用于室內環境監測的無線智能運動系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于室內環境監測的無線智能運動系統。包括一用于自動循跡及室內環境數據采集的運動系統數據采集單元、多個用于采集室內各固定位置環境數據的固定節點數據采集單元、用于實現所述運動系統數據采集單元進行自動充電的自動充電單元和一用于進行遠程通訊的遠程無線模塊。本實用新型采用智能小車來動態監測室內環境狀況，通過將固定數據采集節點單元與運動數據采集節點單元相結合，并通過安卓手機來遠程無線監視室內環境狀況，節省了人力物力，加大了監測力度，并且提高監測靈活性和減少監測死角，可以保證一些安全隱患的早發現早預防，對保護一些人身財產安全等起到至關重要的作用。
【專利說明】用于室內環境監測的無線智能運動系統

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于室內環境的智能監測領域，特別涉及一種用于室內環境監測的無線智能運動系統，尤其是能實現無線控制智能小車動態監測室內環境質量狀況，并且不用考慮智能小車的電量問題，可自動進行充電。

【背景技術】
[0002]目前，室內環境的監控技術基本上都如出一轍，那就是使用攝像頭的定點安裝，通過攝像頭的轉動來采集室內環境的實時情況，但是對于該監控不僅存在監視死角，并且需要多個定點安裝；對于室內的溫度、濕度和煙霧環境質量狀況的監測則是通過定點安裝傳感器來采集實時數據，從而反映出環境質量的實時狀況。因此，該方案需要定點安裝數量不少的攝像頭和傳感器，極大地浪費了人力物力。此外，由于監測力度的不足，人身財產還可能存在安全隱患。


