一种基于嵌入式Linux系统的智能居家安防机器人的制作方法

本实用新型涉及居家机器人技术领域，具体为一种基于嵌入式linux系统的智能居家安防机器人。

背景技术：

居家安防事关乎人们的生命及财产安全，一直是一个永恒的热议话题。从为房屋安装防盗门防盗窗开始，随着科技的发展技术的升级，闭路视频监控、指纹门锁、网络摄像头等技术相继应用在居家安防领域，随着智能家居的发展，在居家生活中引入了服务型机器人对居家实现防护和检测等操作，机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作；但是目前的居家机器人普遍是娱乐型或者是控制电器型的机器人，这种机器人虽然能够给生活带来较大的便捷，但是却不能满足现在人们对居家安全性的考虑，这样就急需要一种能够实现家居安全防护的机器人。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于嵌入式linux系统的智能居家安防机器人，具有识别来人身份，多种检测功能和图片分析对比等优点，用以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于嵌入式linux系统的智能居家安防机器人，包括底盘，所述底盘的底部固定设有全向轮，所述底盘的上表面一侧固定安装有电池，所述底盘的中间部位固定设有第一齿轮盒，所述第一齿轮盒的上部活动连接有第一机械臂，所述第一机械臂的内部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴端固定连接在第一齿轮盒内，所述第一机械臂的上端固定焊接有第二机械臂，所述第二机械臂的顶端一侧固定设有第二电机，所述第二电机的输出轴端啮合连接在第二齿轮盒内，所述第二齿轮盒的一侧活动连接有摄像头支架，所述摄像头支架内部设有夜视摄像头，所述夜视摄像头的上部设有红外传感器，所述底盘的一侧固定设有检测组件，所述检测组件包括烟雾检测器、甲烷检测器和一氧化碳检测器。

优选的，所述电池的底端设有充电口，所述充电口的上方设有电源开关，所述电源开关的一侧设有紧急开关。

优选的，所述电池上电性连接有充电电路，所述电池电性连接有稳压电路，所述稳压电路电性连接有底层控制芯片、核心处理器、检测组件、红外传感器、超声波测距传感器和四路电机驱动。

优选的，所述底盘的四周每边上均设有两组超声波测距传感，所述底盘的内部设有四路电机。

优选的，所述四路电机驱动与四路电机电性连接，所述四路电机通过轴杆连接有四组全向轮。

优选的，所述核心处理器电性连接有无线wifi，所述核心处理器与底层控制芯片电性连接，所述核心处理器与四路电机驱动电性连接，所述底层控制芯片与检测组件、红外传感器和超声波测距传感器电性连接，所述稳压电路设有三组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型设有夜视摄像头和红外传感器，可以检测到人物的模样，与数据库内图片对比，判断来人是否是家庭成员；以及设有多种检测器，可以有效的检测到厨房内的燃气泄露，并且设有甲烷和一氧化碳传感器，可以在发生火灾的时候实现检测警报，并且还采用cnn卷积神经网络，对比拍摄到的图片，识别人的身份，以及判断是否发生火灾；以及通过无线连接技术，进行数据连接传输，方便业主时刻查询家里情况。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的电路控制系统框图；

