本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于紅外圖像傳感器的巡視機器人及巡視系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，IC的驗證以及測試工作越來越多，這導(dǎo)致IC設(shè)計公司以及工科類高校的實驗室儀器設(shè)備的使用率日益增大。實驗室中，實驗室管理人員不僅需要巡視溫濕度、煙霧等環(huán)境參數(shù)，還要注意大功率儀器設(shè)備的發(fā)熱情況，因為一旦設(shè)備工作時間過長、發(fā)熱量過大時，輕則造成設(shè)備故障、數(shù)據(jù)丟失，重則引起火災(zāi)等事故。目前，實驗室巡視主要面臨以下問題：

首先，人工巡視實驗室溫濕度、煙霧的方式耗費人力，而且效率低；

其次，實驗室設(shè)備繁多，每個設(shè)備的發(fā)熱情況以及實時溫度不易觀測；

最后，很多設(shè)備儀器常常處于24小時不間斷的工作狀態(tài)，人為以及傳統(tǒng)方式難以24小時觀測其發(fā)熱高溫情況。

而隨著紅外熱成像傳感器技術(shù)以及GPRS/3G無線網(wǎng)路通信技術(shù)的發(fā)展，實驗室溫濕度、煙霧巡視以及設(shè)備溫度監(jiān)測可愈加高效簡單化、智能化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本實用新型旨在提供一種＝智能化的巡視機器人，自動實現(xiàn)溫度、濕度、煙霧的實時監(jiān)測、儀器設(shè)備的溫度檢測，并有溫度、濕度、煙霧以及設(shè)備工作的溫度閾值語音報警功能，同時可將紅外圖像、報警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至管理服務(wù)器，管理人員可通過PC機訪問管理服務(wù)器獲取相關(guān)信息。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型的一種巡視機器人，具有車身、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、天線、超聲波測距傳感器、紅外循跡傳感器、紅外圖像傳感器、鏡頭和巡視控制器；其中，

紅外圖像傳感器，用于對待巡視的設(shè)備儀器的圖像和溫度進行探測；

鏡頭，與巡視控制器相電連，且與紅外圖像傳感器相連，用于對待巡視的設(shè)備儀器進行自動對焦；

溫濕度傳感器，與巡視控制器相電連，實時監(jiān)測車身所處環(huán)境的溫度以及濕度；

煙霧傳感器，與巡視控制器相電連，實時監(jiān)測煙霧氣體濃度；

超聲波測距傳感器，與巡視控制器相電連，用于測量車身前面的物體與車身的距離；

紅外循跡傳感器，與巡視控制器相電連，用于辨別黑線與白線，在需要巡視的設(shè)備儀器下鋪好相對應(yīng)的黑線和/或白線，機器人沿著黑線和/或白線依次對設(shè)備儀器進行巡視；

天線，與巡視控制器相電連，用于機器人的無線傳輸，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度和圖像發(fā)送到外界；

巡視控制器，與溫濕度傳感器、煙霧傳感器、超聲波測距傳感器、紅外圖像傳感器、紅外循跡傳感器、天線和鏡頭均相電連，控制溫濕度傳感器、煙霧傳感器、超聲波測距傳感器、紅外圖像傳感器、紅外循跡傳感器、天線和鏡頭的工作。

優(yōu)選地，報警裝置，與巡視控制器相電連，當(dāng)溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度之一超過設(shè)定閾值時，發(fā)出警報；巡視控制器還控制報警裝置的啟閉；當(dāng)溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度之一超過設(shè)定閾值時，巡視控制器控制報警裝置發(fā)出警報。

優(yōu)選地，車身底部安裝有車輪；巡視控制器還控制車輪的轉(zhuǎn)動；巡視機器人還具有支架和云臺；其中，支架固定于車身上部；云臺固定于支架頂部，用于支撐紅外圖像傳感器和鏡頭；鏡頭位于云臺側(cè)壁，以及紅外圖像傳感器設(shè)置于云臺內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述巡視機器人還具有顯示屏，顯示屏位于所述巡視控制器的側(cè)壁；與巡視控制器相電連，實時顯示溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度。

優(yōu)選地，車身底部具有內(nèi)置電池；內(nèi)置電池為巡視機器人提供電源；所述車身后側(cè)底部還設(shè)置有電源插座和位于電源插座兩側(cè)的電源指示燈，通過電源插座為所述內(nèi)置電池充電；所述電源指示燈用來指示電源充電飽和狀態(tài)以及電源能量不足狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述巡視控制器包括：DSP電路、FPGA電路、ADC采集電路、電機驅(qū)動電路、紅外循跡電路、超聲波測距電路、煙霧傳感器電路、溫濕度傳感器電路、無線通信電路、顯示電路、報警電路以及電源電路；其中，

