专利名称：移动式家庭信息综合管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型提供了 一种移动式家庭信息综合管理系统。
背景技术：
随着智慧地球、智慧城市等概念的提出及发展，智慧家庭的概念也受到了越来越 多的重视和研究，并被认为是未来家庭的必要组成部分。当前家庭数字化设备种类繁多，各 种设备标准不一，布置后移动不便；现代家居装修后，通常难以改动线路布置，新设备的布 线问题将影响室内环境；同时，家庭视频监控设备作为一种家庭数字化产品，为全面监控室 内各点避免监控死角，通常需在室内多处安装监控单元，安装空间和线路布置的问题更加 突出。由此，要解决上述问题，家庭信息综合管理平台是核心。现有家庭信息综合管理平台的研究主要集中于固定式设备方向，技术较为成熟稳 定，但仍存在以下弊端(1)现有的家庭信息综合管理平台布线复杂，维护困难，缺乏布置及升级的灵活 性；(2)现有的家庭信息综合管理平台类产品虽然功能较强大，但大多价格高昂，在普 通用户家庭中较难推广。鉴于上述弊端，提出新的解决方案，如采用移动家庭终端设备，即可有效弥补固定 设备的不足。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是，由于现有技术将设备固定设计，而导致的家庭信 息综合管理平台布线复杂，维护困难，缺乏布置及升级的灵活性，且价格较高，不易于推广 的问题，进而提供了一种优化设计的采用自主移动机器人技术的综合管理平台。本实用新型所采用的技术方案是，一种移动式家庭信息综合管理系统，所述信息 综合管理系统包括综合管理平台和移动载体，所述综合管理平台包括上位机操作系统、下 位机控制系统和电源管理系统，所述上位机操作系统与下位机控制系统通信连接，所述电 源管理系统分别与上位机操作系统和下位机控制系统电连接，上位机操作系统、下位机控 制系统和电源管理系统分别安装在移动载体上。优选地，所述上位机操作系统包括上位机嵌入式系统、音频视频采集模块、音频视 频输出模块、数据通讯模块、标准信号接口模块、人机交互系统模块及功能扩展区模块，上 述音频视频采集模块、音频视频输出模块、数据通讯模块、标准信号接口模块、人机交互系 统模块及功能扩展区模块均与所述上位机嵌入式系统通信连接。优选地，所述上位机嵌入式系统包括CPU、视频及音频编解码单元、静态随机存储 器、流媒体服务器单元、WIFI网卡、GSM/GPRS/3G模块和时钟；音频视频采集模块包括摄像 单元和音频采集单元；音频视频输出模块包括液晶显示输出单元及音频功放和输出单元； 数据通讯模块包括无线路由传输单元和移动通信单元；所述标准信号接口模块包括无线红外接口、USB接口、UART串口通信接口、标准视频输出接口及以太网接口 ；所述人机交互系 统模块包括液晶显示屏输出单元、触摸屏输入单元、无线红外遥控器单元及客户端。 优选地，所述下位机控制系统包括下位机嵌入式系统、导航定位模块、自动充电模 块、运动控制模块、运动传感模块、异常探测模块及身份识别模块，上述导航定位模块、自动 充电模块、运动控制模块、运动传感模块、异常探测模块及身份识别模块均与所述下位机嵌 入式系统通信连接。优选地，所述下位机嵌入式系统包括ARM控制器、UART串口通信接口、电量测量 接口、RF射频模块、热源探测接口、复杂可编程逻辑器件、惯性传感器处理单元、位姿检测 单元及电机编码器信号处理单元；运动控制模块包括直流电机驱动单元、避障处理单元及 防跌落处理单元；运动传感模块包括距离传感器单元；所述导航定位模块包括航迹推测单 元、环境地图建模定位单元及路径规划与引导单元；所述自动充电模块包括远程归航引导 单元、自动充电站对接处理单元及自动充电单元；异常探测模块包括异常人物闯入报警处 理单元及热源探测器；所述身份识别模块包括人物身份识别模块。优选地，所述电源管理系统包括标准电压模块及电量监测模块。优选地，所述的移动载体采用具有行驶轮的机器人底盘。优选地，所述的移动载体采用具有行驶轮的机器人底盘，行驶轮与运动控制模块 连接。本实用新型提供了一种基于自主移动机器人技术的家庭信息综合管理平台，结合 自主移动机器人技术、家庭数字化技术、嵌入式系统技术和无线网络技术，以可自主移动的 家用机器人为硬件载体，以无线通信网络和互联网为信息桥梁，构建集家庭多媒体娱乐、远 程信息交互、自动安防监控等多功能一体的易于布线、易于维护、便于布置及升级、造价较 低，易于推广的家庭信息综合管理平台，解决了现有技术将设备固定设计而导致的一系列 问题。
