CN209543171U - 一种物联网下多传感器的移动机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种物联网下多传感器的移动机器人系统，包括移动机器人本体、无线遥控模块和上位机。所述移动机器人本体为两轮自平衡小车，包括托盘、多种传感器、ZigBee模块、嵌入式控制器、电源、顶层固定板、中层固定板、底层固定板。所述托盘安装于移动机器人本体的顶层固定板上，所述多种传感器连接于ZigBee模块与嵌入式控制器上，所述ZigBee模块与嵌入式控制器通过串口连接。本实用新型将物联网与移动机器人结合，通过无线遥控模块或上位机控制移动机器人，解决了传统移动机器人自主控制模式受到机器人控制器功能、存储和计算能力制约的问题，同时移动机器人上安装有托盘和多种传感器，可提供文件传送、环境监测、火灾报警服务。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动机器人领域，具体为一种物联网下多传感器的移动机器人系统。
背景技术
移动机器人的研究始于60年代末期，从工作环境来分，可分为室内移动机器人和室外移动机器人；按移动方式来分：轮式移动机器人、步行移动机器人、蛇形机器人履带式移动机器人、爬行机器人等；按功能和用途来分:医疗机器人、军用机器人、助残机器人、清洁机器人等；按作业空间来分:陆地移动机器人、水下机器人无人飞机和空间机器人。
近年来，随着移动机器人更高层次研究的推进和物联网技术的迅速发展，传统移动机器人单一的自主控制模式受到机器人控制器功能、存储和计算能力相对较弱的制约已不再能满足人们的需求。
实用新型内容
本实用新型提供一种物联网下多传感器的移动机器人系统，将物联网与移动机器人结合，通过无线遥控模块或上位机控制移动机器人，解决了传统移动机器人自主控制模式受到机器人控制器功能、存储和计算能力制约的问题。同时移动机器人上安装有托盘和多种传感器，可提供文件传送、环境监测、火灾报警服务。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种物联网下多传感器的移动机器人系统，包括移动机器人本体、无线遥控模块、上位机；
所述移动机器人本体为两轮自平衡小车，包括托盘、多种传感器、ZigBee模块、嵌入式控制器、电源、顶层固定板、中层固定板、底层固定板；
所述托盘安装于移动机器人本体的顶层固定板上；
所述多种传感器，包括烟雾传感器、光敏传感器、温湿度传感器、超声波传感器、人体传感器、陀螺仪，烟雾传感器、光敏传感器、温湿度传感器连接于ZigBee模块上，超声波传感器、人体传感器、陀螺仪连接于嵌入式控制器上；
所述ZigBee模块核心板型号为CC2530F256，所述嵌入式控制器型号为STM32F103RCT6，所述ZigBee模块与所述嵌入式控制器通过串口连接、共地，ZigBee模块安装于移动机器人本体中的中层固定板上，嵌入式控制器安装于移动机器人本体中的底层固定板上；
所述电源为三节18650充电锂电池，安装于移动机器人本体中的底层固定板上。
所述无线遥控模块，包括无线遥控通信模块、无线遥控电源模块。所述无线遥控通信模块采用ZigBee技术通信，核心板型号为CC2530F256。
所述上位机采用Labview编程，用于控制移动机器人本体动作及实时显示移动机器人本体中多种传感器所采集的数据。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型采用控制机构与执行机构分离的策略，解决了传统移动机器人自主控制模式受到机器人控制器功能、存储和计算能力制约的问题。
2、本实用新型通过设置上位机和无线遥控模块，提供了多种移动机器人的控制方式，可在上位机上对移动机器人进行开发和设置，也可通过无线遥控模块的自由组网，实现单点或多点对移动机器人的控制。
3、本实用新型通过将移动机器人作为移动网络节点，可灵活控制移动机器人对不同的环境进行监控，通过多种传感器采集信息，由ZigBee技术实时反馈到上位机，增加了信息采集的灵活性和实时性。
附图说明
图1为本实用新型功能模块图；
图2为本实用新型移动机器人本体立体结构示意图；
图3为本实用新型移动机器人本体正视结构示意图；
图4为本实用新型移动机器人本体左视结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-1，一种物联网下多传感器的移动机器人系统，包括移动机器人本体1、无线遥控模块2、上位机3。
所述移动机器人本体1为两轮自平衡小车，移动机器人本体1的顶层固定板9上安装有托盘4，可进行文件传送服务；移动机器人本体1的中层固定板10上安装有ZigBee模块6和电源8，ZigBee模块6核心板型号为CC2530F256，电源8为三节充电锂电池，保证了对移动机器人本体1的供电；移动机器人本体1的底层固定板11上安装有嵌入式控制器7，嵌入式控制器7型号为STM32F103RCT6，ZigBee模块6与嵌入式控制器7通过串口连接、共地，ZigBee模块6上连接有烟雾传感器51、光敏传感器52、温湿度传感器53，嵌入式控制器7上连接有超声波传感器54、人体传感器55、陀螺仪56。
所述无线遥控模块2，包括无线遥控通信模块、无线遥控电源模块；所述无线遥控通信模块采用ZigBee技术通信，核心板型号为CC2530F256。
