一種基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，包括：機器人主體、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、WiFi轉(zhuǎn)串口模塊、主控模塊、超聲測距模塊、紅外測距模塊、九自由度運動模塊和執(zhí)行裝置，網(wǎng)絡(luò)攝像頭用于對機器人主體前方的環(huán)境信息進行拍攝；WiFi轉(zhuǎn)串口模塊用于將第一指令轉(zhuǎn)換為串口指令并發(fā)送至主控模塊；超聲測距模塊用于檢測機器人主體的多個方向上的障礙物和機器人主體的距離；九自由度運動模塊用于檢測機器人主體正前方所處的角度；主控模塊用于將第二指令發(fā)送至執(zhí)行裝置；執(zhí)行裝置根據(jù)第二指令執(zhí)行相應(yīng)的動作以進行自動避障和家電設(shè)備的控制。本發(fā)明可對室內(nèi)家電設(shè)備等進行調(diào)節(jié)和控制，為家庭提供便捷的家電控制、自動避障和安全防盜等功能。
【專利說明】-種基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于遠程控制的智能家居服務(wù)器機 器人系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展帶動了社會進步和人們生活水平的提高，隨著人們對自身家居 環(huán)境的要求越來越高，人們對智能家居研究日益深入，智能家居相關(guān)產(chǎn)品的種類也日趨繁 多，讓人們逐漸體驗到智能家居的優(yōu)越。尤其在"物聯(lián)網(wǎng)"成為全球范圍內(nèi)研究熱潮的形勢 下，智能家居作為"物聯(lián)網(wǎng)"重要應(yīng)用方向必將給人們的生活環(huán)境帶來新機遇和挑戰(zhàn)。
[0003] 但是，傳統(tǒng)的智能家居主要是基于靜態(tài)處理家庭信息，這種方式缺乏實時性和準 確性，如果在家庭中想對老人和孩子進行看護，需要實時獲取家中的人員和設(shè)備的信息，這 是傳統(tǒng)的家居設(shè)備無法實現(xiàn)的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種基于遠程控制智能家居服務(wù)機器人 系統(tǒng)，包括：機器人主體、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、WiFi轉(zhuǎn)串口模塊、主控模塊、超聲測距模塊、紅外測 距模塊、九自由度運動模塊和執(zhí)行裝置，其中，所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝于所述機器人主體的頂 部，用于對所述機器人主體前方的環(huán)境信息進行拍攝，并將所述環(huán)境信息的視頻流和音頻 流發(fā)送至外部的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備對所述視頻流和音頻流進行分析并生成第一指 令；所述WiFi轉(zhuǎn)串口模塊連接至所述終端設(shè)備和所述主控模塊，用于將所述第一指令轉(zhuǎn)換 為串口指令，并發(fā)送至所述主控模塊；所述超聲測距模塊安裝于所述機器人主體的前側(cè)面 上部且連接至所述紅外測距模塊，用于檢測所述機器人主體的多個方向上的障礙物和所述 機器人主體的距離，生成超聲測距信息；所述紅外測距模塊安裝于所述機器人主體的前側(cè) 面下部且連接至所述九自由度運動模塊，用于檢測所述機器人主體前方的障礙物與所述機 器人主體的距離，生成紅外測距信息；所述九自由度運動模塊連接至所述主控模塊，用于檢 測所述機器人主體正前方所處的角度，生成角度信息；所述主控模塊用于對接收到的所述 第一指令以及所述超聲測距信息、紅外測距信息和角度信息進行綜合分析處理以生成第二 指令，將所述第二指令發(fā)送至所述執(zhí)行裝置；所述執(zhí)行裝置根據(jù)所述第二指令執(zhí)行相應(yīng)的 動作以進行自動避障和家電設(shè)備的控制。
[0007] 在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:ARM嵌入式模塊，所述ARM嵌入式模塊安裝于 所述機器人主體的表面上，且在所述ARM嵌入式模塊上安裝有觸摸屏，所述ARM嵌入式模塊 用于接收來自所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻流和音頻流，并通過所述觸摸屏提供網(wǎng)絡(luò)搜索和影音 播放功能。
