带有事故现场实时参数的现场环境的地图，为特种设备事故应急救援提供决策支持，从而提高救援效率，减少事故造成损失，更好地保障人民的生命和财产安全。
Claims (9)
1.基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：其包括带有机械臂的机器人本体、监控终端和环境监测组件，环境监测组件检测现场的环境参数，所述机器人本体内设有无线通信组件以及用于机器人本体控制的控制器，环境监测组件与控制器电连接，控制器通过无线通信组件与位于远端的监控终端连接，环境监测组件包括静态探测设备、动态探测设备和设于机器人本体上的无线传输模块，无线传输模块的输出端连接控制器，所述静态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并通过机械臂分散投放于事故现场重点探测点的定点传感器，定点传感器采集重点探测点的现场数据，定点传感器与无线传输模块无线通信，所述动态探测设备包括一个以上由机器人本体携带并投放于事故现场的小型机器人，每个小型机器人上均设有一个以上的环境信息探测传感器，所述小型机器人由主控制器控制在事故现场内自由移动，小型机器人采集活动区域内的现场数据，并与无线传输模块通信。
2.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述机器人本体安装有图像采集设备，图像采集设备采集现场视频图像，图像采集设备与控制器电连接。
3.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述无线通信组件包括蓝牙模块、ZigBee模块和3G/4G通信模块。
4.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述无线传输模块为ZigBee接收模块。
5.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述机器人本体为履带式机器人或者轮式机器人。
6.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述定点传感器为环境信息探测传感器。
7.根据权利要求1或6所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述环境信息探测传感器包括温度传感器和特定气体浓度传感器，环境信息探测传感器根据事故实际需检测的环境参数选择相应类型的传感器。
8.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述无线通信组件、机械臂均采用CAN总线连接控制器。
9.根据权利要求1所述基于多传感器移动组网的突发事故现场信息监测系统，其特征在于：所述机器人本体上设有用于投放静态探测设备和动态探测设备的专用投放装置。
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