所述電機驅(qū)動電路與車輪相電連，所述紅外循跡電路與紅外循跡傳感器相電連，所述超聲波測距電路與超聲波測距電路相電連，所述煙霧傳感器電路與煙霧傳感器相電連，所述溫濕度傳感器電路與所述溫濕度傳感器相電連，所述顯示電路與所述顯示屏相電連，所述報警電路與所述報警裝置相電連；所述電源電路為各個電路提供工作電源；

DSP電路控制紅外圖像傳感器正常工作；ADC采集電路采集到紅外圖像傳感器輸出的模擬信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送給FPGA處理；FPGA對數(shù)字信號進行拼接處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP電路；DSP電路再控制無線通信電路通過無線網(wǎng)絡(luò)將FPGA拼接處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到外界；

并且，DSP電路還控制電機驅(qū)動電路來驅(qū)動車輪前后轉(zhuǎn)動；DSP還通過控制紅外循跡電路和超聲波測距電路來分別控制紅外循跡傳感器和超聲波測距傳感器，從而使機器人沿著設(shè)定的路線對設(shè)備儀器進行巡視；還控制顯示電路通過顯示屏來實時顯示得到的所有溫度數(shù)據(jù)、煙霧濃度數(shù)據(jù)；還控制報警電路來控制報警裝置進行報警。

優(yōu)選地，所述FPGA為ADC采集電路和DSP電路提供同步時鐘。

優(yōu)選地，所述超聲波測距傳感器位于所述巡視控制器的前壁；所述紅外循跡傳感器位于所述巡視控制器的前壁；所述天線位于所述巡視控制器的頂部，所述溫濕度傳感器位于所述巡視控制器的頂部，所述煙霧傳感器位于所述巡視控制器的頂部。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種巡視系統(tǒng)，其包括：管理服務(wù)器、終端管理設(shè)備以及上述的巡視機器人；其中，所述天線在巡視控制器的控制下，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度和圖像發(fā)送到管理服務(wù)器，管理服務(wù)器再發(fā)送給終端管理設(shè)備。

優(yōu)選地，F(xiàn)PGA對數(shù)字信號進行拼接處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP電路；DSP電路再控制無線通信電路通過天線將FPGA拼接處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到到管理服務(wù)器，管理服務(wù)器再發(fā)送給終端管理設(shè)備。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型實現(xiàn)了溫度、濕度、煙霧的實時監(jiān)測、儀器設(shè)備的溫度檢測，并有溫度、濕度、煙霧以及設(shè)備工作的溫度閾值語音報警功能，同時可將紅外圖像、報警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至管理服務(wù)器，管理人員可通過PC機訪問管理服務(wù)器獲取相關(guān)信息，此外該機器人具有體積小、功耗低、抗干擾能力強、智能化、使用方便等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的一個較佳實施例的實驗室巡視機器人的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為圖1的巡視機器人的左視圖

圖3為本實用新型的一個較佳實施例的實驗室巡視機器人系統(tǒng)的各部分的結(jié)構(gòu)框圖

具體實施方式

為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi)容作進一步說明。當(dāng)然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

本實用新型的巡視機器人包括：車身、報警裝置、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、天線、超聲波測距傳感器、紅外循跡傳感器、顯示屏、支架、云臺、紅外圖像傳感器、鏡頭和巡視控制器。

以下結(jié)合附圖1～3和具體實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實施例的目的。

請參閱圖1，本實施例的巡視機器人包括：車身2、報警裝置4、溫濕度傳感器5、煙霧傳感器6、天線7、超聲波測距傳感器8、紅外循跡傳感器9、顯示屏10、支架11、云臺12、紅外圖像傳感器(未示出)、鏡頭13和巡視控制器3。

具體的，車身2作為機器人載重部分，在車身2底部安裝有車輪1；車輪1選用優(yōu)質(zhì)防滑車輪，在車身2左右兩側(cè)各兩個，由巡視控制器3的控制下，驅(qū)動車輪1前后轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機器人的前進與倒退。

