CN208283805U - 基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，包括微控制器、移动物联网接口模块、传感器组、轨道移动装置、定点充电装置、RFID读取装置和自诊断装置；传感器组采集智能化厂区的环境数据，轨道移动装置接收微控制器的控制信号，驱动内部的滑轮沿着厂区内的固定轨道滑动；在巡检过程中，巡检机器人的微控制器实时向巡检控制服务器传送巡检信息；自诊断装置在发现故障后，以语音、指示灯和声光报警的形式进行提示。通过上述措施，达到应用移动物联网技术实现移动式巡检，降低网络部署维护成本，并提高检测设备自动化程度的技术目的。

Description

基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人

技术领域

本实用新型涉及智能巡检技术领域，尤其是涉及基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人。

背景技术

在目前的智能化厂区巡检系统中，由于巡检对象的多变性造成以有线以太网方式组网多数不能很好适应，一些较偏避地段不易覆盖，拉网线施工又不太经济。在众多无线联网方式中，以NB-IoT网络为代表的移动物联网方式组网的硬件成本和施工难度都较为适中；应用无线联网方式后，如能结合移动巡检，将能减少贵重传感器以及组网的部署维护成本，以及提高检测设备的自动化程度以及较高的管理灵活性。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，包括微控制器、移动物联网接口模块、传感器组、轨道移动装置、定点充电装置、RFID读取装置和自诊断装置；传感器组采集智能化厂区的环境数据，轨道移动装置接收微控制器的控制信号，驱动内部的滑轮沿着厂区内的固定轨道滑动；在巡检过程中，巡检机器人的微控制器实时向巡检控制服务器传送巡检信息；自诊断装置在发现故障后，以语音、指示灯和声光报警的形式进行提示。通过上述措施，达到应用移动物联网技术实现移动式巡检，降低组网部署维护成本，并提高检测设备自动化程度的技术目的。

为此，本实用新型提供基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，包括微控制器以及连接在其上的移动物联网接口模块、传感器组、轨道移动装置、定点充电装置、RFID读取装置、自诊断装置和可充电的供电电源，移动物联网接口模块通过移动物联网与巡检控制服务器通讯，同时巡检控制服务器与巡检数据中心通过有线网络相连接；RFID读取装置通过无线射频信号读取安装在轨道固定位置的固定式无源RFID巡检点标识装置，其中：

传感器组，采集智能化厂区的环境数据，并传送到微控制器；

轨道移动装置，接收微控制器的控制信号，驱动内部的滑轮沿着厂区内的固定轨道滑动；

定点充电装置，设置在轨道移动装置的轨道的起点或终点自动充电；

自诊断装置，实时对巡检机器人内部的各装置和模块进行诊断，并将诊断结果数据输出到微控制器，再由微控制器通过移动物联网发送到巡检控制服务器；

微控制器，实时向巡检控制服务器传送巡检信息。

进一步地，所述巡检机器人位于固定轨道的上部或下部。

进一步地，所述传感器组包括温度传感器、振动传感器、明火传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器以及有毒气体传感器中的一种或者多种。

进一步地，所述自诊断装置还具有语言报警装置、灯光报警装置和声光报警装置，巡检机器人内部的各装置和模块出现故障后，语言报警装置、灯光报警装置和声光报警装置以语音、指示灯和声光报警的形式进行报警提示。

进一步地，所述自诊断装置内还具有GPS定位装置以及摄像头，其中：GPS定位装置用于在内部的各装置和模块出现故障时，实时向巡检控制服务器发送定位信息,获取巡检机器人位置信息；摄像头，用于抓拍故障巡检机器人环境图象，从而获取故障部位以及故障描述信息。

本实用新型具有如下有益效果：

首先，本实用新型所述巡检机器人包含移动物联网接口模块，用于跟巡检控制服务器进行控制信号和检测数据传输，从而大幅降低了相当于传统固定式组网检测系统的网络部署与维护成本，便于快速部署和方便维护

其次，所述巡检机器人含有能在微控制器辅助下实现自主移动的轨道移动装置和定点充电装置，在人工定义巡检策略的支持下实现全自主定时定点巡检与到站充电，其检测设备具有高度的自动化程度，以及更高的管理灵活性。

附图说明

图1是基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人的组成结构图，

图2是基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人的巡检过程执行流程图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

本实用新型所述的基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其组成结构如图1的400所示，包括微控制器401、移动物联网接口模块402、传感器组403、轨道移动装置404、定点充电装置405、RFID读取装置406和自诊断装置407。

实施例1

所述微控制器为单片机、ARM电路板、FPGA电路板、微型计算机或者嵌入式计算机。在所述的巡检机器人内部结构中，传感器组403包括温度传感器、振动传感器、明火传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器以及有毒气体传感器中的一种或者多种。它们的检测输出信号为RS232串行信号、USB信号、CAN总线信号、VXI总线信号或者4-20mA电流信号，所有输出信号均输出到微控制器的相应模拟、数字端口。

一个较优的实施例中，所述巡检机器人位于厂区内固定轨道的上部或下部。巡检机器人的轨道移动装置404通过齿轮啮合或轨道衔接的方式，依附于固定轨道上。其中：

1）巡检机器人的移动物联网接口模块402通过移动物联网300与巡检控制服务器100相连接，所述巡检控制服务器100与巡检数据中心200通过有线网络相连接。NB-IoT网络是所述移动物联网的一个常用特例。巡检数据中心200表现为集中式数据库，用于存储巡检数据、人工制定的巡检计划策略，以及自诊断所得数据。

