基本信息
- 项目名称：
- 现场信息检测小车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该信息检测小车主要用来对现场信息的实时检测，实现在地震、火灾、矿区、管道等特殊环境中的环境检测与数据采集，以及灾难发生后人员的搜救工作，并可以完成家居环境检测，代替保安在小区内巡逻等工作。
- 详细介绍：
- 在地震、火灾、矿区、管道等特殊环境中进行环境检测与数据采集，以及灾难发生后人员的搜救工作一直以来是一个令人头疼的问题。为了实现这些地区的数据采集及被困人员搜索，我们制作了这辆信息检测小车。该检测车使用的主控芯片为超低功耗MSP430单片机，同时集成了无线摄像头、各种传感器及无线话筒等设备，实现了在各种复杂环境中现场图像采集、气体检测、人员检测、温湿度检测、超声波测距、小车精确定位、自动避障、自动记忆路径及辅助营救人员展开营救工作等功能。为提高小车对复杂环境的适应能力，我们给小车加上跃障模块。小车与上位机之间采用Modbus通信协议，可以实现多机通信。同时，小车配有无线话筒，方便营救人员对被困者进行心理辅导。另外小车电路实现了低功耗设计，在不影响正常工作的前提下减少了电池的负担，配合太阳能电池板，更加节能环保。小车的这些功能使其也可以完成家居环境检测，代替保安在小区内巡逻等工作。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：实时检测现场信息，用来做好对意外情况的预防并制定及时的解决方案。 思路：考虑到现场可燃性气体、有毒气体的存在，小车采用烟雾传感器对其实时检测，并对现场温度、湿度及障碍物距离等进行高精度检测。地震等灾害性现场可能存在伤员，携带有药品、食物的小车可以采用生命探测仪对现场被困人员进行搜索。小车嵌有双向迷你电台，可以与被困人员对话，进行必要的心理辅导。同时我们给小车自制的定位系统可以准确定位伤员位置。现场电能紧缺是制约进度的瓶颈，我们采用太阳能电池板实现对小车的自动充电，同时设计低功耗电路以节约能源。为提高现场检测效率，小车与上位机之间采用一主机多子机的通讯模式，使上位机可以同时对多辆检测车进行监控。小车配有无线摄像头，可将现场画面发送到上位机。小车键盘操控、有线无线切换、智能避障、跃障和自动记忆路径等功能，大大提高了它适应复杂环境的能力。 创新点：高精度现场信号检测，有线无线可切换模式的音频视频数据传输，学习型半智能避障与行车路径记录，太阳能智能充电配合低功耗检测，上位机组网及多机通讯。 关键技术：多机通信，无线监控，小范围内小车定位，智能避障和自动记忆路径的控制算法，自动充电和低功耗电路的设计等。 主要技术参数：温度精度为0.1度，超声波测距精度3毫米，生命探测仪检测距离在12米以内，空旷无线传输距离500米，复杂环境有线传输距离100米，太阳能电池板充电电压13伏，充电电流400毫安，小车检测状态下功率2.58毫瓦。
科学性、先进性
- 先进性：智能避障和自动记忆路径的控制算法，多机通讯，小范围内确定小车的位置等都是国内先进的技术。利用太阳能电池板进行自动充电的技术也是小车的一大创新。 科学性：小车可用无线通信模式将所需数据发送到上位机，避免了有线带来的诸多不便；小车实现多机组网通讯，大大增加了检测效率；小车实现视频、音频传输，可将现场视频音频、小车位置等信息传送到上位机，使操控人员更加清晰的了解现场情况；小车通过我们编写的控制算法实现自动避障，自动记忆路径等功能，大大增加了其适应复杂环境的能力；我们通过对硬件的设计，既降低了其功耗，又使其完成了太阳能自动充电的功能，更加节能环保。
获奖情况及鉴定结果
- 作品在2010年评为校级学生科技创新立项资助项目并已结题验收； 作品在2011年被教务处评为校级大学生研究训练（SRT）计划项目； 作品在2011年被评为第十二届“挑战杯”校级大学生课外学术科技作品特等奖； 作品在已在济南蓝海清洗维修工程有限公司试用成功，并有相关证明。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 合作生产
作品可展示的形式
- 实物、产品 ，现场演示，图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：可通过上位机监控现场信息，通过键盘或鼠标控制小车动作，通过双向迷你电台与现场人员对话。 技术特点及优势：多机通信，无线监控，小范围小车定位，智能避障和自动记忆路径的控制算法，自动充电和低功耗的电路设计等。 适用范围：用于火灾、辐射区、管道等人类难以到达的地方的信息检测，帮助保安在小区里巡逻，用于家居环境检测等。 推广前景：小车可移动精确检测、自动记忆路径、上位机组网及多机通讯等特点，使其更有竞争力。小车广泛的应用范围使其具有很高的研究价值。 市场分析：现今还没有类似的检测小车正式投入使用，现场信息检测小车已在济南蓝海清洗维修工程有限公司适用成功，并初步具备产品化生产的条件。经我们调查，国内应相关信息检测设备并不完善，检测车不但可以完成相应的工作，还可以小区巡逻、家居环境检测，实用性极强。 经济效益预测：单套设备约2000元人民币。北京宝众达公司的检测车BZD-02-01的价格约2万元人民币。小车的经济效益相当可观。
同类课题研究水平概述
- 一、国内同类课题： （一）小飞机机器人 空中“电子眼”能快速获取受灾情况，传回灾情现场的实时图像，有时还可以进行应急物品投放。它拥有避障功能，使用汽油作为动力来源。 （二）洞穴机器人 这款机器人是履带式的，最大的特点就是可根据废墟现场的地形进行变形，在复杂的废墟环境中移动。洞穴机器人上面装有探头进行摄像，此外还有音频、视频设备、生命探测仪器。 （三）蛇形机器人 这款机器人的头部装有麦克风，可以通过地面操控终端与废墟下的生还者进行直接对话，了解生还者所需，为被埋的幸存者输送水或牛奶等营养液。 （四）井下救援机器人 该机器人采用履带式的行走机构，具有一定越障能力。它采用具有音频探测、视频观测等多种技术手段相结合的人员生命探测方式，可配载食品、水、矿灯、急救包等物品，确认事故现场是否有生命存在并进行搜救。 二、国际同类课题： （一）救援机器人RoboCue 它配备超声波传感器、红外照相机。 （二）蛇形机器人Snakebot 这款蛇形机器人由日本救灾机器人研究人员发明，配备有摄像机，更注重于搜索功能。