[0008] 在本發(fā)明的又一個實施例中，還包括，ZigBee模塊，所述ZigBee模塊連接至所述 主控模塊和所述終端設(shè)備，用于根據(jù)所述終端設(shè)備發(fā)送的指令，通過ZigBee協(xié)議向嵌入 ZigBee節(jié)點的家電設(shè)備和安防模塊發(fā)送檢測指令，獲取所述家電設(shè)備和安防模塊的狀態(tài)信 息，并將所述狀態(tài)信息發(fā)送至所述主控模塊，所述主控模塊通過對所述狀態(tài)信息進行分析 并結(jié)合所述超聲測距信息、紅外測距信息和角度信息，控制所述執(zhí)行裝置執(zhí)行對應(yīng)的控制 動作以控制所述家用電器和安防模塊的狀態(tài)。
[0009] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述執(zhí)行裝置包括：運動機構(gòu)和驅(qū)動模塊，其中，所 述運動機構(gòu)包括：第一直流伺服電機、第二直流伺服電機和導向輪，其中，所述第一直流伺 服電機上安裝有編碼器和第一驅(qū)動輪，并且安裝于所述機器人主體的底盤左側(cè)的空槽處； 所述第二直流伺服電機上安裝有編碼器和第二驅(qū)動輪，并且安裝于所述機器人主體的底盤 右側(cè)的空槽處；所述導向輪安裝于所述機器人主體的底盤前端；所述驅(qū)動模塊分別與所述 第一直流伺服電機和第二直流伺服電機相連，且通過轉(zhuǎn)接板與所述主控模塊相連。
[0010] 在本發(fā)明的再一個實施例中，所述執(zhí)行裝置還包括：機械手，所述機械手連接至主 控模塊，包括：底座、手臂、手爪、第三和第四直流伺服電機，其中，所述手臂安裝于所述底座 上，所述第三直流伺服電機安裝于所述手臂以驅(qū)動所述手臂上下運動，所述第四直流伺服 電機安裝于所述手爪上以驅(qū)動所述手爪開合運動，所述第三和第四直流伺服電機通過轉(zhuǎn)接 板連接至所述主控模塊。
[0011] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述主控模塊通過集成電路總線IIC協(xié)議與所述超聲 測距模塊、所述紅外測距模塊和所述九自由度運動模塊進行通信。
[0012] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述超聲測距模塊檢測所述機器人主體的前方、左 前方和右前方的障礙物和所述機器人主體的距離。
[0013] 在本發(fā)明的再一個實施例中，還包括：語音模塊，所述語音模塊與所述終端設(shè)備和 主控模塊相連，用于與所述終端設(shè)備的使用者進行語音交互，且根據(jù)所述主控模塊的指令 發(fā)出報警信息。
[0014] 在本發(fā)明的又一個實施例中，所述主控模塊還用于在所述執(zhí)行裝置完成動作后， 將執(zhí)行后狀態(tài)信息發(fā)送至所述終端設(shè)備。
[0015] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述終端設(shè)備為手機、平板電腦或個人計算機PC。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)的智能 家居基于靜態(tài)處理家庭信息，缺乏實時性、可移動性的不足，提供了一種高智能化，集物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、機器人技術(shù)于一體，具有高實時性和移動性機器人。本發(fā)明基于視 頻監(jiān)控、無線傳感器、超聲波定位、移動智能機器人遙控功能及自動巡檢功能，并可對室內(nèi) 家電設(shè)備等進行調(diào)節(jié)和控制，為家庭提供便捷的家電控制、自動避障和安全防盜等功能。此 夕卜，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)可以接入外網(wǎng)，與外部網(wǎng)絡(luò)進行通 信，從而實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多項豐富功能，例如：在線搜索、上網(wǎng)娛樂等，現(xiàn)多功能家庭服務(wù)。
[0017] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的工作原 理示意圖；
[0020] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)圖；
