CN211761657U - 一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统及机器人 - Google Patents

一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统及机器人 Download PDF

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Abstract

一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统及机器人,其中,供能装置包括光伏发电模块和稳压模块,用以对整个控制系统供电;接收装置包括BDS模块和人体感应模块;控制装置包括控制电路模块;执行装置包括驱动模块、摄像头和报警仪;BDS模块和人体感应模块分别与控制电路模块的输入端相连,驱动模块和报警模块分别与控制电路模块的输出端相连;BDS模块将规划的路线信息传递给控制电路模块,控制电路模块通过驱动模块控制电机实现机器人行驶;人体感应模块实时将检测到的人体信息传递给控制电路模块,控制电路模块控制摄像头锁定目标,同时报警仪发出警报。本实用新型充分利用光伏资源,清洁安全无污染,可对住宅、工厂、果园等地实施24h全方位的监控。

Description

一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统及机器人
技术领域
本实用新型涉及光伏发电领域,具体涉及一种智能巡逻机器人控制系统。
背景技术
能源是人类社会生活和发展的物质基础,但随着人类生活水平和科技水平的不断提高,人类对能源的需求量急剧上升。然而,传统能源日趋枯竭,这使得能源问题成为全球亟需解决的难题之一。因此,新能源的开发势在必行,而光伏发电作为一种新型能源方式,以其资源丰富,结构简单,安全环保等诸多优点受到许多国家的认可,尤其在我国,光伏发电事业更是如火如荼地发展着。
由于人们安全意识的不断提高,防盗设施不断更新。如今,大多数防盗设备多为监控设备,但其存在监控盲区、人力物力资源的严重浪费等缺点。一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,利用光伏发电供能,使其进行正常的巡逻任务,尤其对于保护较大区域范围时,该系统将会大大提高其安全等级,并极大限度地节约能源与人力物力资源,为使用者减少开支,创造更多经济价值。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种经济环保,操作方便,实现巡逻、监控、预警一体化的智能巡逻机器人控制系统。
本实用新型按以下技术方案实现:
一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,包括供能装置、接收装置、控制装置和执行装置;所述供能装置包括光伏发电模块和稳压模块,用以对整个控制系统供电;所述接收装置包括BDS模块和人体感应模块;所述控制装置包括控制电路模块;所述执行装置包括驱动模块和报警模块,其中,报警模块包括摄像头和报警仪;所述BDS模块和人体感应模块分别与控制电路模块的输入端相连,所述驱动模块和报警模块分别与控制电路模块的输出端相连;所述BDS模块将规划的路线信息传递给控制电路模块,控制电路模块通过驱动模块控制电机实现机器人行驶;人体感应模块实时将检测到的人体信息传递给控制电路模块,控制电路模块控制摄像头锁定目标,同时报警仪发出警报。
进一步,所述光伏发电模块包括单晶硅太阳能电池板和蓄电池,其中,蓄电池采用12V7AH大容量蓄电池,单晶硅太阳能电池板产产生的电能通过蓄电池进行存储。
进一步,所述稳压模块采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片,AMS1117-5.0稳压芯片一端与蓄电池相连,用以将蓄电池的12V电压转化5V电压供控制系统使用;AMS1117-3.3稳压芯片一端与蓄电池相连,用以将蓄电池的12V电压转化3.3V电压供控制系统使用。
进一步,所述控制电路模块采用以KEA128芯片为核心的最小系统板。
进一步,所述BDS模块采用ATGM336H-5N模块,ATGM336H-5N模块的引脚1连接电源,ATGM336H-5N模块的引脚2接地,ATGM336H-5N模块的引脚3与KEA128芯片的引脚53相连,ATGM336H-5N模块的引脚4与KEA128芯片的引脚54相连,ATGM336H-5N模块的引脚5与KEA128芯片的引脚71相连。
进一步,所述人体感应模块采用RD-624热释电红外传感器,该传感器的引脚1为电源信号端,引脚2为信号采集信号的输出端子,并与KEA128芯片的引脚59相连,引脚3为接地信号端子。
进一步,所述驱动模块采用74HC244驱动信号芯片和四块BTN7933B型驱动芯片;其中,四块BTN7933B型驱动芯片的输入信号分与74HC244驱动信号芯片的四个输出脚相连,74HC244驱动信号芯片的四个输入脚分别与KEA128芯片的引脚17、引脚16、引脚24、引脚22相连,电机线与四块BTN7933B型驱动芯片的输出端相连。
进一步,所述报警仪包括蜂鸣器,所述蜂鸣器一端接电源,另一端与三极管Q1的集电极相连,三极管Q1的基极通过连接电阻后与KEA128芯片的引脚8相连,三极管Q1的发射极接地。
进一步,所述摄像头采用鹰眼X9微型监控摄像头。
一种机器人,包括前述的光伏发电智能巡逻机器人控制系统。
本实用新型有益效果:
本实用新型在于实现对太阳能资源的充分利用,通过太阳能光伏板获得电能,一部分直接用于机器人的正常工作,另一部分通过蓄电池储存起来,为机器人在夜间正常工作提供能源。用户可根据实际需要,利用BDS模块合理规划机器人行驶路线,可实现重点地区重点监控的目的;采用RD-624人体红外传感器,检测到有人靠近时,高清红外夜视摄像头便会锁定移动目标,将现场画面进行远传,让用户及时了解现场情况,更快做出应对措施。
