CN212031987U - 一种基于安卓wifi的轮式机器人无线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，包括：单片机主控模块、传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、执行动作模块、电源模块、路由器发送控制模块、摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块；所述传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、执行动作模块、电源模块、路由器发送控制模块均与所述单片机主控模块连接，所述摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块均与所述路由器发送控制模块连接。本实用新型提供的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，实现对环境特殊、有危险性的现场数据的采集，包括视频数据、温度数据、湿度数据和火灾监测数据。应用智能手机为代表的小型手持设备进行控制，应用灵活性较强。

Description

一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统

技术领域

本实用新型涉及无线监测技术领域，具体地说，特别涉及一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统。

背景技术

21世纪，随着电子技术的迅速发展，关于智能机器人的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能机器人(智能小车、四轴飞行器为主)相关的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。智能机器人是21世纪的技术至高点之一，在发展中不断集成了众多领域的先进技术，集中体现了信息技术的精髓，即信息的收集、处理和反馈。智能机器人在当今社会变得愈发重要，越来越多的领域和岗位都需要智能机器人参与，这使得智能机器人的研究也越来越频繁。轮式机器人是上世纪提出的一种新型机器人，目前的形态主要是以智能小车为主。轮式机器人在军事侦察、反恐、防爆、防核化及污染等危险与恶劣环境作业中有广阔的应用前景，并且具有体积小、成本低、生存能力强等特点。

在智能机器人控制方面，目前是以人为控制为主导，主要的控制方法有遥控器操控和电脑程序控制。但是这两种操作方法都较为繁琐，缺乏灵活性，而以智能手机为代表的小型手持设备，应用灵活性则较强。目前，侦察、监测设备基本上是以固定式为主，使用搭配的遥控器进行操控，不但在使用上灵活性较低，而且在维护方面存在一定的问题，比如遥控器易丢失、设备维修难度大等。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统。所述技术方案如下：

本实用新型提供了一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，包括：单片机主控模块、传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、电机驱动模块、电源模块、路由器发送控制模块、摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块；

所述传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、电机驱动模块、电源模块、路由器发送控制模块均与所述单片机主控模块连接，所述摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块均与所述路由器发送控制模块连接。

进一步地，所述传感器采集处理模块包括温湿度传感器和火焰探测器。

进一步地，所述温湿度传感器与所述单片机主控模块采用总线通信方式。

进一步地，所述单片机主控模块采用STC89C52单片机。

进一步地，所述单片机主控模块还连接有液晶屏。

进一步地，所述电机驱动模块采用L298N电机驱动芯片。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，实现对环境特殊、有危险性的现场数据的采集，包括视频数据、温度数据、湿度数据和火灾监测数据。应用智能手机为代表的小型手持设备进行控制，应用灵活性较强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统的示意图；

图2是本实用新型实施例的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统的温湿度传感器电路图；

图3是本实用新型实施例的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统的火焰探测器电路图；

图4是本实用新型实施例的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统的电机驱动模块电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供了一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，参见图1，包括：单片机主控模块100、传感器采集处理模块200、蜂鸣器报警模块400、电机驱动模块300、电源模块500、路由器发送控制模块600、摄像头监控模块700和安卓APP人机交互模块800；

所述传感器采集处理模块200、蜂鸣器报警模块400、电机驱动模块300、电源模块500、路由器发送控制模块600均与所述单片机主控模块100连接，所述摄像头监控模块700和安卓APP人机交互模块800均与所述路由器发送控制模块600连接。

具体地，无线监测上位机采用Eclipse开发的安卓APP，实现对轮式机器人的控制。传感器采集处理模块主要采集温湿度信息和火灾信息并作初步的处理，构成机器人的感知单元，相当于机器人的“感官”。蜂鸣器报警模块配合传感器采集处理模块，对探测到的火灾信息进行报警。摄像头监控模块实时采集远程监控视频，相当于机器人的“眼睛”。单片机主控模块是机器人的智能单元，对采集到的外部信息进行分析处理并做出决策，相当于机器人的“大脑”。发送控制模块和电机驱动和电机组成的执行动作控制模块是机器人的执行单元，相当于机器人的“四肢”。人机交互模块能够显示机器人的运行状态，查看发送的各类信息，是人和机器人之间的“桥梁”。

基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测是由温度监测、湿度监测、火灾监测、视频监控、远程控制和图像抓拍等模块构建的系统，其中轮式机器人的主控板采用由STC89C52单片机组成的最小系统板，主控板结合DHT温湿度传感器模块、USB摄像头模块、火焰传感器模块、电机驱动模块、蜂鸣器报警模块、移动电源和3G路由器等硬件进行设计。基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统通过在轮式机器人上安装一套具有WIFI通信、温湿度数据采集、火灾数据采集和视频数据采集功能系统，并将视频、数据监测APP安装在安卓手机上，使用户能够通过自己手机登录数据监测APP后发送特定WIFI无线网络指令到轮式机器人终端，轮式机器人的主控板CPU对接收到的信号进行存储处理，最后根据环境驱动轮式机器人做相应动作完成各个功能。轮式机器终端可实时采集视频数据并通过3G路由器发送到安卓手机监控APP，实现手机远程视频监控，并且可以随时抓拍现场图片保存在手机上。