[0021] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的PC終端 控制界面示意圖；
[0022] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的移動終 端控制界面示意圖；
[0023] 圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的 工作原理示意圖；
[0024] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的硬件連 接示意圖；
[0025] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的工作流 程圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的工作原 理示意圖。從圖1中可以看出，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100可 以與終端設(shè)備200、云端服務(wù)器300和家庭網(wǎng)關(guān)400進行通信。
[0028] 具體來說，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100可以將采集到 的環(huán)境信息發(fā)送給終端設(shè)備200和云端服務(wù)器300。終端設(shè)備200可以通過對上述環(huán)境信 息進行分析后生成相應(yīng)的控制指令，然后將控制指令發(fā)送給智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100。 云端服務(wù)器300可以對來自智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100的環(huán)境信息和來自終端設(shè)備200 的指令進行存儲。智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100根據(jù)終端設(shè)備200的控制指令和采集到的 環(huán)境信息完成相應(yīng)的控制動作。此外，智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100可以通過家庭網(wǎng)關(guān)400 對接入網(wǎng)絡(luò)的家電設(shè)備500和安防模塊600的狀態(tài)進行檢測，從而實時掌握家中設(shè)備的狀 態(tài)。其中，家電設(shè)備500例如為照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等。
[0029] 如圖2所示，本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100,包 括：機器人主體1、網(wǎng)絡(luò)攝像頭2、WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3、主控模塊4、超聲測距模塊5、紅外測距 模塊6、九自由度運動模塊7和執(zhí)行裝置8。
[0030] 具體地，網(wǎng)絡(luò)攝像頭2安裝于機器人主體1的頂部，用于對機器人主體1前方的環(huán) 境信息進行拍攝，并將該環(huán)境信息的視頻流和音頻流發(fā)送至外部的終端設(shè)備200。終端設(shè)備 200對視頻流和音頻流進行分析并生成第一指令，例如數(shù)據(jù)采集指令，用于采集機器人主體 1的前方的障礙物的距離信息和角度信息等。在本發(fā)明的一個示例中，終端設(shè)備200為手 機、平板電腦或個人計算機PC。
[0031] 首先，網(wǎng)絡(luò)攝像頭2和主控模塊4均內(nèi)置有移動終端應(yīng)用程序、PC終端驅(qū)動程序 和應(yīng)用程序，驅(qū)動程序和應(yīng)用程序支持WinXP、Win7和Win8。PC終端應(yīng)用程序設(shè)計工具為 VS2010。并且，主控模塊4同時包括移動終端應(yīng)用程序支持安卓2. 3、安卓4. 0、安卓4. 1和 安卓4. 2。其中，移動終端應(yīng)用程序設(shè)計工具可以采用eclipse。