2）巡检机器人的RFID读取装置406通过无线射频信号，读取安装在轨道固定位置的固定式无源RFID巡检点标识装置500。安装在轨道固定位置的固定式无源RFID巡检点标识装置，其作用是标识轨道在厂区内的某个特定位置。为此，可对每一处巡检点标识装置在所述巡检数据中心进行命令，以记录其安装位置。所述RFID读取装置所需的读卡距离为10-50厘米。

3）巡检机器人的微控制器401与移动物联网接口模块402、传感器组403、轨道移动装置404、RFID读取装置406以及自诊断装置407相连接。微控制器401与移动物联网接口模块402之间的连接方式为USB，微控制器401与轨道移动装置404之间的连接方式为RS232串口或USB，RFID读取装置406与微控制器之间的连接方式为USB或RS232串口。自诊断装置407是一块集成电路，通过与微控制器的实时交互，进而实现对所连接的移动物联网接口模块402、传感器组403、轨道移动装置404以及RFID读取装置406的自动诊断过程。自诊断装置407的诊断结果数据输出到微控制器，再由微控制器401通过移动物联网300发送到巡检控制服务器100。所得的每条诊断数据包括所对应的外围设备、诊断时间、状态代码以及故障描述信息。

4）巡检机器人的轨道移动装置404和定点充电装置405相连接，巡检机器人400的内部具有可充电的供电电源。定点充电装置405只有当轨道移动装置404达到轨道的起点或终点时，才自动开启充电过程。在固定轨道的启动和终点处，设置有能支持自动启动充电过程的磁力结构、卡扣结构或位置开关结构，并在充电完成后自动将上述结构断开或复位。所述轨道移动装置404接收微控制器401的控制信号，驱动内部的滑轮沿着厂区内的固定轨道滑动。其中：轨道移动装置404的驱动方式为步进电机或直流伺服电机，微控制器401对轨道移动装置404的控制信号为RS232串口信号或USB信号。在所述基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人的组成结构中，所述传感器组403采集智能化厂区的环境数据，并传送到微控制器401。所采集的环境数据包括温度、振动、明火、烟雾、可燃气体和有毒气体等信息。

在巡检过程中，巡检机器人的微控制器401实时向巡检控制服务器100传送巡检信息；具体地，所传送的巡检信息包括：

1）传感器组在该巡检点采集的环境数据；

2）RFID读取装置采集的该巡检点标识信息，它代表了数据采集位置；

3）自诊断装置输出的诊断结果数据。

综上所述，巡检机器人执行巡检的流程图如图2所述，步骤包括：

S1、人工向巡检机器人制定下发巡检策略；其中：人工制定下发巡检策略的过程需通过巡检控制服务器，并在下发成功后将巡检策略存储到巡检数据中心；

S2、巡检机器人定时启动巡检过程；

S3、驱动轨道移动装置，沿固定轨道移动；

S4、通过RFID读取装置，获取由固定式无源RFID巡检点标识装置所指示的实时位置；

S5、通过传感器组获取实时环境信息；

S6、检测完毕，通过移动物联网模块发送到巡检控制服务器；其中：巡检控制服务器如对所得的巡检检测数据发现异常情况，则巡检控制服务器一侧将自动报警并执行自定义的关联策略；

S7、移动到下一个地点，重复步骤S3。

在上述检测的任意环境，均可由自诊断装置407直接执行自诊断过程，并将诊断数据输出到微控制器。

实施例2

一种更优的实施例中，所述自诊断装置407在发现故障后，立即以语音、指示灯和声光报警的形式进行提示。

实施例3

比上述实施例更优的一个实施例是，自诊断装置407在发现故障后，立即向巡检控制服务器100发送报警信息，所述报警信息包括发生报警时的巡检机器人位置、故障部位以及故障描述信息。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其特征在于，包括微控制器以及连接在其上的移动物联网接口模块、传感器组、轨道移动装置、定点充电装置、RFID读取装置、自诊断装置和可充电的供电电源，移动物联网接口模块通过移动物联网与巡检控制服务器通讯，同时巡检控制服务器与巡检数据中心通过有线网络相连接；RFID读取装置通过无线射频信号读取安装在轨道固定位置的固定式无源RFID巡检点标识装置，其中：

传感器组，采集智能化厂区的环境数据，并传送到微控制器；

轨道移动装置，接收微控制器的控制信号，驱动内部的滑轮沿着厂区内的固定轨道滑动；

定点充电装置，设置在轨道移动装置的轨道的起点或终点自动充电；

自诊断装置，实时对巡检机器人内部的各装置和模块进行诊断，并将诊断结果数据输出到微控制器，再由微控制器通过移动物联网发送到巡检控制服务器；

微控制器，实时向巡检控制服务器传送巡检信息。

2.根据权利要求1所述的基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人位于固定轨道的上部或下部。

3.根据权利要求1所述的基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其特征在于，所述传感器组包括温度传感器、振动传感器、明火传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器以及有毒气体传感器中的一种或者多种。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其特征在于，所述自诊断装置还具有语言报警装置、灯光报警装置和声光报警装置，巡检机器人内部的各装置和模块出现故障后，语言报警装置、灯光报警装置和声光报警装置以语音、指示灯和声光报警的形式进行报警提示。

5.根据权利要求4所述的基于移动物联网的智能化厂区巡检机器人，其特征在于，所述自诊断装置内还具有GPS定位装置以及摄像头，其中：

GPS定位装置用于在内部的各装置和模块出现故障时，实时向巡检控制服务器发送定位信息,获取巡检机器人位置信息；

摄像头，用于抓拍故障巡检机器人环境图象，从而获取故障部位以及故障描述信息。