一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，包括機器人本體，所述機器人本體包括處理器、攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池和電池充電管理模塊，所述攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池充電管理模塊分別與所述處理器連接，所述電池充電管理模塊與所述電池連接。本實用新型的有益效果是：可通過運動傳感器和紅外傳感器導(dǎo)航模塊控制機器人本體進行運動，可通過電池充電管理模塊為電池充電，可通過攝像頭模塊進行安防監(jiān)控，可通過無線通訊模塊進行無線通訊，可移動位置，觀察死角較少，不需要在每個需要監(jiān)控的房間都安裝攝像頭。
【專利說明】一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及家庭安防機器人，尤其涉及一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以進行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，但網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝比較復(fù)雜，不能移動位置，會存在較多的觀察死角，且在每個需要監(jiān)控的房間都需要安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人。
[0004]本實用新型提供了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，包括機器人本體，所述機器人本體包括處理器、攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池和電池充電管理模塊，所述攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池充電管理模塊分別與所述處理器連接，所述電池充電管理模塊與所述電池連接。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，所述運動傳感器包括基于超聲的碰撞躲避傳感器、基于光電碼盤的里程計、陀螺儀、加速度計、指南針中的任意一種或其任意組合。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述無線通訊模塊包括ZigBee模塊、WiFi模塊、WCDMA模塊、GPRS模塊中的任意一種或其任意組合。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述處理器通過所述無線通訊模塊連接有門磁傳感器、窗磁傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、水浸傳感器、CO濃度傳感器、CH4濃度傳感器中的任意一種或其任意組合。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述處理器連接有電量指示模塊。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述處理器連接有避障超聲波探頭模塊。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述避障超聲波探頭模塊至少有二個。
[0011 ] 作為本實用新型的進一步改進，所述處理器連接有運動電機，所述運動電機至少有二個。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，所述處理器通過語音合成模塊連接有喇叭。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述家庭安防機器人包括與所述機器人本體相分離設(shè)置的充電座，所述充電座設(shè)有紅外發(fā)射器，所述機器人本體上設(shè)有紅外接收器。
[0014]本實用新型的有益效果是:通過上述方案，可通過運動傳感器和紅外傳感器導(dǎo)航模塊控制機器人本體進行運動，可通過電池充電管理模塊為電池充電，可通過攝像頭模塊進行安防監(jiān)控，可通過無線通訊模塊進行無線通訊，可移動位置，觀察死角較少，不需要在每個需要監(jiān)控的房間都安裝攝像頭。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1是本實用新型一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的原理框圖；
[0016]圖2是本實用新型一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的軟件架構(gòu)圖；
