基本信息
- 項目名稱：
- 智能遙控巡邏車的設(shè)計與制作
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該智能遙控巡邏車具有自動和手動巡邏檢查倉庫，并能通過手工制作的機械臂對物體進行手動和自動搬移的功能；它能夠通過鼠標定位技術(shù)準確定出在倉庫中的位置，并實時向上位機軟件發(fā)送視頻圖像；是一個可以在惡劣的倉庫中代替人完成巡邏、搬運物體的工作的智能機器人。
- 詳細介紹：
- 該作品所用的核心技術(shù)： ◆ 無線Zigbee通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)通信 ◆ ARM7和51單片機的多線程控制 ◆ 用鼠標定位技術(shù)進行精確定位 ◆ 多自由度的機械臂設(shè)計 ◆ 集圖像、實時數(shù)據(jù)傳輸為一體的上位機軟件 ◆ 無線WiFi用來圖像傳輸 ◆ 直流電機和舵機的多線程控制 該作品的優(yōu)點： ◆ 采用了將ARM7與兩個51單片機的多線程控制，使數(shù)據(jù)的處理效率更高，保證了整個系統(tǒng)的高實時性。 ◆ 采用了自己編寫的上位機軟件，包括了倉庫的模擬實時地圖和攝像頭傳回的視頻頭像，使整個系統(tǒng)的操作更加簡單。 ◆ 工作穩(wěn)定，操作簡單，易于控制，維護方便，包括機械臂在內(nèi)的一切機械部分都是純手工制作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本項目以51單片機為核心，采用雙核實現(xiàn)對串口單元模塊、紅外避障和循跡模塊、主電機驅(qū)動模塊、步進電機驅(qū)動模塊的控制，使用VB開發(fā)環(huán)境進行界面化操作和串口通信的編程，運用ZigBee無線通信進行上位機系統(tǒng)與移動終端的通信，搭載WIFI網(wǎng)絡(luò)攝像頭進行圖像信息傳輸，初步形成硬件和軟件結(jié)合為一體的綜合智能巡邏監(jiān)控系統(tǒng)。 本作品的創(chuàng)新點有三點：其一就是應(yīng)用了有廣闊發(fā)展前景的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)服務(wù)器與終端的無線通信；第二個亮點就是自行設(shè)計的上位機軟件；在設(shè)計智能巡邏系統(tǒng)時，結(jié)合實際需要成功設(shè)計了適用于本系統(tǒng)的操作界面。第三個就是運用WiFi網(wǎng)絡(luò)進行圖像數(shù)據(jù)傳輸，保證在巡邏車移動的情況下能夠?qū)崟r得到現(xiàn)場的視頻圖像，便于進行遠程人工監(jiān)視和控制，提升整個系統(tǒng)的可操控性。 此項目的關(guān)鍵在于以下幾點： （1）各種傳感器電路； （2）直流電機及步進電機驅(qū)動； （3）單片機對外圍驅(qū)動的控制； （4）PC與單片機之間的Zigbee無線通信; （5）WiFi網(wǎng)絡(luò)攝像頭的云臺控制； （6）監(jiān)控軟件的整體控制及信息的處理。 通過測試，在電源充足的情況下，其待機電流為0.12A，持續(xù)高速工作電流為0.6A，低速為0.38A，電池電量預(yù)計可以連續(xù)運行1.5小時，最大載重量約2.8Kg,視頻傳輸平均延時1.8s.路徑測量平均誤差為0.022m—0.048m/m,基本達到預(yù)測指標。
科學(xué)性、先進性
- 不同于其它智能車，該設(shè)計中轉(zhuǎn)向靠的是舵機、但主驅(qū)動用的是直流電機，能實現(xiàn)無級調(diào)速；無線通信運用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進行系統(tǒng)軟件與單片機的無線通信；為了能夠在巡邏車運行中實時查看其周圍環(huán)境，以便對異常及時處理，系統(tǒng)引入無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭；攝像頭通過WiFi無線路由器將視頻監(jiān)視畫面實時傳輸?shù)奖O(jiān)控軟件。 監(jiān)控軟件是整個系統(tǒng)的控制核心，系統(tǒng)的所有指令都由監(jiān)控軟件發(fā)到巡邏車或網(wǎng)絡(luò)攝像頭。監(jiān)控軟件和巡邏車通過ZigBee無線自組織網(wǎng)絡(luò)進行通信。 本系統(tǒng)的先進性體現(xiàn)在以下幾點： 其一就是應(yīng)用了有廣闊發(fā)展前景的物聯(lián)網(wǎng)，可以實現(xiàn)控制軟件與智能小車的無線聯(lián)網(wǎng)。第二就是自行設(shè)計的監(jiān)控軟件；本系統(tǒng)結(jié)合實際需要成功設(shè)計了適用于本系統(tǒng)的操作界面。第三是視頻移動監(jiān)控：在以往的倉庫監(jiān)控中大多數(shù)使用的是固定的攝像頭對倉庫進行全面覆蓋，但在本系統(tǒng)中，在智能小車上的網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以實現(xiàn)移動監(jiān)控，并可以通過無線WiFi對視頻圖像進行傳輸。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品將參加2011年第七屆全國嵌入式設(shè)計競賽；
作品所處階段
