能路由发出的指令也可以被远端的安卓客户端接收，从而达到远程数据交互的效果O
[0023]基于Arduino平台的智能家居机器人:该智能路由机器人既可以被动接收到远程手机客户端发送的指令并作出相应反馈，也可以在监听到异常状况时主动向指定的远程手机客户端发送相关信息。
[0024](I)被动接收指令:安卓客户端发送指令后，智能路将接收到的由远端安卓客户端发送的指令传递到串口，然后Arduino平台读取串口数据，根据指令内容完成相应的机器人移动、温湿度获取、万能遥控等功能，并将结果数据反馈到串口，使智能路由可以接收到相应数据并发送给安卓客户端。
[0025]具体的指令包括以下几类:(1)万能遥控器指令，机器人上集成有万能遥控模块，可以远程发送相关指令，经由路由、串口、Arduino平台遥控家电。(2)机器人移动指令，机器人可以远程遥控行走，也可以开启自动巡航模式-按固定路线行走。通过发送相应指令，经由路由、串口、Arduino平台遥控机器人移动。(3)传感器数据获取指令，机器人上集成有温湿度、热敏、光敏等各类传感器，通过发送相应指令，经由路由、串口、Arduino平台获取相应传感器的实时数据。(4)视频监控指令，机器人上集成有摄像头模块，通过发送相应指令，启动路由器端的监控软件，并将视频流实时传输到手机端。(5)继电器开关控制指令，在家中需要远程控制插座开关的地方布置有带红外接收器的继电器模块。通过发送相应指令，经过路由、串口、Arduino平台，控制万能遥控模块发送相应指令控制继电器的开关，从而达到远程控制插座开关的效果。(6)语音识别指令，当人们在家时可开启该指令，这样便可以通过预先学习好的简单语音控制机器人完成相应工作，增加可玩性和便捷性。
[0026](2)、主动发送数据:当监测到不正常状况时(如温湿度监测结果异常，视频监控到陌生人等)，则及时将此信息发送到串口，使智能路由可以接收到相应数据并发送给安卓客户端。这样安卓客户端便可在第一时间了解到家中的异常状况，并及时作出反应。
[0027]基于OpenWrt的智能路由服务器:0penWrt是适合于嵌入式设备的一个Linux发行版。相对原厂固件而言，OpenWrt不是一个单一静态的固件，而是一个提供了一个可自由添加软件包的文件管理系统。可拓展性很好，可以不受设备提供商的限制，让用户自由的选择安装应用程序，配置程序的运行环境。，它是一个从零开始编写的、功能齐全的、容易修改的路由器操作系统。
[0028]智能路由器硬件结构:智能路由器的硬件电路采用经典的路由器电路结构。使其带有一个可以连接3G上网卡的USB接口，一个可以连接有线网络的网口，支持自动WAN / LAN翻转，还有一个电源接口，工作电压为5V。具体参数为:CPU采用AtherosAR7240 (400Mhz)，Chipset 米用 Atheros AR933 I (integrated wireless), Flash Memory采用8MB，RAM采用32MB，USB采用USB2.0技术。LAN / WAN接口为了节约空间，使用沉板式的设计。Micro USB输入的5V降压成3.3V给主板供电，在USB母座背面有一个小电感和S0T-23.5封装的同步整流DC-DC，从而输出3.3V的电压。同时5V电源直通到USB母座，供3G网卡使用。
[0029]智能路由服务器端程序:Android客户端程序通过Socket连接与智能路由服务器端程序进行数据交换，从而达到远程通信的目的。服务器端程序在Linux下进行编写，可以完成客户端访问的验证、接收客户端发送的指令并转发给连接有Arduino控制平台的串口、接收Arduino控制平台发来的指令并转发给连接有Android客户端的端口，具体流程如图2所示。
[0030]摄像头相关服务器端程序:网络摄像头WebCam (Web Camera)通常是指能够模拟捕获静止图像或直播视频(通常伴随着音频)的捕获设备。WebCam—般可分为4类:支持UVC、支持GSPCA、有外部专门支持的和不支持Linux系统的网络摄像头。其中，UVC是指USBvideo class (又名为USB video device class)，意思是不需要安装任何驱动程序就可以直接使用，俗称免驱摄像头，本系统即采用此类摄像头。
[0031]基于Arduino平台的智能家居机器人，本系统实现的功能包括两部分，第一，当安卓客户端发送指令后，智能路将接收到的由远端安卓客户端发送的指令传递到串口，然后Arduino平台读取串口数据，根据指令内容完成相应的机器人移动、温湿度获取、万能遥控等功能，并将结果数据反馈到串口，使智能路由可以接收到相应数据并发送给安卓客户端。第二，当监测到不正常状况时(如温湿度监测结果异常，视频监控到陌生人等)，则及时将此信息发送到串口，使智能路由可以接收到相应数据并发送给安卓客户端。这样安卓客户端便可在第一时间了解到家中的异常状况，并及时作出反应。智能家居机器人的车体结构图如图3所示。