車身2底部具有內(nèi)置電池；內(nèi)置電池與報警裝置4、溫濕度傳感器5、煙霧傳感器6、天線7、超聲波測距傳感器8、紅外循跡傳感器9、顯示屏10、支架11、云臺12、紅外圖像傳感器、鏡頭13和巡視控制器3均相連；請參閱圖2，車身2后側(cè)底部還設(shè)置有電源插座14和位于電源插座14兩側(cè)的電源指示燈15，通過電源插座14為內(nèi)置電池充電；電源指示燈15用來指示電源充電飽和狀態(tài)以及電源能量不足狀態(tài)；這里，支架11的固定、云臺12的固定都可以采用機械方式固定，例如螺紋固定。

支架11固定于車身2上部，支架11可以伸縮，并可通過螺絲16調(diào)節(jié)高度。云臺12固定于支架11頂部，用于支撐紅外圖像傳感器和鏡頭13。紅外圖像傳感器設(shè)置于云臺12內(nèi)部，用于對待巡視的設(shè)備儀器的圖像和溫度進行探測。鏡頭13位于云臺12側(cè)壁，與巡視控制器2相電連，與紅外圖像傳感器相連，由巡視控制器2控制，用于對待巡視的設(shè)備儀器進行自動對焦。

溫濕度傳感器5可以但不限于位于巡視控制器2的頂部，其與巡視控制器2相電連，實時監(jiān)測車身所處環(huán)境的溫度以及濕度，并實時將檢測到的溫度以及濕度發(fā)送給顯示屏10，由顯示屏10實時顯示出來.

煙霧傳感器6可以但不限于位于巡視控制器3頂部，其與巡視控制器3相電連，實時監(jiān)測煙霧氣體濃度，并實時將檢測到的溫度以及濕度發(fā)送給顯示屏10，由顯示屏10實時顯示出來。

超聲波測距傳感器8，與巡視控制器3相電連，用于測量車身2前面的物體與車身2的距離，保證機器人不會撞到前方的物體；超聲波測距傳感器8可以但不限于位于巡視控制器3的前壁。

紅外循跡傳感器9，與巡視控制器3相電連，可辨別黑線與白線，在需要巡視的設(shè)備儀器下鋪好相對應(yīng)的黑線和/或白線，機器人沿著黑線和/或白線依次對設(shè)備儀器進行巡視；紅外循跡傳感器9可以但不限于位于巡視控制器3的前壁。

報警裝置4，與巡視控制器3相電連，當(dāng)溫濕度傳感器5探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器6探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器8探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度之一超過設(shè)定閾值時，發(fā)出警報；報警裝置4具有揚聲器，用于對報警裝置4發(fā)出的警報進行聲音擴大。報警裝置4還可以播放音樂等警報聲音。報警裝置4位于巡視控制器3的底部外側(cè)。

天線7，與巡視控制器3相電連，用于機器人的無線傳輸，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將溫濕度傳感器5探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器6探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器8探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度和圖像發(fā)送到外界；天線7位于巡視控制器3的頂部；具體的，當(dāng)報警裝置4在報警的同時，天線7通過無線通信網(wǎng)絡(luò)，例如GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)，將例如溫濕度數(shù)據(jù)、煙霧數(shù)據(jù)、紅外高溫圖像發(fā)送到外界，例如發(fā)送至管理服務(wù)器中，實驗室管理人員后續(xù)也可通過終端顯示設(shè)備例如PC機進行訪問管理。

顯示屏10可以為LCD液晶顯示屏，其位于車身2的側(cè)面，這里具體位于巡視控制器3的側(cè)壁，與巡視控制器3相電連，實時顯示溫濕度傳感器5探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器6探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器8探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度。

巡視控制器3，控制車輪1的轉(zhuǎn)動、控制報警裝置4的啟閉、控制溫濕度傳感器5、煙霧傳感器6、超聲波測距傳感器8、紅外圖像傳感器、紅外循跡傳感器9、天線7和鏡頭13的工作；當(dāng)溫濕度傳感器5探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器6探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器8探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度之一超過設(shè)定閾值時，巡視控制器3控制報警裝置4發(fā)出警報。具體的，巡視控制器3為機器人的核心控制部分，巡視控制器3控制車輪1的轉(zhuǎn)動、控制報警裝置4發(fā)出警報、控制溫濕度傳感器5實時監(jiān)測環(huán)境中的例如實驗室內(nèi)的溫濕度、控制煙霧傳感器6實時監(jiān)測環(huán)境中的例如實驗室內(nèi)的煙霧濃度、控制天線7接收和發(fā)射無線數(shù)據(jù)、控制超聲波測距傳感器8測量前方物體與車身2的距離、控制紅外循跡傳感器9辨別需要巡視的路線軌跡、控制顯示屏10實時顯示實驗室內(nèi)溫度、濕度以及設(shè)備儀器的最高溫度值，還控制鏡頭13對待巡視的設(shè)備儀器的自動對焦。這里，請結(jié)合圖1和圖2，巡視控制器3從車身2向外突出，突出的底部設(shè)置有報警裝置4，突出的前壁設(shè)置有紅外循跡傳感器9和超聲波測距傳感器8，并且，溫濕度傳感器5、煙霧傳感器6和天線7設(shè)置于巡視控制器3頂部并且從車身2頂部伸出來，以便準(zhǔn)確探測到信號。較佳的，巡視控制器3的外部可以采用一殼體保護起來。