[0017]圖3是本實用新型一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的運行框架圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0019]圖1至圖3中的附圖標(biāo)號為:處理器101 ；WiFi模塊102 ；ZigBee模塊103 ；GPRS模塊104 ；GPRS驅(qū)動模塊105 ;開關(guān)106 ;攝像頭模塊107 ;電量指示模塊108 ;運動傳感器109 ;避障超聲波探頭模塊I ;電池2 ;電池充電管理模塊3 ;運動電機4 ;電源接口 5。
[0020]如圖1至圖3所示，一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，包括機器人本體，所述機器人本體包括處理器101、開關(guān)106、電量指示模塊108、攝像頭模塊107、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器109、電池2和電池充電管理模塊3，開關(guān)106、電量指示模塊108、攝像頭模塊107、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器109、電池2、電池充電管理模塊3分別與所述處理器101連接，所述電池充電管理模塊3與所述電池2連接，所述電池充電管理模塊3連接有電源接口 5。
[0021]如圖1至圖3所示，所述運動傳感器109包括基于超聲的碰撞躲避傳感器、基于光電碼盤的里程計、陀螺儀、加速度計、指南針中的任意一種或其任意組合。
[0022]如圖1至圖3所示，所述無線通訊模塊包括ZigBee模塊103、WiFi模塊102、WCDMA模塊、GPRS模塊104中的任意一種或其任意組合，其中，GPRS模塊104連接有GPRS驅(qū)動模塊 105。
[0023]如圖1至圖3所示，所述處理器101通過所述無線通訊模塊連接有門磁傳感器、窗磁傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌⑺鞲衅?、CO濃度傳感器、CH4濃度傳感器中的任意一種或其任意組合。
[0024]如圖1至圖3所示，所述處理器101連接有電量指示模塊108。
[0025]如圖1至圖3所示，所述處理器101連接有避障超聲波探頭模塊I。
[0026]如圖1至圖3所示，所述避障超聲波探頭模塊I至少有二個，本實用新型優(yōu)選所述避障超聲波探頭模塊I有四個。
[0027]如圖1至圖3所示，所述處理器101連接有運動電機4，所述運動電機4至少有二個，本實用新型優(yōu)選所述運動電機4有二個。
[0028]如圖1至圖3所示，所述處理器101通過語音合成模塊連接有喇叭，可用于語音輸出。
[0029]如圖1至圖3所示，所述家庭安防機器人包括與所述機器人本體相分離設(shè)置的充電座，所述充電座設(shè)有紅外發(fā)射器，所述機器人本體上設(shè)有紅外接收器。
[0030]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，能夠隨時發(fā)現(xiàn)家庭中出現(xiàn)的異常情況，并能及時做出正確處理。機器人本體帶有ZigBee模塊103,可通過ZigBee模塊103實現(xiàn)Zigbee物聯(lián)網(wǎng)通信，可以與家中的各種傳感報警器組成家庭內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)有人撬門或破窗而入時，家庭安防機器人可以通過門磁傳感器或窗磁傳感器及時發(fā)現(xiàn)；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，家庭安防機器人通過煙霧傳感器或火焰?zhèn)鞲衅靼l(fā)現(xiàn)；當(dāng)屋內(nèi)發(fā)生漏水時，家庭安防機器人通過水浸傳感器發(fā)現(xiàn)；當(dāng)有煤氣或天然氣泄漏時，家庭安防機器人可以通過CO濃度傳感器或CH4濃度傳感器發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常情況后，家庭安防機器人可以根據(jù)異常情況的類型或級別選擇不同的策略，比如對屋內(nèi)的情況馬上通過攝像頭模塊107進行拍照或錄像，同時以發(fā)送圖片短信或撥打電話的方式通知用戶或報警。
[0031]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，不僅能夠與家庭內(nèi)部的設(shè)備和傳感器之間進行通信，而且還能夠接入外部網(wǎng)，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)對機器人進行遠(yuǎn)程操控。
[0032]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，用戶在家里可以用手機或其他設(shè)備通過家庭內(nèi)部的無線局域網(wǎng)來指揮機器人。用戶出門在外的時候，通過互聯(lián)網(wǎng)穿越家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT: Network Address Translator)設(shè)備來控制機器人，或者直接通過機器人的移動通信網(wǎng)絡(luò)接口來控制機器人。