本系统中采用的单片机最小系统板硬件配置如下：

(1)LCD1602液晶屏的接口；

(2)按键2只；

(3)LED 2只；

(4)蜂鸣器1只；

(5)P1口所有的引脚都设计有5V电源，方便接传感器。

(6)P3^2-P3^6同样引出，并带有电源端，可以方便接测速，红外一体化等。

本单片机最小系统板，采用STC公司STC89C52单片机，板载MAX232电平转换电路，可以方便采用电脑的串口对STC单片机程序进行下载以及电脑和单片机之间相互通信。板载蜂鸣器电路，可用于系统中的火灾实时报警。同时此单片机最小系统板，设计了用于调试程序的2个按键及2个LED灯，并且该最小系统板把单片机的所有IO口都通过单排针引出，方便接线。

进一步地，所述传感器采集处理模块200包括温湿度传感器和火焰探测器。

具体地，参见图2，本系统中需要对温度和湿度数据进行监测，那么就要采集准确的数据，并进行发送，这需要将温度和湿度传感器接入MCU才能实现。DHT11是一个能同时采集温度和湿度数据，且含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，应用了专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性，并且DHT11是一个数字传感器，其驱动电路比较简单。由于其采用总线通信方式，因此STC89C52单片机跟DHT11传感器连接时只需要一根数据线便可使用，编写模拟总线的通信程序驱动其完成功能。因此基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统采用DHT11来采集温度和湿度数据，并通过STC89C52单片机做处理。

参见图3，基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统中除了温度和湿度数据的监测，还有火灾监测，因此需要火焰传感器来采集火焰的特殊颜色的光进行响应并触发蜂鸣器报警。本系统中采用的火焰传感器可以检测火焰，或者波长在760纳米～1100纳米范围内的光源，火焰传感器探头的探测角度在60度左右，并且该传感器对火焰光谱十分灵敏。火焰传感器电路中带有10K电位器，该电位器能通过改变电位器接入电路的阻值调整火焰传感器电路的灵敏度。工作电压为5V，与单片机的工作电压匹配，可以实现数字量模拟量双输出。

进一步地，所述温湿度传感器与所述单片机主控模块100采用总线通信方式。

进一步地，所述单片机主控模块100采用STC89C52单片机。

进一步地，所述单片机主控模块100还连接有液晶屏。

具体地，所述单片机主控模块上设置有LCD1602液晶屏的接口。

进一步地，所述电机驱动模块300采用L298N电机驱动芯片。

具体地，参见图4，由于单片机IO引脚的输出电流只有10～20mA，而驱动轮式机器人运动的直流电机正常工作的电流一般要求在1～2A，所以要借助电机驱动来达到目的。在基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统中电机驱动的作用是对接收到的单片机四个IO的PWM控制信号进行功率放大，即放大IO口的电流驱动直流电机的运转。在轮式机器人的电机驱动电路中，选用的电机驱动芯片是L298N驱动，选用该芯片是因为L298N的外围驱动硬件相关电路相对简单，但可靠性却比一般驱动芯片高，可实现PWM脉宽平滑调速以及电机的正反转。

参见图4，可以看出该电机驱动电路可以驱动两个直流电机，或者控制四线制的步进电机。L298N电机驱动的驱动方式比较简单，该芯片有两个电压输入，一个是给电机的电压，一个是给芯片工作与控制逻辑的参考电压。L298N相当于有四个驱动门，分别是IN1、IN2、IN3、IN4。每个IN对应一个OUT，例如IN1对应的是OUT1。当IN1为高电平时，OUT1输出高电平，电压为VSS，也就是芯片给这个电机的供电电压。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，实现对环境特殊、有危险性的现场数据的采集，包括视频数据、温度数据、湿度数据和火灾监测数据。应用智能手机为代表的小型手持设备进行控制，应用灵活性较强。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，包括：单片机主控模块、传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、电机驱动模块、电源模块、路由器发送控制模块、摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块；

所述传感器采集处理模块、蜂鸣器报警模块、电机驱动模块、电源模块、路由器发送控制模块均与所述单片机主控模块连接，所述摄像头监控模块和安卓APP人机交互模块均与所述路由器发送控制模块连接。

2.如权利要求1所述的基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，所述传感器采集处理模块包括温湿度传感器和火焰探测器。

3.如权利要求2所述的基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，所述温湿度传感器与所述单片机主控模块采用总线通信方式。

4.如权利要求1所述的基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，所述单片机主控模块采用STC89C52单片机。

5.如权利要求1所述的基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，所述单片机主控模块还连接有液晶屏。

6.如权利要求1所述的基于安卓WIFI的轮式机器人无线监测系统，其特征在于，所述电机驱动模块采用L298N电机驱动芯片。

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