[0032] 由于網(wǎng)絡(luò)攝像頭2包括移動終端應(yīng)用程序以及PC終端應(yīng)用程序，從而能夠通過 WiFi連接至路由，將采集到的環(huán)境信息的視頻流和音頻流信息傳送給移動終端或者PC終 端，從而移動終端或者PC終端可以得到機器人前方測距信息、避障信息和角度信息等以便 控制智能服務(wù)機器人系統(tǒng)100的運動。通過移動終端或者PC終端上的應(yīng)用程序給主控模 塊4發(fā)送第一指令，以由主控模塊4實現(xiàn)對執(zhí)行裝置8的控制，調(diào)整服務(wù)機器人運動狀態(tài)。
[0033] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的PC終端 控制界面示意圖。
[0034] 如圖3所示，用戶可以通過操作該PC終端控制界面，設(shè)置智能服務(wù)機器人系統(tǒng)100 的前進速度、后退速度、左轉(zhuǎn)速度和右轉(zhuǎn)速度等，上述設(shè)置結(jié)果均以第一指令的形式發(fā)送給 智能服務(wù)機器人系統(tǒng)100執(zhí)行。此外，用戶還可以通過操作該PC終端控制界面實時監(jiān)控智 能服務(wù)機器人系統(tǒng)100監(jiān)測的傳感器的相關(guān)信息，例如左、中間、右超聲波值，前方紅外值 等，以及向智能服務(wù)機器人系統(tǒng)100發(fā)送指令，控制其執(zhí)行取藥等。
[0035] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的移動終 端控制界面示意圖。
[0036] 如圖4所示，用戶可以通過操作該移動終端控制界面，設(shè)置智能家居服務(wù)機器人 系統(tǒng)100前進、向左、向右或后退、執(zhí)行對不同種類的藥品進行取藥等功能，上述設(shè)置結(jié)果 均以第一指令的形式發(fā)送給智能服務(wù)機器人系統(tǒng)100執(zhí)行。
[0037] WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3連接至終端設(shè)備200和主控模塊4,用于將來自終端設(shè)備200 的第一指令轉(zhuǎn)換為串口指令，并發(fā)送至主控模塊4。即，WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3解析PC電腦或 者移動終端中應(yīng)用程序發(fā)送的第一指令并轉(zhuǎn)換為串口指令傳送給主控模塊4。
[0038] 由PC終端或者移動終端通過路由向主控模塊4發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，第一指令。 WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3將第一指令解析成串口指令傳送給主控模塊4。主控模塊4通過WiFi 轉(zhuǎn)串口模塊3發(fā)出指令，發(fā)送給超聲測距模塊5、紅外測距模塊6、九自由度運動模塊7開始 采集數(shù)據(jù)。
[0039] 超聲測距模塊5安裝于機器人主體1的前側(cè)面上部且連接至紅外測距模塊6,用 于檢測機器人主體1的多個方向上的障礙物和機器人主體1之間的距離，生成超聲測距信 息。例如，超聲測距模塊可以檢測機器人主體1的前方、左前方和右前方的障礙物和機器 人主體1的距離。其中，超聲測距模塊5包括電源端、微處理器、超聲測距傳感器、數(shù)碼管、 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。參考圖6,超聲測距模塊5與主控模塊4通過IIC (Inter-Integrated Circuit，集成電路總線）協(xié)議進行通信。
[0040] 紅外測距模塊6安裝于機器人主體1的前側(cè)面下部，并且連接至九自由度運動模 塊7,用于檢測機器人主體1前方的障礙物與機器人主體1的距離，生成紅外測距信息。參 考圖6,紅外測距模塊6與主控模塊4通過IIC協(xié)議進行通信。紅外測距模塊6通過接口板 連接至傳感器控制板，傳感器控制板進一步通過接口板接入至主控板，即主控模塊4。
[0041] 九自由度運動模塊7連接至主控模塊4,用于檢測機器人主體1的正前方所處的角 度，生成角度信息。參考圖6,九自由度運動模塊7與主控模塊4通過IIC協(xié)議進行通信。 需要說明的是，圖6中的主控板即為主控模塊4。
[0042] 九自由度運動模塊7通過接口板接入至主控板。其中，九自由度運動模塊7包括 電源端、微處理器、九自由度傳感器、數(shù)碼管、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等，用于檢測機器人主體1 正前方所處的角度。
