利用無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊設(shè)計(jì)的WIFI智能遙控防疫機(jī)器人
發(fā)布日期:2021-12-17
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利用
無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊設(shè)計(jì)的WIFI智能遙控防疫機(jī)器人,一款基于無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊的WIFI智能遙控防疫機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造,主要由車身、Ard控制板、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊等構(gòu)成。手機(jī)APP與Ard控制板通過(guò)藍(lán)牙模塊進(jìn)行信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸,可以實(shí)現(xiàn)小車遙控模式、循跡模式、避障模式、路徑規(guī)劃模式下的考勤、測(cè)溫、防疫藥水噴灑等功能。2014年6月9日,習(xí)近平總書(shū)記在兩院院士會(huì)議上指出,機(jī)器人是“制造業(yè)皇冠上的明珠”,它的研發(fā)、制造、應(yīng)用是一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。到2019年末,武漢爆發(fā)了新型冠狀病毒肺炎疫情。截至2020年4月19日,全球累計(jì)確診病例20多萬(wàn)例,累計(jì)死亡15000多人,全世界人民的生命權(quán)和健康權(quán)受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn),廣大醫(yī)務(wù)人員和醫(yī)務(wù)人員都面臨著工作負(fù)擔(dān)重、交叉感染的高風(fēng)險(xiǎn)。因此研制一種自動(dòng)化、智能化、方便、
高效的WiFi模塊防疫機(jī)器人是當(dāng)前防疫形勢(shì)和市場(chǎng)的迫切需要。文章重點(diǎn)介紹了一種基于無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊的WIFI智能遠(yuǎn)動(dòng)防疫機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作,詳細(xì)說(shuō)明了其硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。
它可實(shí)現(xiàn)圖像采集、體溫測(cè)量、紫外線消毒、防疫藥水噴灑、考勤等功能。將該功能模塊集成在一款活動(dòng)小車的車體上,通過(guò)手機(jī)端APP控制,可以實(shí)現(xiàn)智能遙控、紅外跟蹤、超聲波避障、自動(dòng)路徑規(guī)劃等功能。與此同時(shí),手機(jī)端APP可以控制各個(gè)功能模塊的打開(kāi)、關(guān)機(jī)和工作在智能化模式。通過(guò)手機(jī)APP、QR碼掃描、高清晰攝像頭、Ard控制板、云端服務(wù)器等功能,可以通過(guò)集成藍(lán)牙模塊、圖像采集卡和WIFI模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。Ard控制板負(fù)責(zé)采集各功能模塊的傳感器以及物聯(lián)網(wǎng)卡的控制信號(hào),進(jìn)行分析處理,然后控制小車的運(yùn)動(dòng)、聲音播放、信息顯示、各模塊的動(dòng)作以及數(shù)據(jù)和信號(hào)的上傳等。
智能型防疫機(jī)器人電氣控制部分的設(shè)計(jì)中,由于輸入、輸出信號(hào)多、通信交互復(fù)雜,而單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、功耗低等特點(diǎn)。本論文所使用的單片機(jī)是Ard,它是一款開(kāi)放源碼的、靈活、方便上手的電子原型平臺(tái)。包括硬件(各種類型的Ard板)和軟件(ArduinoIDE)。編程Ard是通過(guò)Ard編程語(yǔ)言(基于Wiring)和Ard開(kāi)發(fā)環(huán)境(基于Processing)實(shí)現(xiàn)的。Ard2560板功能強(qiáng)大,包括54個(gè)數(shù)字I/O口、16個(gè)模擬輸入口、256KFlash閃存、8K靜態(tài)存儲(chǔ)SRAM、4KEEPROM、4KEEPROM、3路串行通信接口。它具有功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)緊湊、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn),非常適合于該系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)需要。
無(wú)線圖傳供應(yīng)商采用2020鋁型材制作的智能防疫機(jī)器人,長(zhǎng)1200mm,寬800mm,額定負(fù)載50kg。手推車采用4臺(tái)35W直流電機(jī),單邊控制方式。鋰電池供電的小車,可連續(xù)工作8h,電池電壓12V。
智能化防疫機(jī)器人的控制系統(tǒng)硬件功率控制板將12V轉(zhuǎn)換為5V,供應(yīng)Ard控制板、物聯(lián)網(wǎng)模塊、高清晰攝像機(jī)、QR碼掃描器等功能模塊。Ard控制板輸出兩路控制信號(hào)和PWM信號(hào)的PWM驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。車內(nèi)功能模塊主要有小車控制傳感器、紫外滅菌模塊、防疫藥水噴灑模塊、紅外測(cè)溫模塊、信息顯示模塊、語(yǔ)音播放模塊。將藍(lán)牙模塊、圖像采集卡、無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊WIFI模塊和串口集成在一起,通過(guò)手機(jī)APP、高清攝像機(jī)云服務(wù)器、QR碼掃描器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分,一是手機(jī)端的APP程序設(shè)計(jì),二是Ard單片機(jī)的程序設(shè)計(jì),三是云端服務(wù)器的程序設(shè)計(jì)。移動(dòng)端APP程序采用Eclipce軟件開(kāi)發(fā)并編譯,分為歡迎界面、視頻界面、操作界面、活動(dòng)圖片界面、設(shè)置參數(shù)界面。當(dāng)進(jìn)入手機(jī)APP時(shí),歡迎界面顯示待定畫(huà)面;點(diǎn)擊歡迎界面進(jìn)入操作界面,可控制小車進(jìn)、退,左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、打開(kāi)、關(guān)閉各功能模塊;在操作界面內(nèi)嵌入視頻界面,可以實(shí)時(shí)觀看攝像機(jī)拍攝的視頻,在視頻界面點(diǎn)擊拍照按鈕進(jìn)入活動(dòng)照片界面,可以觀看拍攝的圖片;參數(shù)界面可以修改操縱小車的十六進(jìn)制編碼,修改控制端口、IP地址等信息。Ard單片機(jī)程序分為主程序、初始化、通訊模塊、功能模塊、電機(jī)控制子程序。主要程序內(nèi)容是變量聲明,初始化了函數(shù)和循環(huán)函數(shù),初始化的子程序內(nèi)容為上電初始化函數(shù)和舵機(jī)初始化函數(shù);通信子程序內(nèi)容為中斷函數(shù)和通信函數(shù)。函數(shù)模塊程序內(nèi)容為燈光控制功能、紫外線消毒功能、溫度測(cè)量函數(shù)、顯示函數(shù)、語(yǔ)音函數(shù);電氣子程序內(nèi)容為小車運(yùn)動(dòng)函數(shù)、巡線函數(shù)、避障函數(shù)。云中服務(wù)器程序采用Eclipce軟件開(kāi)發(fā),主要將QR碼掃描器掃描到的字符串信息與采集者的真實(shí)信息進(jìn)行置換,將置換信息與體溫測(cè)量模塊測(cè)得的溫度列表,管理員可以實(shí)時(shí)查看。
本文基于無(wú)線圖傳供應(yīng)商WiFi模塊的WIFI智能遙控防疫機(jī)器人就是針對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情情況和市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)。具有考勤、消毒、測(cè)溫等功能。通過(guò)對(duì)樣機(jī)的測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計(jì)的功能和效果,大大提高了防疫工作效率,減少了人力,提高了自動(dòng)化、智能化水平。