一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统的制作方法

本发明涉及一种粮仓管理系统，尤其涉及一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统。

背景技术：

禀实、天下安，自古以来，粮食是一个国家非常重要的战略储备物资，对粮仓进行实时监测并进行远程智能控制，则可以使粮情监测向着高自动化、高效率、高可靠性等方向迈进。

粮仓作为粮食的重要储备仓库，其安全可靠的运行与国民经济息息相关。对粮仓的设备、保存情况做定期巡检、以及天气状况变化时的特殊巡检是粮仓储备的一项必备工作。

当前巡检粮仓仍然以人工巡检为主，巡检工人定期对设备、粮仓巡视检查：设备的外观是否存在异常，仪表数据是否正常，设备的气味、触觉，以及允许触摸的设备温度是否正常等。然而这大多是个人的感官上定性的判断，巡检效果因人而异，与巡检人员对设备的了解、人员的责任心、精神状态等有很大关系。粮仓的例行巡检每天至少两次，特殊时期还需要增加特检，人员劳动强度大、工作效率低，长时间工作下很难保证仪表数据准确地记录进系统；并且在雷雨、大雪等特殊天气时，人工巡检存在较大安全隐患，且无法保证时效性。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提出一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统，将粮仓园区、NB-LOT智能设备、轮式巡检机器人和巡检工人之间的信息更好地融合，以实现对粮仓进行科学地管理。

本发明的技术方案是这样实现的，一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统，包括NB-LOT智能设备、NB-LOT基站、轮式巡检机器人、无线AP传输网络和管理系统，其中

所述NB-LOT智能设备连接所述NB-LOT基站，包括安装在粮仓各个位置、具有NB-LOT无线传输模块的智能测温仪、智能湿度仪、智能烟感器和智能有毒有害气体检测仪，分别用于获取粮仓内的温度信息、湿度信息、烟雾信息和有毒有害气体信息；

所述轮式巡检机器人包括

用于完成轮式巡检机器人运动路线规划的工控机；

数据采集模块，所述数据采集模块包括：气体检测仪、可见光摄像头、热成像摄像头、和声音传感器；

连接所述工控机的动力控制器；和

无线AP网络传输模块，所述无线AP网络传输模块连接所述无线AP传输网络；

所述管理系统包括

后台检测控制平台，所述后台检测控制平台连接所述NB-LOT基站和无线AP传输网络，用于实现数据查询、故障自动报警、设备运行状态监测和巡检机器人控制功能；和

连接所述后台检测平台的移动终端，所述移动终端通过所述后台检测平台实现粮仓实时数据查询、视频监控查看和巡检机器人巡检路径控制。

进一步地，所述NB-LOT智能设备的NB-LOT无线传输模块包括与主机通信的总线，采用编码型信号，采用独立部署的9V电池供电，且NB-LOT无线传输模块支持TCP连接或者UDP报文；支持HTTP协议、EDP协议、MQTT协议、MOBUS协议和JT协议。

进一步地，所述无线AP网络传输模块网络制式包括但不限于：FDD：band5/8 和WIFI协议：802.11b/g/n。

进一步地，所述无线AP传输网络支持POE网线供电，具有防雷模块。

进一步地，所述轮式巡检机器人的可见光摄像头为光学变焦高清摄像头，所述热成像摄像头为多晶硅非冷焦热成像高清摄像头。

进一步地，所述管理系统还包括消息推送模块，用于推送自定义的超压、超限报警信息、设备状态提示信息、统计报表和分析报表。

进一步地，所述移动终端包括但不限于Pad和手机。

进一步地，所述轮式巡检机器人导航采用GMapping 算法。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明结构简单、部署方便、性能可靠、两种方式回传保证数据准确性；不同无线网络传输之间不需要额外的设备和转换，可直接连接至监测平台；不同应用场景的部署不增加操作程序，常规的传感器增加即完成多领域多用途的巡检任务。

附图说明

图1是本发明一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统原理方框图；

图2是本发明一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统一个实施例的数据采集传输示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1和图2， 本发明一种粮仓园区数据采集与机器人巡检融合管理系统，包括NB-LOT智能设备、NB-LOT基站、轮式巡检机器人、无线AP传输网络和管理系统，其中