具體的，本實施例中，請參閱圖3，巡視控制器3可以具體包括：DSP電路、FPGA電路、ADC采集電路、電機驅(qū)動電路、紅外循跡電路、超聲波測距電路、煙霧傳感器電路、溫濕度傳感器電路、無線通信電路、顯示電路、報警電路以及電源電路。

電機驅(qū)動電路與車輪相電連，紅外循跡電路與紅外循跡傳感器相電連，超聲波測距電路與超聲波測距電路相電連，煙霧傳感器電路與煙霧傳感器相電連，溫濕度傳感器電路與溫濕度傳感器相電連，顯示電路與顯示屏相電連，報警電路與所述報警裝置相電連；電源電路為各個電路提供工作電源；

DSP電路控制紅外圖像傳感器正常工作；

ADC采集電路采集到紅外圖像傳感器輸出的模擬信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送給FPGA處理；

FPGA對數(shù)字信號進行拼接處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP電路；DSP電路再控制無線通信電路通過無線網(wǎng)絡(luò)，例如GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)，將FPGA拼接處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到外界，例如，發(fā)送至管理服務(wù)器中，管理服務(wù)器可以對這些數(shù)據(jù)進行集中智能化管理，管理人員后續(xù)也可通過終端顯示設(shè)備例如PC機訪問管理服務(wù)器對這些數(shù)據(jù)進行查閱管理；這里，F(xiàn)PGA可以為ADC采集電路和DSP電路提供同步時鐘。

此外，DSP電路還控制電機驅(qū)動電路來驅(qū)動車輪前后轉(zhuǎn)動；DSP還通過控制紅外循跡電路和超聲波測距電路來分別控制紅外循跡傳感器和超聲波測距傳感器，從而使機器人沿著設(shè)定的路線對設(shè)備儀器進行巡視；DSP電路還控制顯示電路通過顯示屏來實時顯示得到的所有溫度數(shù)據(jù)、煙霧濃度數(shù)據(jù)；DSP電路還控制報警電路來控制報警裝置進行報警。DSP電路還控制無線通信電路通過無線網(wǎng)絡(luò)，例如GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)，將溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度等數(shù)據(jù)發(fā)送到外界，例如發(fā)送至管理服務(wù)器中，管理服務(wù)器可以對這些數(shù)據(jù)進行集中智能化管理，管理人員后續(xù)也可通過終端顯示設(shè)備例如PC機訪問管理服務(wù)器對這些數(shù)據(jù)進行查閱管理。

此外，本實施例中還提供了一種巡視系統(tǒng)，包括：管理服務(wù)器、終端管理設(shè)備以及上述的巡視機器人；其中，所述天線在巡視控制器的控制下，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將溫濕度傳感器探測的溫度以及濕度、煙霧傳感器探測的煙霧氣體濃度、超聲波測距傳感器探測的距離、紅外圖像傳感器探測的設(shè)備儀器的溫度和圖像發(fā)送到管理服務(wù)器，管理服務(wù)器再發(fā)送給終端管理設(shè)備。具體的可以參見上述描述，這里不再贅述。本實施例的巡視系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA還對數(shù)字信號進行拼接處理后得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP電路；DSP電路再控制無線通信電路通過天線將FPGA拼接處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到到管理服務(wù)器，管理服務(wù)器再發(fā)送給終端管理設(shè)備。具體的可以參見上述描述，這里不再贅述。

需要說明的是，本實用新型的機器人以及巡視系統(tǒng)可以應(yīng)用于實驗室、生產(chǎn)工藝環(huán)境等領(lǐng)域，來實現(xiàn)對實驗室或生產(chǎn)環(huán)境等的監(jiān)控，避免人為監(jiān)控的繁瑣，節(jié)約人力，提高效率。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本實用新型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本實用新型所主張的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。