一种基于声音导向的救援机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于声音导向的救援机器人，包括数据采集模块、控制系统、显示模块、电机驱动模块、GPS定位装置、无线传输模块。救援机器人依据声强检测模块检测到的声音信息进行循迹定位，并将自身位置信息无线传输至上位机显示。本实用新型克服了传统声音导向的硬件与软件设计较为复杂的弊端，为基于声音导向的救援机器人设计提供了新的方式。
【专利说明】
一种基于声音导向的救援机器人
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能声控领域，具体涉及一种基于声音导向的救援机器人。
【背景技术】
[0002]近年来，国内外地震、矿难、火灾等自然或非自然的灾害频频发生。声音导引系统的研发在搜寻生命迹象中具有重要的现实意义，救助者可以通过声音传感器获知生命的地址位置，进而利用GPS定位寻找被困人员。目前声音导向主要类型有两种:一种是通过语音识别芯片识别人的命令来控制机器人;另一种是在机器人周围放置多个声波接收装置与发射装置，通过机器人发射接收声波信号的时间间隔判断位置、控制机器人。这些机器人的硬件与软件的设计较为复杂。
[0003]本实用新型提出全新的方案，对声音导向机器人进行设计，使得此声音导向系统具有以下功能:判断声音的来源方向，可通过LCD显示机器人将要行驶的方向，对电机进行控制使机器人朝声源行驶，并在找到声源后发送声源位置信息。实现对声源位置进行探测，并对目标进行跟踪的功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种基于声音导向的救援机器人，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
[0005]—种基于声音导向的救援机器人，其特征在于:包括:
[0006]数据采集模块:用于接收指定通频带内声音信号，并进行比较，输入端与机器人相连，输出端与控制系统相连；
[0007]控制系统:采用以LPC2132为核心的ARM7微处理器，用于接收声强检测模块和GPS定位模块的信号，控制电机正反转，并发送位置信息，输入端与数据采集模块及GPS定位装置相连，输出端与显示模块、电机驱动模块、无线传输模块相连；
[0008]显示模块:用于显示机器人行进方向，输入端与控制系统相连；
[0009]电机驱动模块:用于控制电机正反转，以实现机器人左转、右转，前进、后退，输入端与控制系统相连；
[0010]GPS定位装置:用于对机器人快速定位，跟踪，输入端与机器人相连；
[0011 ]无线传输模块:用于传输机器人位置信息，输入端与控制系统相连；
[0012]手持设备:用于接收并显示机器人位置信息。
[0013]优选的，所述数据采集模块包括:
[0014]声强传感器:以驻极体话筒为主要元件，用于检测声音信号，并实现声电信号的转换；
[0015]求平均值电路:用于求出左右两个声强的平均值；
[0016]比较器:用于比较各声强的强弱。
[0017]数据采集模块由三个驻极体话筒组成。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。用放大器组成的求和电路来求出这两个电压的平均值，然后再用平均值分别与两个电压值比较，从而判断出哪一方向的声音强。用第三个驻极体话筒接收机器人尾部声强信号，和平均值比较，来判断机器人前面和后面哪个方向声音强。
[0018]优选的，所述无线传输模块包括:
[0019]3G模块，采用经玮星航JW0D2，提供RS232标准接口，直接与用户设备连接，实现收发功能；
[0020]WIFI模块，在有WIFI信号的地方，直接自动切换到WIFI模式，有效降低了实时传输成本；
[0021]天线，采用型号为CZ-GSM-CDMATS012高增益吸盘天线，最大功主率达100W。
[0022]本实用新型的优点在于:1、克服了传统声音导向的硬件与软件设计较为复杂的弊端;2、采用声强传感器，既不需要语音识别模块，也不需要声波发射模块，系统简单可靠;3、可实时接收机器人运动轨迹，方便救援人员第一时间实施救援。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型一种基于声音导向的救援机器人结构框图。
【具体实施方式】
[0024]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0025]根据本实用新型一个实施例，如图1所示，本实用新型提供一种基于声音导向的救援机器人，包括数据采集模块、控制系统、显示模块、电机驱动模块、GPS定位装置、无线传输模块。
