[發明專利]一種基于傳感器網絡的室內移動機器人系統構建方法

在審

• 申請號: 201710933063.6
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107623744A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 史兵;苗乃明
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/38;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于無線傳感器網絡的室內移動機器人系統構建方法。

背景技術

國內外，已經針對此種移動滅火機器人有了一些研究，并取得一定進展。

2008年，由德國馬格德堡-施騰達爾大學設計開發了一種球形新型消防機器人OLE，用來監測森林火災。2009年，由挪威科學家研制出一種蛇形消防機器人，進入消防救援人員無法進入的場所實施滅火工作。英國科學家研制的RO-VEH型消防機器人，配有履帶式行走機構，可較為便利的越過障礙物，抵近火源，利用水槍進行滅火。美國海軍研制出一種直立行走的，人行的滅火機器人，用于艦船內部的消防工作。在國內，公安部上海消防研究所和上海交通大學聯合研發出一種履帶式消防機器人，具有快速攀登樓梯的能力，同時裝備多數據傳感器，如攝像機、氣體成分分析儀、紅外探測器以及GPS定位模塊，能進入危險區域進行偵查和救援。國內也有一些高校與科研院所設計出了功能類似的消防機器人。

然而，目前國內外關于滅火機器人的工作，絕大部分是針對室外滅火機器人，而對于同樣重要的室內滅火機器人的研究較少。目前已研制出的室外機器人，大部是由操作人員利用無線電遙控指揮的，真正做到自主搜尋與滅火的不多。另外，機器人本身攜帶的傳感器只能探測到附近的環境，對整個需要監測的區域信息了解不夠，為了獲得及時、全面的信息，機器人必須在工作區域內頻繁移動，這將大大消耗其電池能量，使其頻繁充電，嚴重影響機器人內部電池和電機的使用壽命。本文針對室內移動滅火機器人的工作室內空間有限、便于布置等特點，采用無線傳感器網絡技術，代替長時間移動的機器人，對室內整體環境進行監測，并與機器人互連，構建環境模型，為實現滅火機器人自主導航，尋找火源并滅火做好準備。同時，構建數據庫、Web服務器等網絡環境，實現遠程網絡控制功能，將系統機器人轉化為網絡移動機器人。

發明內容

本發明的本發明涉及一種室內移動機器人系統構建方法，包括如下步驟：(1)拓撲結構設計

考慮到系統拓撲結構必須滿足滅火機器人在移動過程中也能準確接收各終端節點數據的要求，將系統的現場單元中無線傳感器網絡的拓撲結構設計成移動網狀結構。

(2)控制系統設計

控制系統由監控計算機、數據庫和Web服務器三部分構成。監控計算機通過無線的方式，接收移動機器人上傳的數據，如環境參數數據、現場視頻等。監控計算機將信息以圖形界面的形式顯示，并將信息寫入數據庫中，以便Web服務器在響應遠端瀏覽器請求時，讀取信息。

(3)數據庫的構建

數據庫是本系統中一個很重要的部分，關系到整個系統功能能否順利地實現。數據庫系統中保存多種重要信息，以備調用，如授權用戶、登錄記錄、溫度參數、濕度參數、圖片信息、煙霧參數、報警記錄等。本系統建立的是SQL Server型的數據庫，數據庫中的信息以表單的形式呈現，便于輸入與讀取。

(4)Web服務器的構建

本系統采用Microsoft Visual studio 2010開發平臺構建Web服務器，通過響應客戶端瀏覽器發出的HTTP請求，從數據庫中獲取需要的數據，生成動態交互式網頁(ASP,Active Server Pages)，然后呈現給客戶端。系統Web服務器還采用AJAX技術，實現了數據庫中的數據，實時更新到客戶端頁面，并提供用戶登錄、數據實時顯示、歷史記錄查詢和數據輸出等功能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明中無線傳感器網絡的拓撲結構圖。

圖2是本發明中控制系統結構圖。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。

本發明的本發明涉及一種室內移動機器人系統構建方法，包括如下步驟：

(1)拓撲結構設計

考慮到系統拓撲結構必須滿足滅火機器人在移動過程中也能準確接收各終端節點數據的要求，將系統的現場單元中無線傳感器網絡的拓撲結構設計成網狀結構。

(2)控制系統設計

控制中心單元由監控計算機、數據庫和Web服務器三部分構成。監控計算機通過無線的方式，接收移動機器人上傳的數據，如環境參數數據、現場視頻等。監控計算機將信息以圖形界面的形式顯示，并將信息寫入數據庫中，以便Web服務器在響應遠端瀏覽器請求時，讀取信息。