[0043] 在本發(fā)明的一個示例中，超聲測距模塊5和九自由度運動模塊7的微處理器均為 AtmelMega8微處理器。
[0044] 主控模塊4用于對接收到的第一指令以及超聲測距信息、紅外測距信息和角度 信息進行綜合分析處理以生成第二指令，將第二指令發(fā)送至執(zhí)行裝置8。執(zhí)行裝置8根據(jù) 第二指令執(zhí)行相應(yīng)的動作以進行自動避障和家電設(shè)備的控制。其中，主控模塊4包括：微 處理器、EEPR0M、定時器、中斷系統(tǒng)、串口、AD/DA系統(tǒng)、I/O端口、電源端、濾波電路、驅(qū)動芯 片、10P 口等構(gòu)成，對接收到的指令和超聲測距模塊5、述紅外測距模塊6、九自由度運動模 塊7檢測到的數(shù)據(jù)信息進行綜合分析處理，發(fā)送第二指令給執(zhí)行裝置8,從而控制執(zhí)行裝 置8完成一項或者多項工作：例如：安防檢測，搬送物品，家庭娛樂，家電控制，病況監(jiān)測，兒 童教育，安全檢查、自主運動、巡線運動、語音提醒、WiFi通訊、GPS定位、網(wǎng)絡(luò)視頻、門禁管 理、智能安防、節(jié)能管理、慢病管理等。在本發(fā)明的一個示例中，主控模塊4的微處理器為 AtmelMegal28 微處理器。
[0045] 執(zhí)行裝置8包括運動機構(gòu)和驅(qū)動模塊。其中，運動機構(gòu)包括：第一直流伺服電機、 第二直流伺服電機和導向輪。第一直流伺服電機上安裝有編碼器和第一驅(qū)動輪，并且安裝 于機器人主體1的底盤左側(cè)的空槽處。第二直流伺服電機上安裝有編碼器和第二驅(qū)動輪， 并且安裝于機器人主體1的底盤右側(cè)的空槽處。導向輪安裝于機器人主體1的底盤前端。 驅(qū)動模塊分別與第一直流伺服電機和第二直流伺服電機相連，且通過轉(zhuǎn)接板與主控模塊4 相連，用于驅(qū)動運動機構(gòu)的行動。其中，驅(qū)動模塊包括：微處理器、EEPR0M、定時器、中斷系 統(tǒng)、串口、AD系統(tǒng)、I/O端口、電源端、濾波電路、驅(qū)動芯片、5P 口等構(gòu)成。例如，運動機構(gòu)和 驅(qū)動模塊可以在主控模塊4的控制下，實現(xiàn)自主運動和巡線運動等。
[0046] 在本發(fā)明的一個實施例中，執(zhí)行裝置8進一步包括：機械手，其中機械手連接至主 控模塊4。
[0047] 機械手包括底座、手臂、手爪、第三和第四直流伺服電機。其中，手臂安裝于底座 上，第三直流伺服電機安裝于手臂以驅(qū)動所述手臂上下運動，第四直流伺服電機安裝于手 爪上以驅(qū)動所述手爪開合運動，第三和第四直流伺服電機通過轉(zhuǎn)接板連接至主控模塊4。例 如，機械手可以在主控模塊4的控制線實現(xiàn)搬送物品，將物品從A處搬至B處等。
[0048] 下面以為老人測量體溫的指令為例，對本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機 器人系統(tǒng)的工作進行說明。
[0049] 首先，從圖3和圖4中可以看出，用戶通過PC終端或移動終端發(fā)出的第一指令，通 常為廣義指令，即指令內(nèi)容通常為用戶希望最終達成的目標，例如為老人開始測量體溫。完 成這個指令，需要機器人將溫度計運送給老人。
[0050] 用戶首先通過PC終端或移動終端發(fā)出上述第一指令，第一指令的內(nèi)容是為老人 測量體溫。WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3將該第一指令轉(zhuǎn)換為串口指令，并發(fā)送給主控模塊4。主控 模塊4接收到該串口指令后，獲知用戶的要求是為老人測量體溫，通過分析可知需要控制 執(zhí)行裝置8運動至老人處，并將溫度計遞給老人?；诖?，主控模塊4根據(jù)上述串口指令，并 結(jié)合超聲測距信息、紅外測距信息和角度信息，判斷出老人的位置以及前方障礙物的位置， 控制執(zhí)行裝置的運動機構(gòu)首先移動至溫度計的存放位置，由機械手取出溫度計。然后再移 動至老人的位置，將溫度計遞給老人。其中，溫度計由于為常用搬運物品，所以溫度計的存 放位置可以預(yù)先通過程序存儲在主控模塊4中，主控模塊4可以直接根據(jù)記錄移動到溫度 計的存放位置，取出溫度計。
[0051] 如圖5所示，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù) 機器人系統(tǒng)還包括：ARM嵌入式模塊9,其中ARM嵌入式模塊9安裝于機器人主體1的表面 上，并且在ARM嵌入式模塊9上安裝有觸摸屏。其中，觸摸屏的尺寸可以為7寸。
