用于室内环境监测的无线智能运动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于室内环境监测的无线智能运动系统。包括一用于自动循迹及室内环境数据采集的运动系统数据采集单元、多个用于采集室内各固定位置环境数据的固定节点数据采集单元、用于实现所述运动系统数据采集单元进行自动充电的自动充电单元和一用于进行远程通讯的远程无线模块。本实用新型采用智能小车来动态监测室内环境状况，通过将固定数据采集节点单元与运动数据采集节点单元相结合，并通过安卓手机来远程无线监视室内环境状况，节省了人力物力，加大了监测力度，并且提高监测灵活性和减少监测死角，可以保证一些安全隐患的早发现早预防，对保护一些人身财产安全等起到至关重要的作用。
【专利说明】用于室内环境监测的无线智能运动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于室内环境的智能监测领域，特别涉及一种用于室内环境监测的无线智能运动系统，尤其是能实现无线控制智能小车动态监测室内环境质量状况，并且不用考虑智能小车的电量问题，可自动进行充电。
【背景技术】
[0002]目前，室内环境的监控技术基本上都如出一辙，那就是使用摄像头的定点安装，通过摄像头的转动来采集室内环境的实时情况，但是对于该监控不仅存在监视死角，并且需要多个定点安装；对于室内的温度、湿度和烟雾环境质量状况的监测则是通过定点安装传感器来采集实时数据，从而反映出环境质量的实时状况。因此，该方案需要定点安装数量不少的摄像头和传感器，极大地浪费了人力物力。此外，由于监测力度的不足，人身财产还可能存在安全隐患。
【发明内容】
[0003]为了克服现有室内环境监控存在的死角和人力物力的浪费，本实用新型的目的在于提供一种用于室内环境监测的无线智能运动系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种用于室内环境监测的无线智能运动系统，包括一用于自动循迹及室内环境数据采集的运动系统数据采集单元、多个用于采集室内各固定位置环境数据的固定节点数据采集单元、用于实现所述运动系统数据采集单元进行自动充电的自动充电单元和一用于进行远程通讯的远程无线模块。
[0005]在本实用新型一实施例中，所述的运动系统数据采集单元包括双驱智能小车、置于该双驱智能小车上的处理器、搭载于该双驱智能小车前端两侧及底盘前端的红外收发传感器和搭载于该双驱智能小车上摄像头、数据采集传感器及语音报警模块。
[0006]在本实用新型一实施例中，所述的固定节点数据采集单元包括设置于室内各固定位置的数据采集传感器和语音报警模块。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述的远程无线模块包括用于实现运动系统数据采集单元与手机之间通讯的无线网卡和用于实现运动系统数据采集单元与固定节点数据采集单元之间通讯的Zigbee模块。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述Zigbee模块包括设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee和设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee ;所述设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee为协调器，所述设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee为路由器。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述的自动充电单元包括搭载于所述双驱智能小车上的趋光模块及磁铁和设置于充电电源处的强光源及金属片。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述趋光模块由设置于所述双驱智能小车前端、后端、左端、右端及中部的五个光敏电阻组成。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。
[0012]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0013]本实用新型采用智能小车来动态监测室内环境状况，通过将固定数据采集节点单元与运动数据采集节点单元相结合，并通过安卓手机来远程无线监视室内环境状况，节省了人力物力，加大了监测力度，并且提高监测灵活性和减少监测死角，可以保证一些安全隐患的早发现早预防，对保护一些人身财产安全等起到至关重要的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统框架图。
[0015]图2是本实用新型一实施例的应用系统框架图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型的一种用于室内环境监测的无线智能运动系统，包括一用于自动循迹及室内环境数据采集的运动系统数据采集单元、多个用于采集室内各固定位置环境数据的固定节点数据采集单元、用于实现所述运动系统数据采集单元进行自动充电的自动充电单元和一用于进行远程通讯的远程无线模块。
[0017]所述的运动系统数据采集单元包括双驱智能小车、置于该双驱智能小车上的处理器、搭载于该双驱智能小车前端两侧及底盘前端的红外收发传感器和搭载于该双驱智能小车上摄像头、数据采集传感器及语音报警模块；所述的固定节点数据采集单元包括设置于室内各固定位置的数据采集传感器和语音报警模块；所述数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。
[0018]所述的远程无线模块包括用于实现运动系统数据采集单元与手机之间通讯的无线网卡和用于实现运动系统数据采集单元与固定节点数据采集单元之间通讯的Zigbee模块；所述Zigbee模块包括设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee和设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee ;所述设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee为协调器，所述设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee为路由器。当协调器上电时，会自动组建一个网络，而路由器将会自动加入该网络实现传感数据的交互。