[0026]所述数据采集模块包括:声强传感器:以驻极体话筒为主要元件，用于检测声音信号，并实现声电信号的转换;求平均值电路:用于求出左右两个声强的平均值;比较器:用于比较各声强的强弱。数据采集模块由三个驻极体话筒组成。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。用放大器组成的求和电路来求出这两个电压的平均值，然后再用平均值分别与两个电压值比较，从而判断出哪一方向的声音强。用第三个驻极体话筒接收机器人尾部声强信号，和平均值比较，来判断机器人前面和后面哪个方向声音强。
[0027]所述的控制系统采用以LPC2132为核心的ARM7微处理器，用于接收声强检测模块信息，控制电机正反转以达到控制机器人运动方向，并将数据传输至液晶屏显示机器人运动方向；接收GPS定位装置的采集的位置信息并通过无线传输模块发送。
[0028]所述的显示模块采用1206液晶显示屏，用于显示机器人行进方向，显示信息由所述的控制系统提供。
[0029]所述的电机驱动模块采用L298N用于控制电机正反转，最终实现机器人左转、右转，前进、后退。
[0030]所述的GPS定位装置:用于对机器人快速定位，跟踪同时，GPS卫星接收模块提取所需要的位置、速度和时间信息，结合机器人身份信息形成数据包，然后通过无线传输模块发往手持设备。
[0031 ]所述无线传输模块包括:3G模块，采用经玮星航JW0D2，提供RS232标准接口，直接与用户设备连接，实现收发功能;WIFI模块，在有WIFI信号的地方，直接自动切换到WIFI模式，有效降低了实时传输成本;天线，采用型号为02-631^01^13012高增益吸盘天线，最大功主率达100W。
[0032]所述的手持设备用于接收并显示机器人位置信息。
[0033]采用三个由驻极体构成的声强传感器采集声源发出的声音信息，经过比较器比较后将信号传输至由ARM7构成的控制系统以实现对目标的定位，由控制系统发出信号控制电机运行，同时控制系统发送信号至显示屏，显示机器人前进方向，使机器人向目标前进。GPS定位系统实时采集机器人位置信息，并传输至控制系统，由控制系统将位置信息通过无线传输模块传输至手持设备，以随时掌握机器人运动轨迹。
[0034]以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0035]由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含ο
【主权项】
1.一种基于声音导向的救援机器人，其特征在于:包括: 数据采集模块:用于接收指定通频带内声音信号，并进行比较，输入端与机器人相连，输出端与控制系统相连； 控制系统:采用以LPC2132为核心的ARM7微处理器，用于接收声强检测模块和GPS定位模块的信号，控制电机正反转，并发送位置信息，输入端与数据采集模块及GPS定位装置相连，输出端与显示模块、电机驱动模块、无线传输模块相连； 显示模块:用于显示机器人行进方向，输入端与控制系统相连； 电机驱动模块:用于控制电机正反转，以实现机器人左转、右转，前进、后退，输入端与控制系统相连； GPS定位装置:用于对机器人快速定位，跟踪，输入端与机器人相连； 无线传输模块:用于传输机器人位置信息，输入端与控制系统相连； 手持设备:用于接收并显示机器人位置信息。2.根据权利要求1所述的一种基于声音导向的救援机器人，其特征在于，所述数据采集丰吴块包括: 声强传感器:以驻极体话筒为主要元件，用于检测声音信号，并实现声电信号的转换； 求平均值电路:用于求出左右两个声强的平均值； 比较器:用于比较各声强的强弱。3.根据权利要求1所述的一种基于声音导向的救援机器人，其特征在于，所述无线传输丰吴块包括: 3G模块，采用经玮星航JW0D2，提供RS232标准接口，直接与用户设备连接，实现收发功會K; WIFI模块，在有WIFI信号的地方，直接自动切换到WIFI模式，有效降低了实时传输成本； 天线，采用型号为CZ-GSM-CDMATS012高增益吸盘天线，最大功主率达100W。
【文档编号】G05D1/02GK205450778SQ201620250619
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】陈跃东, 王伟, 程瑜, 孙龙龙, 王雪琴
【申请人】安徽工程大学