[0052] 網(wǎng)絡(luò)攝像頭2進一步可以將環(huán)境信息的視頻流和音頻流傳送給ARM嵌入式模塊9。 ARM嵌入式模塊9接收來自網(wǎng)絡(luò)攝像頭2的視頻流和音頻流，并通過觸摸屏提供網(wǎng)絡(luò)搜索和 影音播放功能。
[0053] 在本發(fā)明的一個實施例中，ARM嵌入式模塊9包括微處理器、存儲器、USB無線網(wǎng)卡 相連接安裝在服務(wù)機器人頂端，接收網(wǎng)絡(luò)攝像頭2通過路由發(fā)送的視頻流和音頻流信息， 同時也可以進行上網(wǎng)搜索、游戲娛樂、播放電影、播放音樂等功能。其中，ARM嵌入式模塊9 的微處理器可以采用型號為Cotex-AS的處理器。
[0054] 在本發(fā)明的又一個實施例中，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng) 還包括：ZigBe e模塊10通過串口連接至主控模塊4,用于根據(jù)終端設(shè)備200發(fā)送的指令，通 過ZigBee協(xié)議向嵌入ZigBee節(jié)點的家電設(shè)備和安防模塊發(fā)送檢測指令，獲取家電設(shè)備和 安防模塊的狀態(tài)信息，并將上述狀態(tài)信息發(fā)送至主控模塊4。
[0055] 具體地，由PC終端或者移動終端通過路由向主控模塊4發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，WiFi 轉(zhuǎn)串口模塊3將指令解析成串口指令傳送給主控模塊4。主控模塊4通過WiFi轉(zhuǎn)串口模塊 3發(fā)出指令，發(fā)送給智能家居中的ZigBee節(jié)點開始采集數(shù)據(jù)。即終端設(shè)備200中應(yīng)用程序 發(fā)送的指令可以使ZigBee模塊10控制嵌入ZigBee節(jié)點的家用電器，檢測家用電器和安防 模塊的狀態(tài)信息。例如，安防模塊可以包括火焰檢測傳感器、可燃氣體檢測傳感器和ADC模 數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。
[0056] 主控模塊4通過對家用電器和安防模塊的狀態(tài)信息進行分析并結(jié)合超聲測距信 息、紅外測距信息和角度信息，控制執(zhí)行裝置8執(zhí)行對應(yīng)的控制動作，從而控制家用電器和 安防模塊的狀態(tài)。家電控制、安防檢測功能由ZigBee模塊10進行ZigBee組網(wǎng)構(gòu)成，其中 搬送物品、病況監(jiān)測、兒童教育、安全檢查功能分別由用C#開發(fā)的PC終端應(yīng)用程序或者由 eclipse開發(fā)的移動終端應(yīng)用程序完成。
[0057] 進一步，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)還包括：語音模塊 11，其中語音模塊11與終端設(shè)備200和主控模塊4相連。其中，語音模塊11可以包括電源 端、喇叭、微處理器和放大電路等，用于與終端設(shè)備200的使用者進行語音交換，以及根據(jù) 主控模塊4的指令發(fā)出報警信息。
[0058] 進一步，主控模塊4還用于在執(zhí)行裝置8完成動作后，將執(zhí)行后狀態(tài)信息發(fā)送給終 端設(shè)備200,以便于用戶及時掌握智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的工作情況。
[0059] 此外，本發(fā)明實施例的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100采用鎳氫電池驅(qū)動，鎳氫電 池與主控模塊4和ARM嵌入式模塊9相連。在機器人主體1的后側(cè)下部設(shè)置有發(fā)射型光電 模塊。
[0060] 圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)的工作流 程圖。
[0061] 步驟S11，環(huán)境信息采集。
[0062] 由PC終端或者移動終端通過路由向主控模塊4發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，即第一指令。 WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3將第一指令解析成串口指令傳送給主控模塊4。主控模塊4通過WiFi 轉(zhuǎn)串口模塊3發(fā)出指令給超聲測距模塊5、紅外測距模塊5、九自由度運動模塊7和智能家 居中的ZigBee節(jié)點開始采集數(shù)據(jù)。
