CN110262470A - 一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，系统由上位机管理系统、移动机器人和道路标识三部分组成，利用ZigBee无线通信技术构成节点网络。其中的道路标识由ZigBee无线模块和红外发射模块构成，提供道路标识信息。移动机器人搭载红外接收装置接收路标信息。本发明采用红外通信技术传递道路标识信息，以ZigBee无线通信技术构成的节点网络实现路径的规划与更新，从而实现移动机器人的无轨巡防。
Description
技术领域
本发明涉及智能安防领域，具体为一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统。
背景技术
随着社会的快速发展，各种特定要求环境出现在我们的生活中。针对如今一些特殊场所的安防形势，很多传统技术已不能满足今天的需要，虽然现已有一些安防系统或安防机器人，但大多安防系统需要安保人员24小时实时监控和操作，部分安防机器人也无法突破无轨巡逻的技术，所以我们提出了基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统来辅助现有安全保障技术。我们的机器人在控制器的控制下采用远程遥控和自主巡防两种模式，能够很好地应用于生活中，解决了人力资源不足、特殊环境下对人体危险性大等问题。
发明内容
为了解决以上提到的智能无人巡逻、无轨巡逻等问题，本发明提供了一种安全、方便、实用性强的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，包括上位机管理系统、STM32控制器、红外发射及接收模块、ZigBee无线模块、传感器模块、云台摄像头、远程遥控装置、电源模块；该系统由上位机管理系统、移动机器人和道路标识组成，利用ZigBee无线通信技术构成节点网络，其中上位机作为节点网络的总节点即协调器，道路标识和移动机器人作为节点网络的子节点即终端设备。上位机通过节点网络发送最新路径信息实现远程路径规划与更新，移动机器人利用节点网络反馈位置和路况信息。道路标识利用红外发射模块提供道路标识信息，移动机器人利用红外接收模块接收路标信息。上位机系统和道路标识节点通过节点网络传递路径规划与更新信息，道路标识节点和移动机器人节点利用红外技术传递路标信息。
所述红外接收模块、所述传感器模块、所述云台摄像头、所述电源模块分别与所述STM32控制器相连，所述STM32控制器与所述一个ZigBee无线模块相连。
进一步的，所述移动机器人为三角形形状底盘，底盘带有三个全向轮的车体。
进一步的，所述红外发射模块与所述ZigBee无线模块的相连。
进一步的，所述上位机管理系统由PC机和ZigBee无线模块构成。
本发明的有益效果：通过操作连接有ZigBee无线模块的上位机管理系统，可以控制道路标识节点上的红外发射模块。通过上位机选择不同的路径，路径上的道路标识节点通过红外发射模块发射出包含路标信息的红外信号。移动机器人通过时，机器人上的搭载红外接收装置会接收到路标信息，并根据路标信息执行相应的命令，从而实现了无轨巡防。同时机器人小车上搭载了避障传感器，在巡逻中可自行避障。并且小车上搭载火焰烟雾传感器，巡逻时检测到火灾发生时，利用小车上的ZigBee无线模块通过节点网络发送到上位机管理系统实现智能火灾报警。同时机器人小车上也搭载云台摄像头，可实现远程实时监控，通过远程遥控装置可实现对移动机器人的远程手动遥控巡防。
附图说明
图1为本系统的组成示意图。
图2为本系统模拟地图。
具体实施方式
下面结合图1对本发明作进一步具有详细描述。
本发明主要由三大部分构成，上位机管理系统、移动机器人、道路标识节点构成。
所述上位机管理系统由PC机、ZigBee无线模块构成。
所述道路节点由红外发射模块与ZigBee无线模块构成。
所述移动机器人为三角形底盘，带有三个全向轮的车体，可通过速度分解实现任意方向运动。所述移动机器人车体上搭载了STM32控制板、电机驱动模块、ZigBee无线模块、电池组、避障传感器、火焰传感器、红外接收装置、云台摄像头，WIFI通信模块。
进一步，所述三个部分中都有ZigBee无线模块，本发明用ZigBee无线模块通过ZigBee技术组网实现相互通信。
进一步，上述提到道路标识节点由ZigBee无线模块和红外发射模块构成。通过ZigBee无线通信技术构成的节点网络，上位机管理系统能够与道路标识节点通信，因此上位机管理系统可以控制所有道路节点工作与否，以及控制道路节点发射的红外信号。
实施例中如图2，首先将所述道路标识节点放置在会巡防的几条路径的关键位置上，从而构成一张巡防的地图。当通过上位机管理系统任意选择一条巡防路径时，上位机就通过节点网络将路径信息传送到被选中路径上的道路标识节点。被选中的道路标识节点通过红外发射模块发射出包含路标信息的红外信号。
进一步，所述机器人小车从起点开始自主运行，由于上述机器人小车上搭载有红外接收装置，故机器人小车可在每次经过道路标识节点时，可利用其红外接收装置接收道路节点发出的红外信息，通过解码得出具体路标信息，并根据路标信息控制机器人执行前进、左转、右转等具体命令，从而实现机器人的无轨巡防。
进一步，机器人小车搭载避障传感器、火焰烟雾传感器以及云台摄像头，并且上述也提到机器人小车上搭有ZigBee无线模块，故其能和上位机管理系统通信。机器人小车能将在行进过程中将位置、电量、火灾预警信息返回到上位机端，同时通过无线WIFI网络将路况信息上传给上位机管理系统。
如上所述，能够比较完整的体现本发明。
尽管本发明披露如上，本发明并非限定于此。本领域任何技术人员，在不脱离本
发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (6)
1.一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，包括上位机管理系统、STM32控制器、红外发射及接收模块、ZigBee无线模块、传感器模块、云台摄像头、远程遥控装置、电源模块；该系统由上位机管理系统、移动机器人和道路标识组成，利用ZigBee无线通信技术构成节点网络，其中上位机作为节点网络的总节点即协调器，道路标识和移动机器人作为节点网络的子节点即终端设备，上位机通过节点网络发送路径信息实现远程路径规划与更新，移动机器人利用节点网络反馈位置和路况信息；道路标识利用红外发射模块提供路标信息，移动机器人利用红外接收模块接收路标信息；上位机系统和道路标识节点通过节点网络传递路径信息，道路标识节点和移动机器人节点利用红外技术传递路标信息，从而实现一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，其特征在于：道路标识节点是由红外发射模块和ZigBee无线模块组成，通过ZigBee无线模块接收节点网络中的路径规划与更新信息，利用红外发射模块发射出包含路标信息的红外信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，其特征在于：上位机管理系统由PC机和ZigBee无线模块构成，上位机作为总节点可接收和发送信息，即可以向道路标识节点发送路径规划与更新信息，也可接收来自移动机器人发送的位置和路况信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，其特征在于：移动机器人上搭载有ZigBee无线模块、红外接收模块，移动机器人通过红外接收模块接收红外信号，从中获取路标信息，再传给STM32控制器，控制器根据路标信息控制移动机器人的移动方向，从而实现无轨巡防。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，其特征在于：移动机器人上搭载有避障传感器、火焰烟雾传感器以及云台摄像头，移动机器人在巡逻过程中能够自主避障、火灾预警，通过云台摄像头将实时图像信息上传给上位机管理系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和红外技术的无轨巡防系统，其特征在于：本系统中的移动机器人有两种运行模式即自主巡防和远程遥控；在自主巡防模式下，移动机器人按规划路径自主无轨巡防；在远程遥控模式下，通过远程遥控装置进行手动遥控，控制机器人的运行。
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