【發明內容】

[0003]為了克服現有室內環境監控存在的死角和人力物力的浪費，本實用新型的目的在于提供一種用于室內環境監測的無線智能運動系統。
[0004]為實現上述目的，本實用新型的技術方案是:一種用于室內環境監測的無線智能運動系統，包括一用于自動循跡及室內環境數據采集的運動系統數據采集單元、多個用于采集室內各固定位置環境數據的固定節點數據采集單元、用于實現所述運動系統數據采集單元進行自動充電的自動充電單元和一用于進行遠程通訊的遠程無線模塊。
[0005]在本實用新型一實施例中，所述的運動系統數據采集單元包括雙驅智能小車、置于該雙驅智能小車上的處理器、搭載于該雙驅智能小車前端兩側及底盤前端的紅外收發傳感器和搭載于該雙驅智能小車上攝像頭、數據采集傳感器及語音報警模塊。
[0006]在本實用新型一實施例中，所述的固定節點數據采集單元包括設置于室內各固定位置的數據采集傳感器和語音報警模塊。
[0007]在本實用新型一實施例中，所述的遠程無線模塊包括用于實現運動系統數據采集單元與手機之間通訊的無線網卡和用于實現運動系統數據采集單元與固定節點數據采集單元之間通訊的Zigbee模塊。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述Zigbee模塊包括設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee和設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee ;所述設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee為協調器，所述設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee為路由器。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述的自動充電單元包括搭載于所述雙驅智能小車上的趨光模塊及磁鐵和設置于充電電源處的強光源及金屬片。
[0010]在本實用新型一實施例中，所述趨光模塊由設置于所述雙驅智能小車前端、后端、左端、右端及中部的五個光敏電阻組成。
[0011]在本實用新型一實施例中，所述數據采集傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器。
[0012]相較于現有技術，本實用新型具有以下有益效果:
[0013]本實用新型采用智能小車來動態監測室內環境狀況，通過將固定數據采集節點單元與運動數據采集節點單元相結合，并通過安卓手機來遠程無線監視室內環境狀況，節省了人力物力，加大了監測力度，并且提高監測靈活性和減少監測死角，可以保證一些安全隱患的早發現早預防，對保護一些人身財產安全等起到至關重要的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的系統框架圖。
[0015]圖2是本實用新型一實施例的應用系統框架圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型的一種用于室內環境監測的無線智能運動系統，包括一用于自動循跡及室內環境數據采集的運動系統數據采集單元、多個用于采集室內各固定位置環境數據的固定節點數據采集單元、用于實現所述運動系統數據采集單元進行自動充電的自動充電單元和一用于進行遠程通訊的遠程無線模塊。
[0017]所述的運動系統數據采集單元包括雙驅智能小車、置于該雙驅智能小車上的處理器、搭載于該雙驅智能小車前端兩側及底盤前端的紅外收發傳感器和搭載于該雙驅智能小車上攝像頭、數據采集傳感器及語音報警模塊；所述的固定節點數據采集單元包括設置于室內各固定位置的數據采集傳感器和語音報警模塊；所述數據采集傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器。
[0018]所述的遠程無線模塊包括用于實現運動系統數據采集單元與手機之間通訊的無線網卡和用于實現運動系統數據采集單元與固定節點數據采集單元之間通訊的Zigbee模塊；所述Zigbee模塊包括設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee和設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee ;所述設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee為協調器，所述設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee為路由器。當協調器上電時，會自動組建一個網絡，而路由器將會自動加入該網絡實現傳感數據的交互。
[0019]所述的自動充電單元包括搭載于所述雙驅智能小車上的趨光模塊及磁鐵和設置于充電電源處的強光源及金屬片；所述趨光模塊由設置于所述雙驅智能小車前端、后端、左端、右端及中部的五個光敏電阻組成。
[0020]為更好的講述本實用新型的技術方案，以下結合本實用新型及現有軟件來簡單描述本實用新型系統的工作及實現原理，需特別說明的是涉及軟件的描述不是本實用新型的保護內容。
[0021]本實用新型系統對于室內環境的監測有主動和被動兩種模式:主動模式是智能小車自動巡邏室內環境，當環境質量狀況(溫度、濕度及煙霧指數)超過安全值時自動報警，并反饋給用戶的安卓手機客戶端；而被動模式是使用安卓手機客戶端實時控制智能小車走向，并且在安卓手機上實時顯示所有傳感器的實時傳感數據，對特別關心的地點還可以拍照并傳回照片。該系統不僅能實現定點的室內傳感量檢測，而且能通過安卓手機客戶端來無線操控智能小車動態監測并改善室內環境質量狀況。另外，該系統還能夠根據用戶的需求來定制其特定功能，極大地提高了室內環境監測的靈活性。
[0022]如圖2所示，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案主要通過三個模塊來實現，具體設計如下:
[0023]一、運動系統數據采集單元
[0024]運動系統數據采集單元采用在兩驅的運動智能小車底盤上搭載一嵌入式處理器作為服務端主控中心；在智能小車的前端兩側分別搭載一紅外收發傳感器，通過紅外接收器接收反射回來的紅外轉換電平，并根據其閾值來判斷前方是否有障礙物，從而實現運動避障；在智能小車底盤前端搭載三對紅外收發傳感器，利用白色發射紅外線、黑色吸收紅外線，實現智能小車對黑色布線軌跡的自動循跡；搭載一高清攝像頭，用來實時拍攝室內狀況；搭載一無線網卡實現安卓手機客戶端與嵌入式服務端之間的WIFI數據通信；搭載一個溫度、濕度和煙霧等傳感器來檢測室內環境質量狀況；搭載一語音報警模塊，當這些傳感器獲取的當前參數值超過預設安全值時，嵌入式服務端控制報警模塊進行語音報警；搭載一個Zigbee模塊作為協調器組建專屬Zigbee的網絡，用以與固定節點之間進行無線數據通?目。
[0025]二、固定節點數據采集單元
[0026]固定節點數據采集單元由Zigbee模塊、若干傳感器及語音報警模塊組成。其中，Zigbee模塊配置為路由器模式，用于加入已組建好的Zigbee無線網絡，并與被設置為協調器的智能小車上的Zigbee模塊進行通信，而后通過該Zigbee模塊與嵌入式服務端間進行數據通信；傳感器包括溫度、濕度和煙霧傳感器，實現室內環境參數的采集；當這些傳感器采集到的值超過預設的安全值時，嵌入式服務端會控制語音報警模塊進行報警。固定節點只安裝在用戶特別關心的位置，其它位置通過運動節點來采集，從而減少固定節點的安裝個數。
[0027]三、智能運動小車自動充電單元
[0028]在智能小車上搭載一趨光模塊,其工作過程如下:在充電電源處放有強光，小車上安裝有五個光敏電阻(前、后、中、左、右)，通過光敏電阻的尋光分析可知道小車處于充電電源的方向；然后調整小車的車身，使其向充電電源方向前進；在電源處放著一塊金屬片，在小車上也放有一塊強力磁鐵，當行駛到電源處，小車停止行走，磁鐵實現電源與小車的對接功能，從而實現自動充電。
[0029]以上是本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本實用新型技術方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:包括一用于自動循跡及室內環境數據采集的運動系統數據采集單元、多個用于采集室內各固定位置環境數據的固定節點數據采集單元、用于實現所述運動系統數據采集單元進行自動充電的自動充電單元和一用于進行遠程通訊的遠程無線模塊。
2.根據權利要求1所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述的運動系統數據采集單元包括雙驅智能小車、置于該雙驅智能小車上的處理器、搭載于該雙驅智能小車前端兩側及底盤前端的紅外收發傳感器和搭載于該雙驅智能小車上的攝像頭、數據采集傳感器及語音報警模塊。
3.根據權利要求1所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述的固定節點數據采集單元包括設置于室內各固定位置的數據采集傳感器和語音報警模塊。
4.根據權利要求1所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述的遠程無線模塊包括用于實現運動系統數據采集單元與手機之間通訊的無線網卡和用于實現運動系統數據采集單元與固定節點數據采集單元之間通訊的Zigbee模塊。
5.根據權利要求4所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述Zigbee模塊包括設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee和設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee ;所述設置于運動系統數據采集單元上的Zigbee為協調器，所述設置于固定節點數據采集單元上的Zigbee為路由器。
6.根據權利要求2所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述的自動充電單元包括搭載于所述雙驅智能小車上的趨光模塊及磁鐵和設置于充電電源處的強光源及金屬片。
7.根據權利要求6所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述趨光模塊由設置于所述雙驅智能小車前端、后端、左端、右端及中部的五個光敏電阻組成。
8.根據權利要求2或3所述的用于室內環境監測的無線智能運動系統，其特征在于:所述數據采集傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器。
【文檔編號】G01D21/02GK204143619SQ201420565420
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】程樹英, 張義群, 何航宇, 林培杰 申請人:福州大學