基本信息
- 項目名稱：
- 現(xiàn)場信息檢測小車
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該信息檢測小車主要用來對現(xiàn)場信息的實時檢測，實現(xiàn)在地震、火災、礦區(qū)、管道等特殊環(huán)境中的環(huán)境檢測與數(shù)據(jù)采集，以及災難發(fā)生后人員的搜救工作，并可以完成家居環(huán)境檢測，代替保安在小區(qū)內(nèi)巡邏等工作。
- 詳細介紹：
- 在地震、火災、礦區(qū)、管道等特殊環(huán)境中進行環(huán)境檢測與數(shù)據(jù)采集，以及災難發(fā)生后人員的搜救工作一直以來是一個令人頭疼的問題。為了實現(xiàn)這些地區(qū)的數(shù)據(jù)采集及被困人員搜索，我們制作了這輛信息檢測小車。該檢測車使用的主控芯片為超低功耗MSP430單片機，同時集成了無線攝像頭、各種傳感器及無線話筒等設備，實現(xiàn)了在各種復雜環(huán)境中現(xiàn)場圖像采集、氣體檢測、人員檢測、溫濕度檢測、超聲波測距、小車精確定位、自動避障、自動記憶路徑及輔助營救人員展開營救工作等功能。為提高小車對復雜環(huán)境的適應能力，我們給小車加上躍障模塊。小車與上位機之間采用Modbus通信協(xié)議，可以實現(xiàn)多機通信。同時，小車配有無線話筒，方便營救人員對被困者進行心理輔導。另外小車電路實現(xiàn)了低功耗設計，在不影響正常工作的前提下減少了電池的負擔，配合太陽能電池板，更加節(jié)能環(huán)保。小車的這些功能使其也可以完成家居環(huán)境檢測，代替保安在小區(qū)內(nèi)巡邏等工作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：實時檢測現(xiàn)場信息，用來做好對意外情況的預防并制定及時的解決方案。 思路：考慮到現(xiàn)場可燃性氣體、有毒氣體的存在，小車采用煙霧傳感器對其實時檢測，并對現(xiàn)場溫度、濕度及障礙物距離等進行高精度檢測。地震等災害性現(xiàn)場可能存在傷員，攜帶有藥品、食物的小車可以采用生命探測儀對現(xiàn)場被困人員進行搜索。小車嵌有雙向迷你電臺，可以與被困人員對話，進行必要的心理輔導。同時我們給小車自制的定位系統(tǒng)可以準確定位傷員位置?，F(xiàn)場電能緊缺是制約進度的瓶頸，我們采用太陽能電池板實現(xiàn)對小車的自動充電，同時設計低功耗電路以節(jié)約能源。為提高現(xiàn)場檢測效率，小車與上位機之間采用一主機多子機的通訊模式，使上位機可以同時對多輛檢測車進行監(jiān)控。小車配有無線攝像頭，可將現(xiàn)場畫面發(fā)送到上位機。小車鍵盤操控、有線無線切換、智能避障、躍障和自動記憶路徑等功能，大大提高了它適應復雜環(huán)境的能力。 創(chuàng)新點：高精度現(xiàn)場信號檢測，有線無線可切換模式的音頻視頻數(shù)據(jù)傳輸，學習型半智能避障與行車路徑記錄，太陽能智能充電配合低功耗檢測，上位機組網(wǎng)及多機通訊。 關鍵技術：多機通信，無線監(jiān)控，小范圍內(nèi)小車定位，智能避障和自動記憶路徑的控制算法，自動充電和低功耗電路的設計等。 主要技術參數(shù)：溫度精度為0.1度，超聲波測距精度3毫米，生命探測儀檢測距離在12米以內(nèi)，空曠無線傳輸距離500米，復雜環(huán)境有線傳輸距離100米，太陽能電池板充電電壓13伏，充電電流400毫安，小車檢測狀態(tài)下功率2.58毫瓦。
科學性、先進性