附图说明
图1为本实用新型控制结构框图;
图2为KEA128核心板及其管脚分配图;
图3为稳压模块电路图;
图4为BDS模块电路图;
图5为人体感应模块电路图;
图6为驱动模块电路图;
图7为报警仪电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚,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更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
如图1所示,一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,包括供能装置、接收装置、控制装置和执行装置;供能装置包括光伏发电模块10和稳压模块20,用以对整个控制系统供电;接收装置包括BDS模块30和人体感应模块40;控制装置包括控制电路模块50;执行装置包括驱动模块60和报警模块70,其中,报警模块70包括摄像头和报警仪;BDS模块30和人体感应模块40分别与控制电路模块50的输入端相连,驱动模块60和报警模块70分别与控制电路模块50的输出端相连;BDS模块30将规划的路线信息传递给控制电路模块50,控制电路模块50通过驱动模块60控制电机实现机器人行驶;人体感应模块40实时将检测到的人体信息传递给控制电路模块50,控制电路模块50控制摄像头锁定目标,同时报警仪发出警报。
如图2所示,控制电路模块50是以KEA128芯片为核心的最小系统板,KEA128系列微控制器是KinetisEA系列32位ARMCortexMCU控制器,适用于广泛的高可靠性工业和运输应用,能够面向汽车环境提供最高等级的质量和长期供货支持。EA系列是广泛的ARM生态体系的入门级产品,提供低功耗的MO+内核和8-128kB的嵌入式闪存。EA系列支持5V电源,具备出色的EMC/ESD兼容性,能够适应高温环境,并且辐射排放较低。芯片提供服务的引脚也可称为I/O端口资源类引脚,引脚号及功能描述如图所示。许多引脚具有复用功能,这些引脚在复位后,立即被配置为高阻状态,且为通用输入引脚,没有内部上拉电阻。需要注意的是,为了避免来自浮空输入引脚额外的漏电流,应用程序中的复位初始化例程需尽快使能上拉或下拉,也可改变不常用引脚的方向为输出,以使该引脚不再浮空。
如图3所示,稳压模块20采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片。
以下给出AMS1117-5.0稳压芯片具体连接方案:
输入电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输入端相连,输出电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输出端相连,另一引脚接地,用以将蓄电池的12V电压转化稳定的5V电压供控制系统使用。
以下给出AMS1117-3.3稳压芯片具体连接方案:
输入电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输入端相连,输出电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输出端相连,另一引脚接地,用以将蓄电池的12V电压转化稳定的3.3V电压供控制系统使用。
如图4所示,BDS模块30采用ATGM336H-5N模块,ATGM336H-5N模块的引脚1与3.3V稳压模块的输出端相连,ATGM336H-5N模块的引脚2接地,ATGM336H-5N模块的引脚3(模块串口接收引脚)与KEA128芯片的引脚53(串口发送引脚)相连,ATGM336H-5N模块的引脚4(模块串口发送引脚)与KEA128芯片的引脚54(串口接收引脚)相连,ATGM336H-5N模块的引脚5(PPS)与KEA128芯片的引脚71(脉冲输出引脚)相连。
ATGM336H-5N模块兼容BDS、GPS、GLONASS 等多种导航系统定位精度为2.5米,而且功耗很低,连续运行小于25mA。使用者根据实际需要,利用BDS模块合理规划机器人行驶路线,可实现重点地区重点监控的目的,大大提高了该系统的适应能力。当出现警报时,会自动向使用者发送自身位置,让使用者及时知道入侵者的位置,以便更好的采取应对措施。
如图5所示,人体感应模块40采用RD-624热释电红外传感器,该传感器的引脚1为电源信号端,引脚2为信号采集信号的输出端子,并与KEA128芯片的引脚59相连,引脚3为接地信号端子。该传感器利用温度变化的特征来探测红外线的辐射。采用双元补偿的方法抑制温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。
如图6所示,驱动模块60采用74HC244驱动信号芯片和四块BTN7933B型驱动芯片;74HC244驱动信号芯片具有功耗小,输出电流大的优点,使用BTN7933B驱动芯片,内阻小,功耗低。四块BTN7933B型驱动芯片的输入信号分与74HC244驱动信号芯片的四个输出脚相连,74HC244驱动信号芯片的四个输入脚分别与KEA128芯片的引脚17、引脚16、引脚24、引脚22(H0、H1、C2、C3四个引脚)相连,电机线与四块BTN7933B型驱动芯片的输出端相连。电机采用全新原装GM37大功率电机。
如图7所示,报警仪包括蜂鸣器,所述蜂鸣器一端接电源,另一端与三极管Q1的集电极相连,三极管Q1的基极通过连接电阻后与KEA128芯片的引脚8相连,三极管Q1的发射极接地。
当三极管Q1的基极为高电平时,发射极关闭,当基极为低电平时,发射极导通。当接上电源时,整个电路处于工作状态。当获取数据到达预设的最大值时,KEA128芯片的引脚8至低电平,此时三极管Q1导通(相当于导线),蜂鸣器就会发出警报。