图1是本实用新型的系统结构图；图2是本实用新型的功能结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并 不限于此。如图1、2所示，一种移动式家庭信息综合管理系统，所述信息综合管理系统包括 综合管理平台和移动载体，所述综合管理平台包括上位机操作系统、下位机控制系统和电 源管理系统，所述上位机操作系统与下位机控制系统通信连接，所述电源管理系统分别与 上位机操作系统和下位机控制系统电连接，上位机操作系统、下位机控制系统和电源管理 系统分别安装在移动载体上。所述上位机操作系统包括上位机嵌入式系统、音频视频采集模块、音频视频输出 模块、数据通讯模块、标准信号接口模块、人机交互系统模块及功能扩展区模块，上述音频 视频采集模块、音频视频输出模块、数据通讯模块、标准信号接口模块、人机交互系统模块
4及功能扩展区模块均与所述上位机嵌入式系统通信连接。所述上位机嵌入式系统包括CPU、视频及音频编解码单元、静态随机存储器 (SRAM)、流媒体服务器单元、WIFI网卡、GSM/GPRS/3G模块和时钟；音频视频采集模块包括 摄像单元和音频采集单元；音频视频输出模块包括液晶显示输出单元及音频功放和输出单 元；数据通讯模块包括无线路由传输单元和移动通信单元；所述标准信号接口模块包括无 线红外接口、USB接口、UART串口通信接口、标准视频输出接口及以太网接口 ；所述人机交 互系统模块包括液晶显示屏输出单元、触摸屏输入单元、无线红外遥控器单元及客户端。所述下位机控制系统包括下位机嵌入式系统、导航定位模块、自动充电模块、运动 控制模块、运动传感模块、异常探测模块及身份识别模块，上述导航定位模块、自动充电模 块、运动控制模块、运动传感模块、异常探测模块及身份识别模块均与所述下位机嵌入式系 统通信连接。所述下位机嵌入式系统包括ARM控制器、UART串口通信接口、电量测量接口、RF射 频模块、热源探测接口、复杂可编程逻辑器件、惯性传感器处理单元、位姿检测单元及电机 编码器信号处理单元；运动控制模块包括直流电机驱动单元、避障处理单元及防跌落处理 单元；运动传感模块包括距离传感器单元；所述导航定位模块包括航迹推测单元、环境地 图建模定位单元及路径规划与引导单元；所述自动充电模块包括远程归航引导单元、自动 充电站对接处理单元及自动充电单元；异常探测模块包括异常人物闯入报警处理单元及热 源探测器；所述身份识别模块包括人物身份识别模块。所述电源管理系统包括标准电压模块及电量监测模块。所述的移动载体采用具有 行驶轮的机器人底盘，行驶轮与运动控制模块连接。上位机操作系统的硬件平台由核心主板和各外围元件组成。视频图像及模拟音频 由音频视频采集模块采集后经编码压缩为H264格式的视频文件或AAC格式的音频文件，音 视频文件可在本地设备上解码由音频视频输出模块播放，亦可打包压缩由无线通讯或GSM/ GPRS/3G模块发送到服务器和客户端，同样的通讯也可由客户端传输到本机，形成远程多媒 体信息交互。触摸屏点阵信息经A/D采样后输入，遥控器输入由无线红外遥控器单元接收，无 线红外遥控器单元与开关按钮、触摸屏输入单元等组成人机交互系统模块中的输入部分； 本地液晶显示器播放视频，音响设备播放音频，液晶显示输出单元及音频功放和输出单元 与灯光、LED点阵等组成人机交互系统模块中的输出部分。下位机控制系统由ARM控制器、外围传感器及运动组件等组成。ARM控制器中的电 机编码器信号处理单元和运动控制模块中的直流电机驱动单元控制直流电机运转，驱动机 体运动。ARM控制器中的位姿检测单元和导航定位模块中的环境地图建模定位单元及路径 规划与引导单元帮助系统进行地图定位和自主导航，运动控制模块中的避障处理单元和防 跌落处理单元保证机体正常行驶。同时，机体装载摄像单元在室内巡逻移动，进行多点视频 监控和录像摄制。异常探测模块感应室内人员的热量辐射，RF射频模块接受身份识别信息。依照设 定，身份识别模块将在监控时间段内，对于无身份识别标志的判定为异常状况，并根据设定 发出警报以及通知远程客户端。电源管理系统提供系统使用的电能，输出操作系统和控制系统所需的各种标准电压，并监测系统电池的剩余电量。当电量低于设定值时，通知机体回航到自动充电站进行自 动充电。自动充电引导和对接模块保证机体和充电站准确对接，进而有效充电。 本综合管理系统在家庭中使用时，由下位机控制系统的运动控制模块控制机器人 底盘行驶轮的走/停/转向，系统内置室内安防监控功能、家庭数字娱乐功能及远程多媒体 信息交互功能，其作为家用机器人可在室内环境中自主移动，可通过无线终端远程操控以 及按照设定自主巡逻，极大提高了实用价值，其综合集成了多项家庭数字化功能，简化了设 备需求和室内安装布置需求，且该综合管理平台可扩展室内环境检测、家庭成员看护、智能 家居管理、家庭信息管理以及物流网集成等功能，故能持续进行产品功能的升级和补充。