[0032]机器人运动模块:路由器通过串口发送指令给Arduino主机，主机需要判断该指令是什么类型的，然后做出相应判断。如果指令是前进，则主机通过13号口将继电器置为正，通过9号口控制直流电机的速度；如果指令是退，则主机通过13号口将继电器置为负，通过9号口控制指令电机的速度；如果指令是左转，主机通过I2C协议将指令发送至Arduino从机，从机再判断指令是否为左转，通过伺服电机驱动发送左转命令到伺服电机，控制小车左转；如果指令是右转，主机也是通过I2C协议将指令发送至Arduino从机，从机再判断指令是否为右转，通过伺服电机驱动发送右转命令到伺服电机，控制小车右转；如果指令是停止，则主机保持默认停止状态。控制流程图如图4所示。万能遥控器模块的软件程序流程图如图5所示。
[0033]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。
【主权项】
1.一种基于智能路由机器人的智能家居系统，其特征在于:采用基于OpenWrt系统的智能路由器，并将路由器搭载在机器人上，机器人上面还部署有摄像头、语音识别模块、万能遥控器模块、智能安防模块；通过手机客户端与路由器通信连接控制路由器向串口发送相应指令，连接路由器串口的Arduino平台接收指令并进行处理判断控制相应模块做出相应操作，实现对家用电器的控制，对家中环境参数的测量、远程遥控机器人移动、远程视频监控功能。
2.根据权利要求1所述的基于智能路由机器人的智能家居系统，其特征在于:所述智能路由模块是基于OpenWrt操作系统，各类传感器检测到的数据、摄像头捕捉到的视频信息都要经过该模块处理，然后通过其网络传输功能将这些数据传输到用户的手机客户端上；客户通过手机客户端远程访问此智能路由模块，从而达到家电控制、机器人移动功能。
3.根据权利要求1所述的基于智能路由机器人的智能家居系统，其特征在于:所述基于Arduino平台的智能家居机器人具有被动接受指令和主动发送数据功能，其中，当被动接收指令时，安卓客户端发送指令后，智能路将接收到的由远端安卓客户端发送的指令传递到串口，然后Arduino平台读取串口数据，根据指令内容完成相应的机器人移动、温湿度获取、万能遥控功能，并将结果数据反馈到串口，使智能路由接收到相应数据并发送给安卓客户端。
4.根据权利要求3所述的基于智能路由机器人的智能家居系统，其特征在于:所述指令包括以下几类:(1)万能遥控器指令，机器人上集成有万能遥控模块，远程发送相关指令，经由路由、串口、Arduino平台遥控家电；(2)机器人移动指令，机器人远程遥控行走，或开启自动巡航模式按固定路线行走；通过发送相应指令，经由路由、串口、Arduino平台遥控机器人移动；(3)传感器数据获取指令，机器人上集成有温湿度、热敏、光敏各类传感器，通过发送相应指令，经由路由、串口、Arduino平台获取相应传感器的实时数据；(4)视频监控指令，机器人上集成有摄像头模块，通过发送相应指令，启动路由器端的监控软件，并将视频流实时传输到手机端；(5)继电器开关控制指令，在家中需要远程控制插座开关的地方布置有带红外接收器的继电器模块，通过发送相应指令，经过路由、串口、Arduino平台，控制万能遥控模块发送相应指令控制继电器的开关，达到远程控制插座开关的效果；(6)语音识别指令，当人们在家时可开启该指令，通过预先学习好的简单语音控制机器人完成相应工作，增加可玩性和便捷性。
【专利摘要】本发明涉及一种基于智能路由机器人的智能家居系统，将机器人技术、智能路由技术引入到智能家居系统之中，利用智能机器人的自主移动、图像识别能力以及智能路由的远程通信、网络控制能力，提高智能家居系统在集中控制、交互智能性和控制成本叠加方面的能力。采用基于OpenWrt系统的智能路由器，并将路由器搭载在机器人上，机器人上面还部署有摄像头、语音识别模块、万能遥控器模块、智能安防模块等。通过手机客户端与路由器通信连接控制路由器向串口发送相应指令，连接路由器串口的Arduino平台接收指令并进行处理判断控制相应模块做出相应操作，实现对家用电器的控制，对家中环境参数的测量、远程遥控机器人移动、远程视频监控等功能。
【IPC分类】G05B15-02, G05B19-418
【公开号】CN104793588
【申请号】CN201510098697
【发明人】赵功名, 石钱
【申请人】赵功名
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月6日