[0063] 步驟S12,環(huán)境信息傳輸。
[0064] 超聲測距模塊5、紅外測距模塊6、九自由度運動模塊7將數(shù)據(jù)傳送給主控模塊4， WiFi轉(zhuǎn)串口模塊3將這些數(shù)據(jù)和智能家居中的ZigBee節(jié)點采集的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭2 的視頻流一起通過路由返回給ARM嵌入式模塊9和PC終端或者移動終端。
[0065] 步驟S13,控制指令處理。
[0066] 主控模塊4對PC終端或者移動終端發(fā)出的指令結(jié)合環(huán)境信息進行分析處理并發(fā) 送控制指令給運動機構(gòu)、語音模塊和機械手，從而使得智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)100執(zhí)行 相應(yīng)的動作。
[0067] 步驟S14,執(zhí)行控制指令。
[0068] 運動機構(gòu)、語音模塊和機械手接收到主控模塊4的執(zhí)行指令后，進行安防檢測、遞 送物體、家電控制和環(huán)境信息傳輸?shù)?，將指令?zhí)行后的狀態(tài)信息傳送給PC終端或者移動終 端。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明實施例的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，克服傳統(tǒng)的智能 家居基于靜態(tài)處理家庭信息，缺乏實時性、可移動性的不足，提供了一種高智能化，集物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、機器人技術(shù)于一體，具有高實時性和移動性機器人。本發(fā)明基于視 頻監(jiān)控、無線傳感器、超聲波定位、移動智能機器人遙控功能及自動巡檢功能，并可對室內(nèi) 家電設(shè)備等進行調(diào)節(jié)和控制，為家庭提供便捷的家電控制、自動避障和安全防盜等功能。此 夕卜，本發(fā)明的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)可以接入外網(wǎng)，與外部網(wǎng)絡(luò)進行通 信，從而實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多項豐富功能，例如：在線搜索、上網(wǎng)娛樂等，現(xiàn)多功能家庭服務(wù)。
[0070] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包括于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[〇〇71] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍 由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，包括：機器人主體、網(wǎng) 絡(luò)攝像頭、WiFi轉(zhuǎn)串口模塊、主控模塊、超聲測距模塊、紅外測距模塊、九自由度運動模塊和 執(zhí)行裝置，其中， 所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝于所述機器人主體的頂部，用于對所述機器人主體前方的環(huán)境信 息進行拍攝，并將所述環(huán)境信息的視頻流和音頻流發(fā)送至外部的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備 對所述視頻流和音頻流進行分析并生成第一指令； 所述WiFi轉(zhuǎn)串口模塊連接至所述終端設(shè)備和所述主控模塊，用于將所述第一指令轉(zhuǎn) 換為串口指令，并發(fā)送至所述主控模塊； 所述超聲測距模塊安裝于所述機器人主體的前側(cè)面上部且連接至所述紅外測距模塊， 用于檢測所述機器人主體的多個方向上的障礙物和所述機器人主體的距離，生成超聲測距 信息； 所述紅外測距模塊安裝于所述機器人主體的前側(cè)面下部且連接至所述九自由度運動 模塊，用于檢測所述機器人主體前方的障礙物與所述機器人主體的距離，生成紅外測距信 