所述上位机3采用Labview编程，用于控制移动机器人本体1动作及实时显示移动机器人本体1中多种传感器5所采集的数据。
所述移动机器人本体1通电后，移动机器人本体1中的嵌入式控制器7根据陀螺仪56反馈的电脉冲信号控制移动机器人本体1保持平衡，同时移动机器人本体1的ZigBee模块6开始工作，与无线遥控模块2、上位机3进行组网，ZigBee模块6为协调器或路由器，无线遥控模块2为终端，上位机3为网关，可通过无线遥控模块2或上位机3控制移动机器人本体1的移动，如前进、后退、转弯等动作。
当用户甲需要向用户乙传送文件时，可由其中一人通过无线遥控模块2或者上位机3，与ZigBee模块6进行通信，遥控移动机器人本体1到达用户甲所在地，然后由用户甲将所需要传送的文件放置于移动机器人本体1的托盘4中，再遥控移动机器人本体1到达文件传送目的地，由用户乙取下文件即可。
所述移动机器人本体1通电后，所述多种传感器5开始工作，包括超声波传感器54，由T端口发送超声波，R端口接收返回的超声波，利用嵌入式控制器7中的定时器TIM4对超声波往返进行记时，通过数学公式计算出平衡车与障碍物的距离，进行避障；人体传感器55的感应模块在通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0～3次，一分钟后进入待机状态，通过红外光谱检测人体进行避障；同时烟雾传感器51、光敏传感器52、温湿度传感器53也开始工作。当所述移动机器人本体1中ZigBee模块6与所述无线遥控模块2、所述上位机3组网成功后，所述ZigBee模块6可将所述多种传感器5采集到的数据，如移动机器人本体1所处环境的实时烟雾浓度、光照强度和温湿度等数据反馈到上位机3，上位机3将为用户实时显示移动机器人本体1所处环境数据，完成环境检测功能。
当移动机器人本体1所处环境烟雾浓度超过设定值且光照强度超过设定值，触发嵌入式控制器7中的蜂鸣器和小灯，蜂鸣器发出声音，小灯闪烁，进行火灾报警。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种物联网下多传感器的移动机器人系统，其特征在于，包括移动机器人本体(1)、无线遥控模块(2)、上位机(3)；
所述移动机器人本体(1)为两轮自平衡小车，包括托盘(4)、多种传感器(5)、ZigBee模块(6)、嵌入式控制器(7)、电源(8)、顶层固定板(9)、中层固定板(10)、底层固定板(11)；
所述托盘(4)安装于移动机器人本体(1)的顶层固定板(9)上；
所述多种传感器(5)，包括烟雾传感器(51)、光敏传感器(52)、温湿度传感器(53)、超声波传感器(54)、人体传感器(55)、陀螺仪(56)，烟雾传感器(51)、光敏传感器(52)、温湿度传感器(53)连接于ZigBee模块(6)上，超声波传感器(54)、人体传感器(55)、陀螺仪(56)连接于嵌入式控制器(7)上；
所述ZigBee模块(6)核心板型号为CC2530F256，所述嵌入式控制器(7)型号为STM32F103RCT6，所述ZigBee模块(6)与所述嵌入式控制器(7)通过串口连接、共地，ZigBee模块(6)安装于移动机器人本体(1)中的中层固定板(10)上，嵌入式控制器(7)安装于移动机器人本体(1)中的底层固定板(11)上；
所述电源(8)为三节18650充电锂电池，安装于移动机器人本体(1)中的底层固定板(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种物联网下多传感器的移动机器人系统，其特征在于：所述无线遥控模块(2)，包括无线遥控通信模块、无线遥控电源模块；所述无线遥控通信模块采用ZigBee技术通信，核心板型号为CC2530F256。
3.根据权利要求1所述的一种物联网下多传感器的移动机器人系统，其特征在于：所述上位机(3)采用Labview编程，用于控制移动机器人本体(1) 动作及实时显示移动机器人本体(1)中多种传感器(5)所采集的数据。
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|---|---|---|---|
| CN201920219566.1U CN209543171U (zh) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 一种物联网下多传感器的移动机器人系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111031577A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种多节点无线动作捕捉节点扩充方法 |
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2019
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111031577A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种多节点无线动作捕捉节点扩充方法 |
| CN111031577B (zh) * | 2019-12-18 | 2021-04-27 | 浙江大学 | 一种多节点无线动作捕捉节点扩充方法 |
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