CN105759743A - 基于物联网的家居机器人监控装置 - Google Patents

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CN105759743A CN201410791571.1A CN201410791571A CN105759743A CN 105759743 A CN105759743 A CN 105759743A CN 201410791571 A CN201410791571 A CN 201410791571A CN 105759743 A CN105759743 A CN 105759743A
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王永亮
马前帅
王二敏
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Tianjin University of Technology
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

一种基于物联网的家居机器人监控装置,具体来说是一种运用物联网通信与传感技术、GSM/GPRS网络技术，实现了对家居机器人的远程监测和控制,属于机器人领域，包括主控模块（1），其特征在于还包括与主控模块（1）相连的上位机（2），与上位机（2）相连的以太网通讯模块（3），与主控模块（1）相连的GSM通讯模块（4），与主控模块（1）相连的语音识别模块（5），与主控模块（1）相连的摄像头（6），与主控模块（1）相连的超声波定位模块（7），与主控模块（1）相连的自动充电模块（8）以及与主控模块（1）相连的机器人机身（9）。

Description

基于物联网的家居机器人监控装置
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的家居机器人监控装置,具体来说是一种运用物联网通信与传感技术、GSM/GPRS网络技术，实现了对家居机器人的远程监测和控制,属于机器人领域。
背景技术
1962年美国研制出世界上第一台工业机器人，以美国日本为首的世界各国争先开始发展机器人技术。随着各国工业机器人技术日臻成熟，第一代机器人的技术性能越来越满足不了实际需要，各国开始重视发展带有视觉、力觉的第二代机器人，表明服务型机器人已登上了世界舞台。随着现代工业自动化和计算机技术的飞速发展，推动了服务型机器人的研究和发展；随着人们生活水平日益提高，对生活质量的要求也日益加大，使人们愈来愈感受到服务型机器人深入社会、生产和生活的必要性。
现今，针对我国老龄化越来越严重这一国情，更多的老人需要照顾。然而，一方面社会保障和服务日益紧迫；另一方面也给处在竞争激烈社会中的年轻家庭带来很大压力。与此同时，残疾人生活质量也迫切需要提高。因此，提高大众生活质量的家居机器人，也逐步进入人们的视野，并成为世界范围内的研究热点，拥有广阔的市场前景,鉴于此，本发明设计了一种基于物联网的家居机器人。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种基于物联网的家居机器人，家居机器人是针对行动不便或体弱多病的老人和残疾人所设计的自主移动机器人，主要应用于家庭或者养老院中。家居机器人以辅助其生活自理为主旨,机器人本身具有视觉、识别、移动、壁障的能力,并按照要求完成一定的任务,比如简单的物体抓取、清扫地面、室内巡视，更主要的是机器上的控制平台通过无线网络连接来控制各种家电和门窗，通过摄像头监控家里的状态。
本发明采取的具体方案是：基于物联网的家居机器人，包括主控模块（1），其特征在于还包括与主控模块（1）相连的上位机（2），与上位机（2）相连的以太网通讯模块（3），与主控模块（1）相连的GSM通讯模块（4），与主控模块（1）相连的语音识别模块（5），与主控模块（1）相连的摄像头（6），与主控模块（1）相连的超声波定位模块（7），与主控模块（1）相连的自动充电模块（8）以及与主控模块（1）相连的机器人平台（9）。
所述的主控模块（1）选用的是STM32芯片作为主控芯片，用来控制整个系统的正常工作。
所述的上位机（2）选用的是普通可移动式的平板电脑，上位机的画面操作简单，直观明了、浅显易懂使老年人、残疾人能够很方便容易的控制使用该机器人。
