一种区域巡逻系统技术方案

本发明专利技术提供一种区域巡逻系统，包括控制端、充电端、巡逻小车；控制端包括依次连接的PC端、第一MCU、第一无线模块，巡逻小车包括第二MCU、GPS模块、编码电机、地磁传感器、舵机、机械臂、GPS模块、第二无线模块、加速度传感器、摄像头、充电电路、电池，充电端包括电源、充电接口；第二无线模块与第一无线模块无线连接，第二MCU分别与驱动板、GPS模块、第二无线模块、电机、加速度传感器、地磁传感器、摄像头、舵机连接，驱动板还与电机连接，电机与车体车轮连接，舵机与机械臂连接，机械臂设置于车体上，充电电路与电池输入端连接，电池为巡逻小车提供工作电压；当巡逻小车需要充电时，电源通过充电接口与充电电路连接。

A regional patrol system

The invention provides a patrol system, including control terminal, charging terminal, patrol car; the control end comprises a first end, PC MCU, the first wireless module, including MCU, GPS second patrol car module, encoding motor, geomagnetic sensor, actuator, mechanical arm, GPS module, wireless module, acceleration sensor second and the camera, battery charging circuit, charging terminal, including power supply, charging interface; second wireless module is connected with the first wireless wireless module, second MCU are respectively connected with the drive plate, second GPS module, wireless module, motor, acceleration sensor, magnetic sensor, camera, steering gear, the drive plate is connected with the motor, the motor is connected with the body the steering wheel, connected with the mechanical arm, the mechanical arm is arranged on the vehicle body, the charging circuit and the battery is connected to the battery patrol When the patrol car needs charging, the power supply is connected with the charging circuit through a charging interface.

