基本信息
- 项目名称：
- 智能遥控巡逻车的设计与制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该智能遥控巡逻车具有自动和手动巡逻检查仓库，并能通过手工制作的机械臂对物体进行手动和自动搬移的功能；它能够通过鼠标定位技术准确定出在仓库中的位置，并实时向上位机软件发送视频图像；是一个可以在恶劣的仓库中代替人完成巡逻、搬运物体的工作的智能机器人。
- 详细介绍：
- 该作品所用的核心技术： ◆ 无线Zigbee通信技术进行数据通信 ◆ ARM7和51单片机的多线程控制 ◆ 用鼠标定位技术进行精确定位 ◆ 多自由度的机械臂设计 ◆ 集图像、实时数据传输为一体的上位机软件 ◆ 无线WiFi用来图像传输 ◆ 直流电机和舵机的多线程控制 该作品的优点： ◆ 采用了将ARM7与两个51单片机的多线程控制，使数据的处理效率更高，保证了整个系统的高实时性。 ◆ 采用了自己编写的上位机软件，包括了仓库的模拟实时地图和摄像头传回的视频头像，使整个系统的操作更加简单。 ◆ 工作稳定，操作简单，易于控制，维护方便，包括机械臂在内的一切机械部分都是纯手工制作。
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
- 本项目以51单片机为核心，采用双核实现对串口单元模块、红外避障和循迹模块、主电机驱动模块、步进电机驱动模块的控制，使用VB开发环境进行界面化操作和串口通信的编程，运用ZigBee无线通信进行上位机系统与移动终端的通信，搭载WIFI网络摄像头进行图像信息传输，初步形成硬件和软件结合为一体的综合智能巡逻监控系统。 本作品的创新点有三点：其一就是应用了有广阔发展前景的物联网组网技术，可以实现服务器与终端的无线通信；第二个亮点就是自行设计的上位机软件；在设计智能巡逻系统时，结合实际需要成功设计了适用于本系统的操作界面。第三个就是运用WiFi网络进行图像数据传输，保证在巡逻车移动的情况下能够实时得到现场的视频图像，便于进行远程人工监视和控制，提升整个系统的可操控性。 此项目的关键在于以下几点： （1）各种传感器电路； （2）直流电机及步进电机驱动； （3）单片机对外围驱动的控制； （4）PC与单片机之间的Zigbee无线通信; （5）WiFi网络摄像头的云台控制； （6）监控软件的整体控制及信息的处理。 通过测试，在电源充足的情况下，其待机电流为0.12A，持续高速工作电流为0.6A，低速为0.38A，电池电量预计可以连续运行1.5小时，最大载重量约2.8Kg,视频传输平均延时1.8s.路径测量平均误差为0.022m—0.048m/m,基本达到预测指标。
科学性、先进性
- 不同于其它智能车，该设计中转向靠的是舵机、但主驱动用的是直流电机，能实现无级调速；无线通信运用了物联网技术，进行系统软件与单片机的无线通信；为了能够在巡逻车运行中实时查看其周围环境，以便对异常及时处理，系统引入无线网络摄像头；摄像头通过WiFi无线路由器将视频监视画面实时传输到监控软件。 监控软件是整个系统的控制核心，系统的所有指令都由监控软件发到巡逻车或网络摄像头。监控软件和巡逻车通过ZigBee无线自组织网络进行通信。 本系统的先进性体现在以下几点： 其一就是应用了有广阔发展前景的物联网，可以实现控制软件与智能小车的无线联网。第二就是自行设计的监控软件；本系统结合实际需要成功设计了适用于本系统的操作界面。第三是视频移动监控：在以往的仓库监控中大多数使用的是固定的摄像头对仓库进行全面覆盖，但在本系统中，在智能小车上的网络摄像头可以实现移动监控，并可以通过无线WiFi对视频图像进行传输。
获奖情况及鉴定结果
- 作品将参加2011年第七届全国嵌入式设计竞赛；
作品所处阶段
- 本作品还处在正在开发研究的实验室阶段，最终将申请专利，并进行生产。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型和现场演示
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
- 当制造商们一如既往的寻求新的方法和工具以降低生产成本时，许多处于领先地位的公司纷纷转向开发可以极大提高和改进现有的维护、修理和操作的监控和诊断工具。这类常被称作为“远程监控”的技术可帮助公司全面减少生产的费用，提高质量，使停工时间降到最少并提高操作效率。而且获取、分析并有效利用来自机器的运作信息可以极大的降低，甚至于避免，意外的停工的发生，并辅助管理者作出有根据的生产决策。简而言之，远程监控系统可以提供一种能提高利润率的重要的战略性和有竞争性的优势。 本作品设计的智能遥控巡逻车综合使用了最先进的物联网通信技术和高级软件编程技术，使用简单，维护方便，系统运行成本低，抗干扰能力强，能够广泛应用到需要自动巡逻的任何场合，包括仓库自动巡逻、厂房自动巡检、区域自动移动安防、集群设备移动定位等。本作品生产成本低，部署成本低，应用场合多，需求量大，具有非常大的应用前景和市场前景。
同类课题研究水平概述
- 在科学技术高速发展的今天，我们正在接近一个全新的时代：这个时代就是机器人时代。到那时，形式多样的“无人化”将展现在人们眼前。因为生产的飞速发展，产品种类的不断增多，使得产品入库和出库作业日益复杂化，所以研制开发由电子计算机管理的“无人”仓库是自动化技术发展的必然方向。这样，仓库的利用率显著提高。随即而来的出现了一种立体化的仓库，目前立体仓库的分类按形式划分：自动化有轨仓库/无轨仓库（窄通道三向堆垛叉车）。自动化有轨仓库：其采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主、并结合入出库周边设备来进行作业的一种仓库。其基本系统有四个组成部分：储存货架、存取设备、输入输出设备、控制系统。 为了提高仓库作业的自动化管理水平，越来越多的现代化立体仓库普遍运用了信息引导系统及视频监控系统，在作业时，所有的搬运移动都被输入计算机，由计算机来分析搬运需求和安排设备，这样可以确保有效的移动和减少空载移动。信息引导搬运系统具有明显的优势，因为该系统在不需大量投资的情况下，可获得自动化分选的益处，并提高生产率。监控系统则可以充当眼睛的作用，实时监控仓库。 传统的视频监控只能是一个事后查看的被动工具，市场迫切需要具备智能视频分析的监控系统对事件隐患进行预警，达到防患未然的目的。 在无线传输技术方面，物联网技术应用广泛。物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 不过应该指出的是，虽然反映人类智力和现代科学技术水平的“无人化”事物早已问世，但是它们目前尚不能成为影响社会发展的普遍经济因素，还只能作为科学技术实验的开端。“无人化”还没有大面积覆盖实际社会生产。
