本发明涉及一种多危险信息探测、危险源追踪定位、信息主动推送、自主导航的室内可移动安防机器人。
背景技术：
传统的家庭安防系统采用的是将传感器安装在易发生险情的位置与监控摄像头相结合的方式，安装难度大，走线复杂，同时会破坏家庭的装修设计，很不美观；需要布置多个传感器和监控摄像头，才能有效的监测到家庭安全信息，费用较高；因此，传统的家庭安防系统很少应用于普通民众的生活中。本发明设计了一种居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人，该机器人具有造价便宜、使用方便、安全可靠、灵活高效等优点，可作为家庭安防领域的一种参考。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明设计了居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人，该机器人具有温度传感器，通过温度突然升高间接反映火灾发生的可能；该机器人具有湿度传感器，通过湿度突然升高间接反应漏水情况；该机器人具有气体传感器阵列，可以监测可燃气体泄漏，并对泄漏源进行定位；该机器人具有声音传感器阵列，可以监测异常声音信号，并对声源进行定位，实现入侵检测；该机器人具有一个摄像头，可以对房间进行视频监控，同时作为视觉导航的数据输入；该机器人可在家中自由移动，对家庭信息进行全面监测。
本发明的目的是这样实现的：居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人，它由带有两个辅助万向轮及两轮差速驱动的小车机械平台、分别与两个驱动轮连接的光电编码器、摄像头、温度传感器、湿度传感器、声音传感器阵列、气体传感器阵列、wifi模块、决策模块、控制模块、电源模块构成。
所述小车机械平台为两层铝合金板结构，底层铝合金板作为小车底盘，通过电机支架连接两个直流减速电机，电机分别连接两个橡胶车轮，所述光电编码器分别与两个电机相连，两个万向轮通过连接轴与底盘连接，四个车轮以底盘圆心呈十字对称分布。
所述温度传感器和湿度传感器置于上层铝合金板表面。
所述电源模块由电池和电源电路板构成，位于小车底盘上面中心处，所述控制模块和决策模块分别位于电源模块两侧，所述摄像头位于小车底盘前部，所述wifi模块位于小车底盘尾部。
所述声音传感器阵列位于上层铝合金板，由四个麦克风单元构成，其中三个位于上层铝合金板表面，第四个与垂直于铝合金平面的金属杆连接增加垂直高度，四个麦克风单元构成正四面体结构。
所述气体传感器阵列由六个气体浓度传感器构成，以等半径构成拓扑结构，通过水平金属杆连接到上述垂直金属杆，以水平状态分布于机器人周围。
本发明的有益效果是：
第一、居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人采用轮式驱动结构，运动性能好，适于室内移动，使得监测范围更大、监测方式更加灵活。
第二、温度传感器可以根据温度突然升高，间接反应火灾情况。
第三、湿度传感器可以根据湿度突然升高，间接反应漏水情况。
第四、气体传感器阵列可以根据气体浓度对可燃气泄漏源进行定位。
第五、声音传感器阵列可以根据声达时间差对异常声源进行定位。
第六、一个机器人就可以完成整个家庭的安防任务，简化布防难度，节约成本。
附图说明
图1是本发明居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人的整体结构示意图；
图2是本发明居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人的分解结构示意图。
图中： 下层铝合金板(1)、电机支架(2)、直流减速电机(3)、橡胶车轮(4)、光电编码器(5)、 万向轮(6)、电源模块(7)、控制模块(8)、决策模块(9)、摄像头(10) 、wifi模块(11)、上层铝合金板(12)、气体传感器阵列(13)、声音传感器阵列(14) 、温度传感器(15)、湿度传感器(16)、支撑杆(17)、垂直立柱(18)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例的居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人的整体结构示意图、分解结构示意图分别如图1、图2所示。它由下层铝合金板(1)、电机支架(2)、直流减速电机(3)、橡胶车轮(4)、光电编码器(5)、 万向轮(6)、电源模块(7)、控制模块(8)、决策模块(9)、摄像头(10) 、wifi模块(11)、上层铝合金板(12)、气体传感器阵列(13)、声音传感器阵列(14) 、温度传感器(15)、湿度传感器(16)、支撑杆(17)、垂直立柱(18)构成。
所述下层铝合金板(1)通过支撑杆(17)连接上层铝合金板(12)；所述下层铝合金板(1)下方通过电机支架(2)与直流减速电机(3)连接；所述橡胶车轮(4)与直流减速电机(3)连接；所述万向轮(6)直接与下层铝合金板(1)连接；所述橡胶车轮(4)与万向轮(6)以下层铝合金板(1)中心为轴呈十字对称分布；上述单元共同构成小车的机械结构。
所述光电编码器(5)与直流减速电机(3)相连，通过测量电机转速提供机器人移动速度的信息。
本实施例的居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人第一层由电源模块(7)、运动控制模块(8)、决策模块(9)、摄像头(10) 、wifi模块(11)构成。所述电源模块(7)置于中心位置，为整个系统提供电；所述控制模块(8) 置于电源模块(7)右侧，由以stm32为核心的单片机和L298N驱动模块组成，实现对机器人的运动控制；所述决策模块(9)采用ARM内核处理
器，置于电源模块(7)左侧，完成数据处理并做出决策；所述摄像头(10)置于机器人前方，采集图像数据，同时配合决策模块(9)完成自主导航；所述wifi模块(11)置于机器人后方，以无线方式接入网络，实现危险信息的上传。
本实施例的居家室内多种安全信息自主采集与主动推送机器人第二层由气体传感器阵列(13)、声音传感器阵列(14)、温度传感器(15)、湿度传感器(16)构成。所述温度传感器(15)置于上层铝合金板表面，根据温度突然升高间接反应火灾发生的可能；所述湿度传感器(16)置于上层铝合金板表面，根据湿度突然升高间接漏水情况；所述气体传感器阵列(13)由六个气体浓度传感器构成，以等半径构成拓扑结构，与垂直立柱(18)连接，呈水平状态分布于机器人周围，通过六个气体浓度传感器的浓度数据差异，确定泄露气体源；所述声音传感器阵列(14)由四个麦克风单元构成，其中三个位于上层铝合金板(12)表面，第四个通过垂直立柱(18)增加垂直高度，四个麦克风单元构成正四面体结构，通过声达时间差确定声源。