所述NB-LOT智能设备连接所述NB-LOT基站，包括安装在粮仓各个位置、具有NB-LOT无线传输模块的智能测温仪、智能湿度仪、智能烟感器和智能有毒有害气体检测仪，分别用于获取粮仓内的温度信息、湿度信息、烟雾信息和有毒有害气体信息；

所述轮式巡检机器人包括

用于完成轮式巡检机器人运动路线规划的工控机；

数据采集模块，所述数据采集模块包括：气体检测仪、可见光摄像头、热成像摄像头、和声音传感器；

连接所述工控机的动力控制器；和

无线AP网络传输模块，所述无线AP网络传输模块连接所述无线AP传输网络；

所述管理系统包括

后台检测控制平台，所述后台检测控制平台连接所述NB-LOT基站和无线AP传输网络，用于实现数据查询、故障自动报警、设备运行状态监测和巡检机器人控制功能；和

连接所述后台检测平台的移动终端，所述移动终端通过所述后台检测平台实现粮仓实时数据查询、视频监控查看和巡检机器人巡检路径控制。

其中所述NB-LOT网络模块与管理系统建立小数据量稳定可靠的网络链接，通过GPRS/NB-LOT传输实时数据信息至管理系统的后台数据库，所述小数据量为粮仓园区内实时小流量56Kbps以下数据。

所述NB-LOT基站GPRS增强20dB，可以城市覆盖2km左右、地下楼层2层，具有覆盖广的优点。

所述NB-LOT智能设备的NB-LOT无线传输模块包括与主机通信的总线，采用编码型信号，采用独立部署的9V电池供电，电池具有8年的电池寿命。

所述动力控制器接受工控机的指令，控制轮式巡检机器人的运动，并且获取轮式巡检机器人位置信息等。

所述无线AP网络支持POE网线供电，具备防雷模块，覆盖范围在上百米到几十公里的范围，能够为所述轮式巡检机器人与所述管理平台建立较大数据量传输网络链路，用于传输视频，语音等至管理平台的后台数据库。

所述管理系统可以在互联网登录，实现在线管理，实现对采集数据汇总、分析，形成报表；且粮仓管理员通过Pad、手机在互联网上登录控制管理系统，实现移动终端查询粮仓实时数据、视频监控查看、移动终端控制巡检机器人巡检路径。

本发明将实时监测方式与巡检方式的融合，对粮仓内各项数据进行实时监测与巡查监控，确保粮仓无死角、无盲区；

所述移动终端应用层与管理平台的检测控制平台可以进行实时数据传输、监测动态数值，移动终端应用层具有数据查询，故障自动报警，设备运行状态监测和巡检机器人控制功能，所述巡检机器人的控制是通过手机等移动终端监测控制机器人巡检方向，控制机器人视频监控方位、角度等。

通过手机等移动终端联网登录所述的管理系统的管理控制平台，获取粮仓的实时数据更新，对粮仓进行各种信息的查询，方便、及时地掌握粮仓的安全生产、储存状态；

所述轮式巡检机器人导航采用GMapping 算法。即在巡检粮仓园区内建立二维栅格地图，实现轮式巡检机器人在巡检场所的自主定位导航。

管理系统的消息推送模块提供了给指定用户推送消息的功能。推送内容可以为超压、超限报警、设备状态提示，管理系统可以实现报表生成，提供了报表统计、分析功能和导出Excel文件功能。

所述NB-LOT无线传输模块支持北斗定位，采用全向天线，对安装方向位置无特殊要求，且本发明的NB-LOT无线传输模块采用小包数据优化方案，通过NAS消息传输业务层IP数据，无需建立承载，节省网络信令消耗，网络侧完成终端的IP协议栈代理，空口数据传输不再包含IP头，提升数据传输效率，增加了系统容量。

所述NB-LOT基站采用终端芯片80kHz的窄带系统，基带复杂度低，单天线、半双工，RF成本低。

当所述轮式巡检机器人发生故障时，其状态会显示为故障，此时通过错误信息代码，管理系统的后台可以及时得到机器人的故障编号（列表），根据对应的信息，可以及时有针对性的检修。

在管理系统的主界面上可以查看所述轮式巡检机器人携带的可见光和热成像摄像头的数据，通过电子地图可以实时查看机器人所处的位置，在状态栏里显示所述轮式巡检机器人的速度、电量、信号强度、云台位置、气象等许多信息。另外在管理系统的监控后台的菜单栏里可以设置巡检计划，进行巡检分析，查询以往巡检记录生成报表等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。