一種實時遠程移動的智能機器人監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能控制及自動化技術，具體是一種實時遠程移動的智能機器人監控系統。
【背景技術】
[0002]智能機器人，對其進行編程以及使用一些不同傳感器，使得智能機器人能夠監控和搬運零件、材料等，或者為了完成不同的事情而裝有可編程和可改變動作的特殊系統，在執行某種任務時并對環境做出相應反應的能力、感知環境的能力和把感知與行動結合起來的能力。我們需要智能機器人給人們帶來方便以及達到一些未知的、難以預測的環境中執行任務，或者在家庭中能夠被遠距離操控采集實時數據。這就對智能機器人操作和行為進行人工設計和分析變得越來越難以完成。
[0003]城市中視頻監控系統，雖然能進行實時視頻監控與遠距離傳輸，但這些視頻信息采集裝置不具有可移動性，視覺范圍有限；無人偵察機的航拍視頻圖像具有可移動性，但視頻卻不能實時傳輸；一些智能家居系統中使用的監控小車利用藍牙技術或Zigbee技術實現了移動實時拍攝和傳輸，但在傳輸距離上受到限制，無法實現遠距離大數據量的傳輸。

【發明內容】

[0004]本實用新型所要解決的技術問題是:針對傳統無線視頻傳輸技術中存在的移動性拍攝和遠距離實時傳輸的問題，提供一種實時遠程移動智能機器人監控系統，能夠實時監控并遠距離操控，同時具有實時、遠程、移動的三個功能特點。
[0005]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:設有車體，該車體上裝有控制模塊和與之相連的驅動單元、藍牙單元、巡跡單元、避障單元、視頻模塊，與視頻模塊相連的WIFI單元和上位機，以及與控制模塊和視頻模塊相連的電源；藍牙單元通過電信號與上位機連接。
[0006]所述控制模塊設置在車體上層的后端，該控制模塊采用STM32-Nucleo-F411RE控制器和傳感器擴展板。
[0007]所述巡跡單元設置在車體下層的前端，并且通過數據線與控制模塊連接，該巡跡單元由三個紅外巡跡傳感器組成，分別設置在車體下層前端的左、中、右端。
[0008]所述避障單元設置在車體上層的前端，并且通過數據線與控制模塊連接，該避障單元由三個紅外避障傳感器組成，分別設置在車體上層前端的左、中、右端。
[0009]所述視頻模塊設置在車體上層的中端，其通過數據線與控制模塊連接。
[0010]所述視頻模塊由Raspberry PI控制平臺和攝像頭組成。
[0011]所述WIFI單元設置在車體上層的中端，其通過電信號與視頻模塊連接。
[0012]所述驅動單元設置在車體下層的后端，其通過數據線與控制模塊連接，該驅動單元由雙Η橋直流電機驅動芯片、兩個直流減速電機和一個金屬萬向輪組成，所述雙Η橋直流電機驅動板型號是LKV - ΗΜ3.0，兩個直流減速電機分別與雙Η橋直流電機驅動的兩端連接。
[0013]所述車體為2WD輕量型移動機器人為三輪移動平臺，此平臺有兩個電機作為驅動，前置金屬萬向輪。
[0014]所述藍牙單元設置在車體上層的中端，其通過數據線與控制模塊連接，并且通過電信號與上位機連接，該上位機采用手機或計算機。
[0015]本實用新型與現有技術相比具有以下的主要的優點:
[0016]1.具有實時，遠程，可移動三個功能特點。
[0017]利用WIFI進行遠距離的控制，只要在有無線網絡覆蓋的地方，可以遠距離的進行對智能機器人進行操控。通常可移動的監控系統，普通的攝像監控都是固定的，監控范圍有限，然而本實用新型智能機器人裝上攝像頭后，利用該智能機器人小車的車體移動，讓攝像頭能夠靈活移動，可使監控范圍具有可移動性，擴大了監控范圍。