图3为本实用新型的5v电压转换电路图；

图4为本实用新型的7v电压转换电路图；

图5为本实用新型的无线wifi电路图。

图中：1、底盘；2、全向轮；3、超声波测距传感器；4、电池；401、充电口；402、电源开开关；403、紧急开关；5、第一齿轮盒；6、第一机械臂；7、第一电机；8、第二机械臂；9、第二电机；10、第二齿轮盒；11、摄像头支架；12、夜视摄像头；13、红外传感器；14、检测组件；1401、烟雾检测器；1402、甲烷检测器；1403、一氧化碳检测器。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“端”、“部”、“段”、“宽度”、“厚度”、“区”等等及类似用语仅便于看图者参考图中构造以及仅用于帮助描述本实用新型而已，并非是对本实用新型的限定。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种基于嵌入式linux系统的智能居家安防机器人，包括底盘1，底盘1的底部固定设有全向轮2，该处的全向轮2可以使得机器人能够自由的行走；底盘1的上表面一侧固定安装有电池4，该处的电池4可以实现对设备运行进行供电；底盘1的中间部位固定设有第一齿轮盒5，第一齿轮盒5的上部活动连接有第一机械臂6，第一机械臂6的内部固定安装有第一电机7，第一电机7的输出轴端固定连接在第一齿轮盒5内，该处的第一电机7和第一齿轮盒5的连接作用使得第一机械臂6能够实现三百六十度的旋转；第一机械臂6的上端固定焊接有第二机械臂8，第二机械臂8的顶端一侧固定设有第二电机9，第二电机9的输出轴端啮合连接在第二齿轮盒10内，第二齿轮盒10的一侧活动连接有摄像头支架11，摄像头支架11内部设有夜视摄像头12，夜视摄像头12的上部设有红外传感器13，该处的第二电机9可以带动摄像头支架11实现圆周转动，使得夜视摄像头12和红外传感器13能对人物进行拍照和检测；底盘1的一侧固定设有检测组件14，检测组件14包括烟雾检测器1401、甲烷检测器1402和一氧化碳检测器1403，该处的检测组件14能够检测多种因素，实现对家居突发情况进行警报。

具体的，电池4的底端设有充电口401，充电口401的上方设有电源开关402，电源开关402的一侧设有紧急开关403，该处的充电口401的谁的能够可以对机器人进行充电，电源开关402可以启动机器人，以及紧急开关403能够在危机情况下直接关闭机器人。

具体的，电池4上电性连接有充电电路，电池4电性连接有稳压电路，稳压电路电性连接有底层控制芯片、核心处理器、检测组件14、红外传感器13、超声波测距传感器3和四路电机驱动，该处的电路设计能够使得整个设备实现控制。

具体的，底盘1的四周每边上均设有两组超声波测距传感器3，底盘1的内部设有四路电机，该处的超声波测距传感器3的设定可以有效的实现对距离的监控。

具体的，四路电机驱动与四路电机电性连接，四路电机通过轴杆连接有四组全向轮2，该处的四路电机的设定可以带动全向轮2的转动。

具体的，核心处理器电性连接有无线wifi，核心处理器与底层控制芯片电性连接，核心处理器与四路电机驱动电性连接，底层控制芯片与检测组件14、红外传感器13和超声波测距传感器3电性连接，稳压电路设有三组，该处的无线wifi实现数据传输，核心处理器实现对机器人的控制，底层控制芯片实现对检测组件14的分析控制。

以及超声波测距传感器3采用的是q45ur系列分离式超声波测距传感器；红外线传感器13采用的是si1102接近传感器，烟雾检测器1401采用的是tad-170烟雾报警器，一氧化碳检测器1403采用的是一氧化碳检测报警dr60c-co，甲烷检测器1402采用的是甲烷检测仪dr60c-ch4-n。

工作原理：该机器人的电池4采用的是锂电池提供电力，设计了电池4充电保护电路防止过充，并设计了降压电路，将电压调整为3.3v、5v和7v为各子系统供电。控制部分，该系统配备了两个处理芯片分工合作，底层控制芯片为arm系列的stm32f407微控制器，负责采集各传感器的数据(烟雾检测器1401、红外传感器13、甲烷检测器1402、一氧化碳检测器1403、和超声波测距传感器3等)、驱动小车电机运转，车轮采用全向轮2，根据车轮不同的转速组合，可方便的控制机器人的移动方向和运动轨迹。

同时，底层控制芯片对各检测器数据进行初步处理，利用超声波测距传感器3获得的距离信息实现自动避障，并将数据封装打包，发送至核心处理器进行下一步处理。

核心处理器采用arm系列的a53微控制芯片，负责接收底层控制芯片传来的数据，进行分析和进一步封装，将数据和分析结果发送至marsiot平台进行转发，最终发送给移动客户端，同时，核心处理器负责驱动夜视摄像头12采集图像信息，利用图像处理算法(桢识别和cnn卷积神经网络)，监测图像人体模型和人脸信息，识别异常着火点信息，并将分析结果和图像资料同时存储在本地和发送给移动客户端，另外，核心处理器还负责接收移动客户端发来的指令，控制机器人移动或设置相应的安防模式。

移动客户端为团队自主开发的app，在该app中，可以实现对机器人的远程控制，查看机器人发来的各项数据和图像资料，必要时通过声音/震动来提示异常信息，以达到预警的作用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。