所述的以太网通讯模块（3）是本机器人技术的核心，用于将上位机上操作的数据传输给主控模块，主控模块控制相应执行机构动作。
所述的GSM通讯模块（4）选用西门子公司的TC35I模块，在环境数据超出安全范围及语音识别传感器识别出使用者发出特定的语言指令时，立即向医院或亲属发送报警短信，该模块可以及时地处理突发事件，防止意外发生。
所述的语音识别模块（5）采用LD3320非特定语音识别芯片，用来识别使用者发出的特定的语言指令，通过ARM-M3STM32F103监控平台控制GSM发送信息给亲人或控制机器人做相应的动作，“一呼求救”功能，更为老年人、残疾人的生命安全提供了可靠的保障。
所述的摄像头（6）将监控的信息通过监控平台传到互联网上，使用者便可以通过互联网控制机器人巡航来实时监测家庭信息，及时了解家庭情况。
所述的超声波定位模块（7），机器人自身定位及位姿定位采用三点式的定位控制，首先利用单三点式定位控制成机器人车身点定位，再利用双三点定位控制计算完成位姿的定位，然后算出机器人位置。位姿的定位精确定位移动机器人自身运动方向，包括车前和车后的方向、速度，相对于地图的精确位置，这样可以使机器人自动矫正位姿[2]。再通过和预置工作目标区地图的比较拟合，最终实现移动机器人的完全自主定位。该过程主要由监控平台控制超声波测距来实现机器人的巡航、避障和准确定位。
所述的自动充电模块（8），该充电系统采用两种方式：太阳能和无线充电。
方式一：太阳能充电，机器人自带两块电池，当其中一块电池电量小于阀值时，电源切换到另一块电池上，机器人自动运行到阳光充足的地方进行充电,太阳能来实现对机器人的能量供应，充电装置可实现自动追光，保证最大功率的对电池进行充电。
方式二：无线充电，当两块电池电量都小于电池的阀值时，机器人将自动运行到无线充电区域进行充电，采用超高频无线供电的方式充电，既减少了线缆的连接，减少了资料成本，又安全可靠。
所述的机器人平台（9）是用于执行整个系统运行的执行体，采用位置、速度和力矩三闭环控制模式,配合超声波定位系统能精确的定位机器人的位置。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明无线充电电路图。
图3是本发明机器人平台的三闭环结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的基于物联网的家居机器人监控装置的结构框图，包括主控模块（1），其特征在于还包括与主控模块（1）相连的上位机（2），与上位机（2）相连的以太网通讯模块（3），与主控模块（1）相连的GSM通讯模块（4），与主控模块（1）相连的语音识别模块（5），与主控模块（1）相连的摄像头（6），与主控模块（1）相连的超声波定位模块（7），与主控模块（1）相连的自动充电模块（8）以及与主控模块（1）相连的机器人机身（9）。
如图2所示，本发明基于物联网的家居机器人监控装置的无线充电部分电路图，当两块电池电量都小于电池的阀值时，机器人将自动运行到无线充电区域进行充电，采用超高频无线供电的方式充电，既减少了线缆的连接，减少了资料成本，又安全可靠。
如图3所示，本发明基于物联网的家居机器人监控装置的机器人平台的三闭环结构图，采用位置、速度和力矩三闭环控制模式,配合超声波定位系统能精确的定位机器人的位置，机器人平台是用于执行整个系统运行的执行体。

Claims (1)

1.基于物联网的家居机器人监控装置，包括主控模块（1），其特征在于还包括与主控模块（1）相连的上位机（2），与上位机（2）相连的以太网通讯模块（3），与主控模块（1）相连的GSM通讯模块（4），与主控模块（1）相连的语音识别模块（5），与主控模块（1）相连的摄像头（6），与主控模块（1）相连的超声波定位模块（7），与主控模块（1）相连的自动充电模块（8）以及与主控模块（1）相连的机器人机身（9）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493740A (zh) * 2016-11-15 2017-03-15 墨宝股份有限公司 一种基于物联网的家居机器人监控装置
WO2018027571A1 (zh) * 2016-08-09 2018-02-15 衣佳鑫 基于机器人的智能控制方法及系统

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