以下给出摄像头具体优选方案:
摄像头采用鹰眼X9微型监控摄像头,可使用micro USB口进行充电,具有高清晰度、无光红外夜视、自动发送报警信号等优点,及时让使用者了解现场状况。
以下给出光伏发电模块具体优选方案:
光伏发电模块10采用单晶硅光伏板和12V7AH蓄电池。所谓光伏发电是利用半导体界面的光伏效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区运动,空穴向带负电的P区运动。通过光照在界面层产生的电子-空穴对越多,电流越大。界面层吸收的光能越多,界面层即电池面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大,产生的电能也就越多。产生的电能一部分直接用于机器人使用,多余的部分通过蓄电池储存起来,为晚上机器人正常工作提供能源。使用12V7AH蓄电池,其中12V表示电池的电压,7AH表示电池容量为7安时,即在蓄电池充满状态下,若输出电流为0.7A时,该蓄电池可持续放电10小时,这就确保了机器人的正常工作。
综上可知,本实用新型在于实现对太阳能资源的充分利用,通过太阳能光伏板获得电能,一部分直接用于机器人的正常工作,另一部分通过蓄电池储存起来,为机器人在夜间正常工作提供能源。用户可根据实际需要,利用BDS模块合理规划机器人行驶路线,可实现重点地区重点监控的目的;采用RD-624人体红外传感器,检测到有人靠近时,高清红外夜视摄像头便会锁定移动目标,将现场画面进行远传,让用户及时了解现场情况,更快做出应对措施;可对住宅、工厂、果园等地实施24h全方位的监控,极大限度减小了人力物力的开支,让使用者获得利益的最大化。
本实用新型还提供一种机器人,包括前述的光伏发电智能巡逻机器人控制系统。
以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:包括供能装置、接收装置、控制装置和执行装置;
所述供能装置包括光伏发电模块(10)和稳压模块(20),用以对整个控制系统供电;
所述接收装置包括BDS模块(30)和人体感应模块(40);
所述控制装置包括控制电路模块(50);
所述执行装置包括驱动模块(60)和报警模块(70),其中,报警模块(70)包括摄像头和报警仪;
所述BDS模块(30)和人体感应模块(40)分别与控制电路模块(50)的输入端相连,所述驱动模块(60)和报警模块(70)分别与控制电路模块(50)的输出端相连;
所述BDS模块(30)将规划的路线信息传递给控制电路模块(50),控制电路模块(50)通过驱动模块(60)控制电机实现机器人行驶;人体感应模块(40)实时将检测到的人体信息传递给控制电路模块(50),控制电路模块(50)控制摄像头锁定目标,同时报警仪发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述光伏发电模块(10)包括单晶硅太阳能电池板和蓄电池,其中,蓄电池采用12V7AH大容量蓄电池,单晶硅太阳能电池板产生的电能通过蓄电池进行存储。
3.根据权利要求2所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述稳压模块(20)采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片,
AMS1117-5.0稳压芯片一端与蓄电池相连,用以将蓄电池的12V电压转化5V电压供控制系统使用;
AMS1117-3.3稳压芯片一端与蓄电池相连,用以将蓄电池的12V电压转化3.3V电压供控制系统使用。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述控制电路模块(50)采用以KEA128芯片为核心的最小系统板。
5.根据权利要求4所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述BDS模块(30)采用ATGM336H-5N模块,ATGM336H-5N模块的引脚1连接电源,ATGM336H-5N模块的引脚2接地,ATGM336H-5N模块的引脚3与KEA128芯片的引脚53相连,ATGM336H-5N模块的引脚4与KEA128芯片的引脚54相连,ATGM336H-5N模块的引脚5与KEA128芯片的引脚71相连。
6.根据权利要求4所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述人体感应模块(40)采用RD-624热释电红外传感器,该传感器的引脚1为电源信号端,引脚2为信号采集信号的输出端子,并与KEA128芯片的引脚59相连,引脚3为接地信号端子。
7.根据权利要求4所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述驱动模块(60)采用74HC244驱动信号芯片和四块BTN7933B型驱动芯片;其中,四块BTN7933B型驱动芯片的输入信号分与74HC244驱动信号芯片的四个输出脚相连,74HC244驱动信号芯片的四个输入脚分别与KEA128芯片的引脚17、引脚16、引脚24、引脚22相连,电机线与四块BTN7933B型驱动芯片的输出端相连。
8.根据权利要求4所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述报警仪包括蜂鸣器,所述蜂鸣器一端接电源,另一端与三极管Q1的集电极相连,三极管Q1的基极通过连接电阻后与KEA128芯片的引脚8相连,三极管Q1的发射极接地。
9.根据权利要求1所述的一种光伏发电智能巡逻机器人控制系统,其特征在于:所述摄像头采用鹰眼X9微型监控摄像头。
10.一种机器人,其特征在于:包括权利要求1至9任一项所述的光伏发电智能巡逻机器人控制系统。
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