- 先進性：智能避障和自動記憶路徑的控制算法，多機通訊，小范圍內(nèi)確定小車的位置等都是國內(nèi)先進的技術。利用太陽能電池板進行自動充電的技術也是小車的一大創(chuàng)新。 科學性：小車可用無線通信模式將所需數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機，避免了有線帶來的諸多不便；小車實現(xiàn)多機組網(wǎng)通訊，大大增加了檢測效率；小車實現(xiàn)視頻、音頻傳輸，可將現(xiàn)場視頻音頻、小車位置等信息傳送到上位機，使操控人員更加清晰的了解現(xiàn)場情況；小車通過我們編寫的控制算法實現(xiàn)自動避障，自動記憶路徑等功能，大大增加了其適應復雜環(huán)境的能力；我們通過對硬件的設計，既降低了其功耗，又使其完成了太陽能自動充電的功能，更加節(jié)能環(huán)保。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品在2010年評為校級學生科技創(chuàng)新立項資助項目并已結(jié)題驗收； 作品在2011年被教務處評為校級大學生研究訓練（SRT）計劃項目； 作品在2011年被評為第十二屆“挑戰(zhàn)杯”校級大學生課外學術科技作品特等獎； 作品在已在濟南藍海清洗維修工程有限公司試用成功，并有相關證明。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 ，現(xiàn)場演示，圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：可通過上位機監(jiān)控現(xiàn)場信息，通過鍵盤或鼠標控制小車動作，通過雙向迷你電臺與現(xiàn)場人員對話。 技術特點及優(yōu)勢：多機通信，無線監(jiān)控，小范圍小車定位，智能避障和自動記憶路徑的控制算法，自動充電和低功耗的電路設計等。 適用范圍：用于火災、輻射區(qū)、管道等人類難以到達的地方的信息檢測，幫助保安在小區(qū)里巡邏，用于家居環(huán)境檢測等。 推廣前景：小車可移動精確檢測、自動記憶路徑、上位機組網(wǎng)及多機通訊等特點，使其更有競爭力。小車廣泛的應用范圍使其具有很高的研究價值。 市場分析：現(xiàn)今還沒有類似的檢測小車正式投入使用，現(xiàn)場信息檢測小車已在濟南藍海清洗維修工程有限公司適用成功，并初步具備產(chǎn)品化生產(chǎn)的條件。經(jīng)我們調(diào)查，國內(nèi)應相關信息檢測設備并不完善，檢測車不但可以完成相應的工作，還可以小區(qū)巡邏、家居環(huán)境檢測，實用性極強。 經(jīng)濟效益預測：單套設備約2000元人民幣。北京寶眾達公司的檢測車BZD-02-01的價格約2萬元人民幣。小車的經(jīng)濟效益相當可觀。
同類課題研究水平概述
- 一、國內(nèi)同類課題： （一）小飛機機器人 空中“電子眼”能快速獲取受災情況，傳回災情現(xiàn)場的實時圖像，有時還可以進行應急物品投放。它擁有避障功能，使用汽油作為動力來源。 （二）洞穴機器人 這款機器人是履帶式的，最大的特點就是可根據(jù)廢墟現(xiàn)場的地形進行變形，在復雜的廢墟環(huán)境中移動。洞穴機器人上面裝有探頭進行攝像，此外還有音頻、視頻設備、生命探測儀器。 （三）蛇形機器人 這款機器人的頭部裝有麥克風，可以通過地面操控終端與廢墟下的生還者進行直接對話，了解生還者所需，為被埋的幸存者輸送水或牛奶等營養(yǎng)液。 （四）井下救援機器人 該機器人采用履帶式的行走機構(gòu)，具有一定越障能力。它采用具有音頻探測、視頻觀測等多種技術手段相結(jié)合的人員生命探測方式，可配載食品、水、礦燈、急救包等物品，確認事故現(xiàn)場是否有生命存在并進行搜救。 二、國際同類課題： （一）救援機器人RoboCue 它配備超聲波傳感器、紅外照相機。 （二）蛇形機器人Snakebot 這款蛇形機器人由日本救災機器人研究人員發(fā)明，配備有攝像機，更注重于搜索功能。