[0019]所述的自动充电单元包括搭载于所述双驱智能小车上的趋光模块及磁铁和设置于充电电源处的强光源及金属片；所述趋光模块由设置于所述双驱智能小车前端、后端、左端、右端及中部的五个光敏电阻组成。
[0020]为更好的讲述本实用新型的技术方案，以下结合本实用新型及现有软件来简单描述本实用新型系统的工作及实现原理，需特别说明的是涉及软件的描述不是本实用新型的保护内容。
[0021]本实用新型系统对于室内环境的监测有主动和被动两种模式:主动模式是智能小车自动巡逻室内环境，当环境质量状况(温度、湿度及烟雾指数)超过安全值时自动报警，并反馈给用户的安卓手机客户端；而被动模式是使用安卓手机客户端实时控制智能小车走向，并且在安卓手机上实时显示所有传感器的实时传感数据，对特别关心的地点还可以拍照并传回照片。该系统不仅能实现定点的室内传感量检测，而且能通过安卓手机客户端来无线操控智能小车动态监测并改善室内环境质量状况。另外，该系统还能够根据用户的需求来定制其特定功能，极大地提高了室内环境监测的灵活性。
[0022]如图2所示，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案主要通过三个模块来实现，具体设计如下:
[0023]一、运动系统数据采集单元
[0024]运动系统数据采集单元采用在两驱的运动智能小车底盘上搭载一嵌入式处理器作为服务端主控中心；在智能小车的前端两侧分别搭载一红外收发传感器，通过红外接收器接收反射回来的红外转换电平，并根据其阈值来判断前方是否有障碍物，从而实现运动避障；在智能小车底盘前端搭载三对红外收发传感器，利用白色发射红外线、黑色吸收红外线，实现智能小车对黑色布线轨迹的自动循迹；搭载一高清摄像头，用来实时拍摄室内状况；搭载一无线网卡实现安卓手机客户端与嵌入式服务端之间的WIFI数据通信；搭载一个温度、湿度和烟雾等传感器来检测室内环境质量状况；搭载一语音报警模块，当这些传感器获取的当前参数值超过预设安全值时，嵌入式服务端控制报警模块进行语音报警；搭载一个Zigbee模块作为协调器组建专属Zigbee的网络，用以与固定节点之间进行无线数据通?目。
[0025]二、固定节点数据采集单元
[0026]固定节点数据采集单元由Zigbee模块、若干传感器及语音报警模块组成。其中，Zigbee模块配置为路由器模式，用于加入已组建好的Zigbee无线网络，并与被设置为协调器的智能小车上的Zigbee模块进行通信，而后通过该Zigbee模块与嵌入式服务端间进行数据通信；传感器包括温度、湿度和烟雾传感器，实现室内环境参数的采集；当这些传感器采集到的值超过预设的安全值时，嵌入式服务端会控制语音报警模块进行报警。固定节点只安装在用户特别关心的位置，其它位置通过运动节点来采集，从而减少固定节点的安装个数。
[0027]三、智能运动小车自动充电单元
[0028]在智能小车上搭载一趋光模块,其工作过程如下:在充电电源处放有强光，小车上安装有五个光敏电阻(前、后、中、左、右)，通过光敏电阻的寻光分析可知道小车处于充电电源的方向；然后调整小车的车身，使其向充电电源方向前进；在电源处放着一块金属片，在小车上也放有一块强力磁铁，当行驶到电源处，小车停止行走，磁铁实现电源与小车的对接功能，从而实现自动充电。
[0029]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:包括一用于自动循迹及室内环境数据采集的运动系统数据采集单元、多个用于采集室内各固定位置环境数据的固定节点数据采集单元、用于实现所述运动系统数据采集单元进行自动充电的自动充电单元和一用于进行远程通讯的远程无线模块。
2.根据权利要求1所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述的运动系统数据采集单元包括双驱智能小车、置于该双驱智能小车上的处理器、搭载于该双驱智能小车前端两侧及底盘前端的红外收发传感器和搭载于该双驱智能小车上的摄像头、数据采集传感器及语音报警模块。
3.根据权利要求1所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述的固定节点数据采集单元包括设置于室内各固定位置的数据采集传感器和语音报警模块。
4.根据权利要求1所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述的远程无线模块包括用于实现运动系统数据采集单元与手机之间通讯的无线网卡和用于实现运动系统数据采集单元与固定节点数据采集单元之间通讯的Zigbee模块。
5.根据权利要求4所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述Zigbee模块包括设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee和设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee ;所述设置于运动系统数据采集单元上的Zigbee为协调器，所述设置于固定节点数据采集单元上的Zigbee为路由器。
6.根据权利要求2所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述的自动充电单元包括搭载于所述双驱智能小车上的趋光模块及磁铁和设置于充电电源处的强光源及金属片。
7.根据权利要求6所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述趋光模块由设置于所述双驱智能小车前端、后端、左端、右端及中部的五个光敏电阻组成。
8.根据权利要求2或3所述的用于室内环境监测的无线智能运动系统，其特征在于:所述数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。
【文档编号】G01D21/02GK204143619SQ201420565420
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】程树英, 张义群, 何航宇, 林培杰 申请人:福州大学