[0033]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，處理器101以嵌入式ARM處理器為核心，采用的ARM處理器是S3C6410/S5PV210，此外還包括很多外設(shè)及通信接口，無線通信接口包括:WCDMA/GPRS移動通信接口，W1-Fi無線局域網(wǎng)接口和Zigbee接口，除了無線通信接口，還包括一些傳感器:USB/CM0S攝像頭負(fù)責(zé)圖像采集，紅外傳感器負(fù)責(zé)導(dǎo)航，運動傳感器109則包括基于超聲的碰撞躲避傳感器、基于光電碼盤的里程計、MPU6050陀螺儀等。其他外設(shè)還包括SYN6658語音合成模塊、兩路驅(qū)動電機等。
[0034]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的ARM最小系統(tǒng)板通過GPIO接口連接陀螺儀加速度計模塊、指南針模塊、光電碼盤等，通過UART串口連接Zigbee模塊103接收家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的傳感數(shù)據(jù)，通過UART串口連接WCDMA/GPRS模塊的驅(qū)動電路，向WCDMA/GPRS模塊發(fā)送AT Command指令并接收數(shù)據(jù)。
[0035]機器人本體在自主運動中可以通過各種運動傳感器109來獲得當(dāng)前的運動狀態(tài)，并根據(jù)其規(guī)劃的運動路徑對電機進行運動控制。ARM板通過GPIO對電機驅(qū)動電路進行控制。
[0036]機器人本體的運動機構(gòu)包括后面兩個由直流調(diào)速的運動電機4控制的動力輪和前面一個萬向輪，沒有控制方向的舵機，轉(zhuǎn)向依靠兩個動力輪的轉(zhuǎn)速差實現(xiàn)，因此可以做到原地轉(zhuǎn)向。機器人利用陀螺儀加速度計讀取的數(shù)據(jù)，通過捷聯(lián)慣導(dǎo)算法可以計算機器人的轉(zhuǎn)向角度及位置等運動狀態(tài)信息，并根據(jù)指南針讀出的數(shù)據(jù)進行對比修正。
[0037]所述電池充電管理模塊3包括充電電路，充電電路可以隨時檢測電源的電量,對充電情況進行指示，并且能夠在充電時提供過流保護功能。當(dāng)電池電量過低時，充電電路會提醒系統(tǒng)準(zhǔn)備充電。機器人本體可以利用充電座上的紅外發(fā)射器進行導(dǎo)航，自主運動到充電座上完成充電，因此機器人可以在無人值守的環(huán)境下連續(xù)工作。
[0038]所述電池充電管理模塊3的協(xié)處理器定時檢測電池的當(dāng)前電量，同時將電量信息傳送給處理器101,當(dāng)電池電量少于50%時,機器人本體利用充電座上的紅外發(fā)射器和自身的紅外接收器進行自主導(dǎo)航，回到充電座充電，電池2充滿后，為避免電池2連續(xù)充電損傷電池壽命，機器人本體會離開充電座等待。該協(xié)處理器還負(fù)責(zé)充電管理、電量檢測、充放電狀態(tài)采集、漏電和過流短路保護以及電機驅(qū)動等。
[0039]當(dāng)機器人本體發(fā)現(xiàn)電量過低時，會通過紅外接收器尋找充電座發(fā)射的紅外信號。如果暫時沒有找到紅外信號，機器人本體會根據(jù)自身的位置信息朝充電座(運動起始位置)運動，當(dāng)運動到與充電座一定范圍內(nèi)，通過隨機調(diào)整自身的方向搜索充電座的紅外信號，當(dāng)找到紅外信號，機器人本體朝著紅外信號的方向前進，在前進過程中會根據(jù)偏離情況進行一些方向調(diào)整，以保證充電座的紅外引導(dǎo)信號始終在機器人本體的接收范圍之內(nèi)。
[0040]如圖2所示，本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人的軟件框架的最底層是操作系統(tǒng)層，包括一些設(shè)備內(nèi)核驅(qū)動，如WiFi驅(qū)動、串口設(shè)備驅(qū)動、陀螺儀驅(qū)動、超聲傳感器驅(qū)動、攝像頭驅(qū)動、編碼器驅(qū)動等；再上一層進入用戶空間，是硬件抽象層，包括在設(shè)備內(nèi)核驅(qū)動基礎(chǔ)上的硬件抽象模塊，如WCDMA/GPRS模塊、Zigbee模塊和語音合成模塊等，這些設(shè)備的硬件是通過UART串口與ARM處理器通信，在內(nèi)核驅(qū)動中沒有對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動，因此把對這些設(shè)備的操作封裝成一個硬件抽象模塊，以供上層程序使用；再上一層是公共軟件組件層，由具有獨立功能的軟件組件模塊組成，主要的軟件組件包括通信模塊、傳感器模塊、語音人機交互模塊、運動控制與規(guī)劃模塊以及視頻服務(wù)模塊；最上層是應(yīng)用程序進程層，包括若干獨立的任務(wù)進程，這些任務(wù)進程中包含了對軟件組件或硬件抽象模塊的調(diào)用。