[0018]2.擺脫傳統機器人用遙控器的控制，上位機利用手機或計算機控制智能機器人，攜帶更加方便，應用范圍更廣，利用手機和計算機進行視頻監控，利用計算機進行視頻的存儲。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的總體結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型的控制連接示意圖。
[0021]圖3為本實用新型的控制模塊詳細結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型的視頻模塊詳細結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步地詳細說明。
[0024]本實用新型提供了實時遠程移動的智能機器人監控系統，為了使其易于維護，具有可擴充性、可重構性及可操作性，可在其開發設計過程中采用模塊化方法，即分為控制模塊和視頻模塊兩個模塊，具體結構如圖1所示，設有控制模塊和與之相連的驅動單元、藍牙單元、巡跡單元、避障單元、視頻模塊，與視頻模塊相連的WIFI單元和上位機，以及與控制模塊和視頻模塊相連的電源。藍牙單元與上位機連接。
[0025]所述控制模塊設置在車體上層后端，用于控制各個傳感器和信號處理。該控制模塊采用STM32-Nucle0-F411RE控制器和傳感器擴展板。其中:所述控制模塊的結構如圖3所示，由Nuc 1 eo-F411RE控制平臺完成的3個功能，分別是:手動控制、避障功能、巡跡功能。Nucleo-F411RE作為控制智能小車移動的系統，用來接收Raspberry PI發送過來的控制指令，并控制雙Η橋直流電機驅動板，使直流電機向不同方向轉動，實現車體基本移動的功能直走、左轉、右轉、后退、剎車。巡跡功能和避障功能分別由紅外巡跡傳感器和紅外避障傳感器來實現。巡跡功能在車體下層的前端左、中、右端安裝有3個紅外巡跡傳感器。當紅外巡跡傳感器感應到黑線時輸出低電平，智能機器人可以在兩條黑線和白底構成軌道中行走，當三個紅外巡跡傳感器都沒有檢測到黑線的時候，機器人直走；當左端紅外巡跡傳感器檢測到黑線時，機器人向右偏轉；當右端紅外巡跡傳感器檢測到黑線時，機器人向左偏轉，確保機器人在由兩條黑線所構成的軌道中間。避障功能在車體上層前端左、中、右端安裝有3個紅外避障傳感器，設置好每個紅外避障傳感器的感應距離，當紅外避障傳感器感應到障礙物時將信號發送給Nucleo-F411RE，由Nucleo_F411RE處理信號，使車體避開障礙物和迷宮探索。手動控制，通過HC-06或者WIFI無線網卡與手機端連接，接收上位機所傳來的信號傳遞給Nucle0-F411RE來選擇機器人的功能模式以及控制機器人移動。
[0026]所述視頻模塊設置在車體上層中端，其通過數據線與控制模塊連接，用于接收并處理上位機傳來的信號以及視頻的采集和傳輸。該視頻模塊采用Raspberry PI控制平臺和攝像頭組成。所述視頻模塊的結構如圖4所示，由Raspberry PI控制平臺完成視頻的采集以及傳輸。Raspberry PI上插有裝有LINUX操作系統的SD卡，主要是負責攝像頭的開啟，作為服務端接受上位機的連接請求，接收上位機發送的控制指令，傳送控制指令給Nucleo-F411RE。接通電源開啟系統后，Raspberry PI會運行腳本文件，將攝像頭進行自啟動，然后樹莓派作為服務端對指定端口進行監聽，等待用戶的連接申請。當有用戶進行連接時，允許連接建立Socket并創建線程對此連接進行管理，并將此線程掛起等待用戶發送過來的數據信息，然后將發送過來的數據信息通過GP10 口的RX和TX將數據傳輸給Nucleo-F411RE。在處理視頻數據的采集和圖像信息時，采用一款適用于Raspberry PI的攝像頭視頻數據采集的應用MJPG-Streamer，調用車體上層前端的攝像頭進行視頻數據和圖像信息的采集，同時可以將圖片以JPEG的格式進行保存在樹莓派的內存中。每一幀圖片的信息在樹莓派內部服務器處理后，獲得視頻流數據，以視頻流的形式展現給