息； 所述九自由度運動模塊連接至所述主控模塊，用于檢測所述機器人主體正前方所處的 角度，生成角度彳目息； 所述主控模塊用于對接收到的所述第一指令以及所述超聲測距信息、紅外測距信息和 角度信息進行綜合分析處理以生成第二指令，將所述第二指令發(fā)送至所述執(zhí)行裝置； 所述執(zhí)行裝置根據(jù)所述第二指令執(zhí)行相應(yīng)的動作以進行自動避障和家電設(shè)備的控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，還包 括：ARM嵌入式模塊，所述ARM嵌入式模塊安裝于所述機器人主體的表面上，且在所述ARM 嵌入式模塊上安裝有觸摸屏，用于接收來自所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻流和音頻流，并通過所 述觸摸屏提供網(wǎng)絡(luò)搜索和影音播放功能。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，還包 括，ZigBee模塊，所述ZigBee模塊連接至所述主控模塊和所述終端設(shè)備，用于根據(jù)所述終 端設(shè)備發(fā)送的指令，通過ZigBee協(xié)議向嵌入ZigBee節(jié)點的家電設(shè)備和安防模塊發(fā)送檢測 指令，獲取所述家電設(shè)備和安防模塊的狀態(tài)信息，并將所述狀態(tài)信息發(fā)送至所述主控模塊， 所述主控模塊通過對所述狀態(tài)信息進行分析并結(jié)合所述超聲測距信息、紅外測距信息 和角度信息，控制所述執(zhí)行裝置執(zhí)行對應(yīng)的控制動作以控制所述家用電器和安防模塊的狀 態(tài)。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述 執(zhí)行裝置包括：運動機構(gòu)和驅(qū)動模塊，其中， 所述運動機構(gòu)包括：第一直流伺服電機、第二直流伺服電機和導向輪，其中，所述第一 直流伺服電機上安裝有編碼器和第一驅(qū)動輪，并且安裝于所述機器人主體的底盤左側(cè)的空 槽處；所述第二直流伺服電機上安裝有編碼器和第二驅(qū)動輪，并且安裝于所述機器人主體 的底盤右側(cè)的空槽處；所述導向輪安裝于所述機器人主體的底盤前端； 所述驅(qū)動模塊分別與所述第一直流伺服電機和第二直流伺服電機相連，且通過轉(zhuǎn)接板 與所述主控模塊相連。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述 執(zhí)行裝置還包括：機械手，所述機械手連接至主控模塊，包括：底座、手臂、手爪、第三和第 四直流伺服電機， 其中，所述手臂安裝于所述底座上，所述第三直流伺服電機安裝于所述手臂以驅(qū)動所 述手臂上下運動，所述第四直流伺服電機安裝于所述手爪上以驅(qū)動所述手爪開合運動，所 述第三和第四直流伺服電機通過轉(zhuǎn)接板連接至所述主控模塊。
6. 如權(quán)利要求1所述基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述主 控模塊通過集成電路總線IIC協(xié)議與所述超聲測距模塊、所述紅外測距模塊和所述九自由 度運動模塊進行通信。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述 超聲測距模塊檢測所述機器人主體的前方、左前方和右前方的障礙物和所述機器人主體的 距離。
8. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，還包 括：語音模塊，所述語音模塊與所述終端設(shè)備和主控模塊相連，用于與所述終端設(shè)備的使用 者進行語音交互，并且根據(jù)所述主控模塊的指令發(fā)出報警信息。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述 主控模塊還用于在所述執(zhí)行裝置完成動作后，將執(zhí)行后狀態(tài)信息發(fā)送至所述終端設(shè)備。
10. 如權(quán)利要求1-9任一項所述的基于遠程控制的智能家居服務(wù)機器人系統(tǒng)，其特征 在于，所述終端設(shè)備為手機、平板電腦或個人計算機PC。
【文檔編號】G05D1/02GK104111655SQ201410382285
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】范瑞峰 申請人:深圳樂智機器人有限公司