- 本作品還處在正在開發(fā)研究的實驗室階段，最終將申請專利，并進行生產(chǎn)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型和現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 當制造商們一如既往的尋求新的方法和工具以降低生產(chǎn)成本時，許多處于領(lǐng)先地位的公司紛紛轉(zhuǎn)向開發(fā)可以極大提高和改進現(xiàn)有的維護、修理和操作的監(jiān)控和診斷工具。這類常被稱作為“遠程監(jiān)控”的技術(shù)可幫助公司全面減少生產(chǎn)的費用，提高質(zhì)量，使停工時間降到最少并提高操作效率。而且獲取、分析并有效利用來自機器的運作信息可以極大的降低，甚至于避免，意外的停工的發(fā)生，并輔助管理者作出有根據(jù)的生產(chǎn)決策。簡而言之，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以提供一種能提高利潤率的重要的戰(zhàn)略性和有競爭性的優(yōu)勢。? 本作品設(shè)計的智能遙控巡邏車綜合使用了最先進的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和高級軟件編程技術(shù)，使用簡單，維護方便，系統(tǒng)運行成本低，抗干擾能力強，能夠廣泛應(yīng)用到需要自動巡邏的任何場合，包括倉庫自動巡邏、廠房自動巡檢、區(qū)域自動移動安防、集群設(shè)備移動定位等。本作品生產(chǎn)成本低，部署成本低，應(yīng)用場合多，需求量大，具有非常大的應(yīng)用前景和市場前景。
同類課題研究水平概述
- 在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，我們正在接近一個全新的時代：這個時代就是機器人時代。到那時，形式多樣的“無人化”將展現(xiàn)在人們眼前。因為生產(chǎn)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品種類的不斷增多，使得產(chǎn)品入庫和出庫作業(yè)日益復(fù)雜化，所以研制開發(fā)由電子計算機管理的“無人”倉庫是自動化技術(shù)發(fā)展的必然方向。這樣，倉庫的利用率顯著提高。隨即而來的出現(xiàn)了一種立體化的倉庫，目前立體倉庫的分類按形式劃分：自動化有軌倉庫/無軌倉庫（窄通道三向堆垛叉車）。自動化有軌倉庫：其采用高層貨架存放貨物，以巷道堆垛起重機為主、并結(jié)合入出庫周邊設(shè)備來進行作業(yè)的一種倉庫。其基本系統(tǒng)有四個組成部分：儲存貨架、存取設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、控制系統(tǒng)。 為了提高倉庫作業(yè)的自動化管理水平，越來越多的現(xiàn)代化立體倉庫普遍運用了信息引導(dǎo)系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在作業(yè)時，所有的搬運移動都被輸入計算機，由計算機來分析搬運需求和安排設(shè)備，這樣可以確保有效的移動和減少空載移動。信息引導(dǎo)搬運系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，因為該系統(tǒng)在不需大量投資的情況下，可獲得自動化分選的益處，并提高生產(chǎn)率。監(jiān)控系統(tǒng)則可以充當眼睛的作用，實時監(jiān)控倉庫。 傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控只能是一個事后查看的被動工具，市場迫切需要具備智能視頻分析的監(jiān)控系統(tǒng)對事件隱患進行預(yù)警，達到防患未然的目的。 在無線傳輸技術(shù)方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用廣泛。物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，將各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來主要體現(xiàn)在三個方面：一是互聯(lián)網(wǎng)特征，即對需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；二是識別與通信特征，即納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”一定要具備自動識別與物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為全球經(jīng)濟的復(fù)蘇提供技術(shù)動力。目前，美國、歐盟等都在投入巨資深入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國也正在高度關(guān)注、重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。 不過應(yīng)該指出的是，雖然反映人類智力和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的“無人化”事物早已問世，但是它們目前尚不能成為影響社會發(fā)展的普遍經(jīng)濟因素，還只能作為科學(xué)技術(shù)實驗的開端?！盁o人化”還沒有大面積覆蓋實際社會生產(chǎn)。