权利要求一种移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述信息综合管理系统包括综合管理平台和移动载体，所述综合管理平台包括上位机操作系统、下位机控制系统和电源管理系统，所述上位机操作系统与下位机控制系统通信连接，所述电源管理系统分别与上位机操作系统和下位机控制系统电连接，上位机操作系统、下位机控制系统和电源管理系统分别安装在移动载体上。
2.根据权利要求1所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述上位机操 作系统包括上位机嵌入式系统、音频视频采集模块、音频视频输出模块、数据通讯模块、标 准信号接口模块、人机交互系统模块及功能扩展区模块，上述音频视频采集模块、音频视频 输出模块、数据通讯模块、标准信号接口模块、人机交互系统模块及功能扩展区模块均与所 述上位机嵌入式系统通信连接。
3.根据权利要求2所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述上位机嵌 入式系统包括CPU、视频及音频编解码单元、静态随机存储器、流媒体服务器单元、WIFI网 卡、GSM/GPRS/3G模块和时钟；音频视频采集模块包括摄像单元和音频采集单元；音频视频 输出模块包括液晶显示输出单元及音频功放和输出单元；数据通讯模块包括无线路由传输 单元和移动通信单元；所述标准信号接口模块包括无线红外接口、USB接口、UART串口通信 接口、标准视频输出接口及以太网接口 ；所述人机交互系统模块包括液晶显示屏输出单元、 触摸屏输入单元、无线红外遥控器单元及客户端。
4.根据权利要求1所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述下位机控 制系统包括下位机嵌入式系统、导航定位模块、自动充电模块、运动控制模块、运动传感模 块、异常探测模块及身份识别模块，上述导航定位模块、自动充电模块、运动控制模块、运动 传感模块、异常探测模块及身份识别模块均与所述下位机嵌入式系统通信连接。
5.根据权利要求4所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述下位机嵌 入式系统包括ARM控制器、UART串口通信接口、电量测量接口、RF射频模块、热源探测接口、 复杂可编程逻辑器件、惯性传感器处理单元、位姿检测单元及电机编码器信号处理单元；运 动控制模块包括直流电机驱动单元、避障处理单元及防跌落处理单元；运动传感模块包括 距离传感器单元；所述导航定位模块包括航迹推测单元、环境地图建模定位单元及路径规 划与引导单元；所述自动充电模块包括远程归航引导单元、自动充电站对接处理单元及自 动充电单元；异常探测模块包括异常人物闯入报警处理单元及热源探测器；所述身份识别 模块包括人物身份识别模块。
6.根据权利要求1所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述电源管理 系统包括标准电压模块及电量监测模块。
7.根据权利要求1或2或3或6所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于 所述的移动载体采用具有行驶轮的机器人底盘。
8.根据权利要求4或5所述的移动式家庭信息综合管理系统，其特征在于所述的移 动载体采用具有行驶轮的机器人底盘，行驶轮与运动控制模块连接。
专利摘要本实用新型涉及一种移动式家庭信息综合管理系统，所述家庭信息综合管理系统包括综合管理平台和移动终端，所述综合管理平台包括上位机操作系统、下位机控制系统和电源管理系统，所述上位机操作系统与下位机控制系统通信连接，所述电源管理系统分别与上位机操作系统和下位机控制系统电连接，上位机操作系统、下位机控制系统和电源管理系统分别安装在移动终端上。本实用新型提供了一种集家庭娱乐、远程信息交互、安防监控等功能的易于布线、维护、布置及升级，造价低，易于推广的移动式信息综合管理平台。
文档编号G06F19/00GK201673507SQ201020199348
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者李潇波, 杨光明, 温昌旺 申请人:杭州瓦瑞科技有限公司