【技术实现步骤摘要】
一种区域巡逻系统
本专利技术涉及一种巡逻技术，特别是一种无人值守的区域巡逻系统。
技术介绍
在现在的生活中，人们生活水平上升，但生活中各种危险、危害因素时刻困扰着，如盗贼等，直接影响人们健康快乐的生活，因此安保工作越来越重要，例如工厂、工地、小区、校园等地，但有时候由于工厂、工地被有毒气体污染、小区、校园恶劣天气等不适合人出去进行安保工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种区域巡逻系统，具备图像识别、图像传输和图形转为轨迹的的特性。一种区域巡逻系统，包括控制端、充电端、巡逻小车；其中控制端包括第一MCU、第一无线模块、PC端，巡逻小车包括车体、第二MCU、GPS模块、编码电机、地磁传感器、舵机、机械臂、GPS模块、第二无线模块、加速度传感器、摄像头、第一充电电路、第一电池，充电端包括电源、充电接口；其中PC端与第一MCU连接，第一MCU与第一无线模块连接，第二无线模块与第一无线模块无线连接，第二MCU分别与驱动板、GPS模块、第二无线模块、电机、加速度传感器、地磁传感器、摄像头、舵机连接，驱动板还与电机连接，电机与车体车轮连接，舵机与机械臂连接，机械臂设置于车体上，第一充电电路与第一电池输入端连接，第一电池为巡逻小车提供工作电压；当巡逻小车需要充电时，电源通过充电接口与第一充电电路连接。采用上述系统，系统还包括无线路由，包括第三无线模块、第三MCU、太阳能电池板、第二充电电路、第二电池；其中第三无线模块与第一无线模块、第二无线模块无线连接，第三MCU与无线模块连接，太阳能电池板与第二充电电路连接，第二充电电路与第二电池输入端连接，第二电池为无线路由提供工作电压。采用上述系统，无线路由若干，采用动态自愈传输网技术设置。采用上述系统，充电端若干，分别安装在不同区域。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)采用无线传输模块进行组网，小车无线模块、路由无线模块和控制端无线模块相连，若巡逻系统应用区域大，控制端无线模块和小车无线模块传输距离有限，这时就需要安装路由无线模块，小车无线模块发送图像等数据给控制端无线模块，若小车无线模块没有收到控制端无线模块的反馈，路由无线模块会以广播的形式一次性转发数据，控制端无线模块收到数据后通过MCU处理，发送到上位机进行显示对应的数据，例如视频图像，经纬度等；(2)无线路由应用动态自愈传输网技术，当传输网中的无线路由出现损坏时，会自动跳过损坏无线路由选择在举例范围内的无线路由进行数据传输，并且向控制端发出无线路由需要维修警告信息，保证通信路径的畅通，路径自愈，进行正常工作，安装在路灯上；(3)整个系统设有多个充电区域，巡逻小车检测到没电时，会通过GPS模块巡航到附近充电区域，通过摄像头进行图像识别特殊符号，进行精确移动到特定地点，进行充电。下面结合说明书附图对本专利技术作进一步描述。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。具体实施方式结合图1，本专利技术的区域巡逻系统包括控制端、至少一个充电区域以及至少一个巡逻小车。其中，控制端包括控制端MCU、控制端无线模块和PC端；巡逻小车包括小车充电电路、小车锂聚合物电池、小车降压电路、GPS模块、小车无线模块、加速度传感器、摄像头、驱动板、电机、车轮、地磁传感器、舵机和机械臂；充电端包括220VAC、充电端降压电路和充电接口。控制端MCU分别与PC端和控制端无线模块相连；小车充电电路通过小车锂聚合物电池连接至降压电路，为各个模块供电，小车MCU分别与GPS模块、小车无线模块、加速度传感器、摄像头、驱动板、电机、电磁传感器和舵机相连，机械臂和舵机相连，车轮通过电机带动；220V交流电通过充电端降压电路降到一定电压，连接至充电口，供小车充电；控制端无线模块与各个路由无线模块、小车无线模块无线通信连接。若巡逻系统应用区域大，控制端无线模块和小车无线模块传输距离有限，这时就需要安装路由无线模块，小车无线模块发送图像等数据给控制端无线模块，若小车无线模块没有收到控制端无线模块的反馈，路由无线模块会以广播的形式一次性转发数据，控制端无线模块收到数据后通过MCU处理，发送到上位机进行显示对应的数据，例如视频图像，经纬度等。无线路由根据巡逻区域面积设置，每一无线路由包括路由太阳能电池板、路由充电电路、路由锂聚合物电池、路由降压电路、路由MCU和路由无线模块；路由MCU与路由无线模块相连，太阳能电池板通过路由充电电路连接至路由锂聚合物电池，路由锂聚合物电池通过路由降压电路为各个模块供电。控制端无线模块和路由无线模块、巡航小车无线模块为2.4G无线传输模块；电机为编码电机，使小车MCU可以进行PID控制；摄像头为世界上最简单的机器视觉模块；地磁传感器和GPS模块用于让控制端知道巡逻小车位置、方位；无线路由设有用于安装太阳能电池板、路由充电电路、路由锂聚合物电池、路由降压电路、路由MCU和路由无线模块的外壳；充电端安装在某些区域，为小车提供充电的需求；无线路由的作用是转发数据，相当于一次性的转发广播。本专利技术的区域巡逻系统在制作时，由于各个电机的性能是有差异的，即使两个及两个以上的直流电机使用相同电源，各直流电机转速也可能不一致，会使被控端走不了直线。因此采用编码电机通过MCU实现PID算法，确保被控端能够走直线。GPS模块核心采用SkyTraq公司的S1216F8-BD模组，具有167个通道，追踪灵敏度高达-165dBm，测量输出频率最高可达20Hz，使用28dB增益双模天线，自带后备电池，掉电半个小时内，重新上电可在几秒内快速定位，定位精度为2.5CEP。控制端MCU、路由MCU和小车MCU均采用ST公司的STM32单片机，于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex内核，外围接口非常丰富，我们所要用到STM32单片机自带的SDIO、DMA、SPI、USART、PWM等功能。主无线传输模块和从无线传输模块采用凌承芯公司的超低功耗2.4G无线传输模块，此传输性价比高，传输距离远。本专利技术的无人值守的区域巡逻系统在工作时，人们可以将控制端插入平板、电脑等PC设备，进行绘制巡逻小车运行路径，绘制玩后将运行时间等信息传递给巡逻小车，巡逻小车开始自动运行，通过编码电机进行PID调节，通过地磁传感器和GPS模块，获取自身的坐标和方位，摄像头具有视频采集和图像识别的功能，小车MCU通过SDIO接口将视频采集到的数据通过DMA发送给挂在SPI上的小车无线模块，小车无线模块发送到就近的路由无线模块，通过转发回控制端无线模块，控制端无线模块通过SPI总线传回控制端MCU，控制端MCU通过DMA接口传输到PC设备的上位机，若小车即没电时，通过内置充电区域GPS坐标，自动巡航到就近充电区域，通过摄象投进行图像识别特殊符号，精确移动到特定地点，进行充电。加速度传感器用于判断巡逻车是否上下坡，另控制端上位机还可以特定控制，例如利用巡逻小车，通过舵机控制机械臂抓运物品等。巡逻小车拥有GPS模块和地磁传感器，可以精确进行巡逻小车的定位。整个系统设有多个充电区域，巡逻小车检测到没电时，会通过GPS模块巡航到附近充电区域，通过摄像头进行图像识别特殊符号，进行精确移动到特定地点，进行充电。无线路由应用动态自愈传输网技术，当传输网中的无线路由出现损坏时，会自动跳过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域巡逻系统，其特征在于，包括控制端、充电端、若干巡逻小车；其中控制端包括第一MCU、第一无线模块、PC端，每一巡逻小车包括车体、第二MCU、GPS模块、编码电机、地磁传感器、舵机、机械臂、GPS模块、第二无线模块、加速度传感器、摄像头、第一充电电路、第一电池，充电端包括电源、充电接口；其中PC端与第一MCU连接，第一MCU与第一无线模块连接；第二无线模块与第一无线模块无线连接，第二MCU分别与驱动板、GPS模块、第二无线模块、电机、加速度传感器、地磁传感器、摄像头、舵机连接，驱动板还与电机连接，电机与车体车轮连接，舵机与机械臂连接，机械臂设置于车体上，第一充电电路与第一电池输入端连接，第一电池为巡逻小车提供工作电压；当巡逻小车需要充电时，电源通过充电接口与第一充电电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种区域巡逻系统，其特征在于，包括控制端、充电端、若干巡逻小车；其中控制端包括第一MCU、第一无线模块、PC端，每一巡逻小车包括车体、第二MCU、GPS模块、编码电机、地磁传感器、舵机、机械臂、GPS模块、第二无线模块、加速度传感器、摄像头、第一充电电路、第一电池，充电端包括电源、充电接口；其中PC端与第一MCU连接，第一MCU与第一无线模块连接；第二无线模块与第一无线模块无线连接，第二MCU分别与驱动板、GPS模块、第二无线模块、电机、加速度传感器、地磁传感器、摄像头、舵机连接，驱动板还与电机连接，电机与车体车轮连接，舵机与机械臂连接，机械臂设置于车体上，第一充电电路与第一电池输入端连接，第一电池为巡逻小车提供工作电压；当巡逻小车需要充电时，电源通过充电接口与第一充电电路连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，系统还包括无线路由，包括第三无线模块、第三MCU、太阳能电池板、第二充电电路、第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐华，戴娟，汪振胜，
申请(专利权)人：南京工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32