[0041]如圖3所示，本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人包括三種運行模式，手動控制模式、自主運動模式和訓(xùn)練模式，用戶可以對機器人預(yù)先進行訓(xùn)練，訓(xùn)練內(nèi)容包括運動路線、遇到警情時的處置方式。機器人主線程會在收到手機控制指令后進行切換，在手動控制模式下，用戶可以進行遠(yuǎn)程控制，機器人的視頻監(jiān)控畫面會實時發(fā)送到手機控制端程序上。機器人進入自主運行模式后，會根據(jù)傳感器節(jié)點傳回的數(shù)據(jù)以及用戶預(yù)先的要求進行任務(wù)規(guī)劃，其內(nèi)部維持一個任務(wù)列表，并不斷從列表中提出任務(wù)進行執(zhí)行。
[0042]本實用新型提供的一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人具有以下優(yōu)點:
[0043](I)家庭安防機器人的電池充電管理模塊3可以隨時檢測電源的電量，對充電情況進行指示，并且能夠在充電時提供過流保護功能。當(dāng)電池2電量過低時，充電電路會提醒系統(tǒng)準(zhǔn)備充電。機器人本體可以利用充電座上的紅外發(fā)射器進行導(dǎo)航，自主運動到充電座上完成充電，使機器人本體具有能量自給自足的能力，可以長時間工作在無人值守的環(huán)境中。
[0044](2)由于家庭安防機器人內(nèi)部軟件維持的任務(wù)列表以及任務(wù)規(guī)劃功能，使家庭安防機器人可以自主決策，針對家庭可能出現(xiàn)的各種緊急情況做出合理的處置，及時向用戶報警。
[0045](3 )由于機器人具有WiFi無線接口或移動通信接口，同時結(jié)合公網(wǎng)服務(wù)器的NAT穿越功能，用戶可以通過移動智能終端接入互聯(lián)網(wǎng)，穿過家庭內(nèi)部的無線路由器遠(yuǎn)程操控機器人，可以使機器人運動到家里的任何地方，隨時隨地進行視頻監(jiān)控。
[0046]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:包括機器人本體，所述機器人本體包括處理器、攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池和電池充電管理模塊，所述攝像頭模塊、無線通訊模塊、紅外傳感器導(dǎo)航模塊、運動傳感器、電池充電管理模塊分別與所述處理器連接，所述電池充電管理模塊與所述電池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述運動傳感器包括基于超聲的碰撞躲避傳感器、基于光電碼盤的里程計、陀螺儀、加速度計、指南針中的任意一種或其任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述無線通訊模塊包括ZigBee模塊、WiFi模塊、WCDMA模塊、GPRS模塊中的任意一種或其任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述處理器通過所述無線通訊模塊連接有門磁傳感器、窗磁傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、水浸傳感器、CO濃度傳感器、CH4濃度傳感器中的任意一種或其任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述處理器連接有電量指示模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述處理器連接有避障超聲波探頭模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述避障超聲波探頭模塊至少有二個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述處理器連接有運動電機，所述運動電機至少有二個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述處理器通過語音合成模塊連接有喇叭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于移動互聯(lián)網(wǎng)的家庭安防機器人，其特征在于:所述家庭安防機器人包括與所述機器人本體相分離設(shè)置的充電座，所述充電座設(shè)有紅外發(fā)射器，所述機器人本體上設(shè)有紅外接收器。
【文檔編號】G05D1/02GK203405733SQ201320371158
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】林威, 李云鶴, 王奇, 梁玉鋒, 王偉志 申請人:林威