[发明专利]基于GIS的智能家庭机器人系统

说明书

技术领域

发明涉及一种机器人系统，具体涉及一种基于GIS的智能家庭机器人系统。

背景技术

21世纪以来，家庭机器人的研究越来越受到关注。在信息时代的今天，人们忙碌于工作、社交等各种活动和事务中，家里经常处于没有人的状态，这为不法分子入室盗窃提供了有利的条件；同时随着人民生活质量的不断提高，管道煤气、液化石油气在更多的家庭里使用，人们在享受这种便利的时候，却也增加了火灾隐患。因此可见，随着社会的发展，家庭的许多琐事需要助手来协助完成，家庭机器人系统的研究正迎合了这一时代的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于GIS的智能家庭机器人系统，将GIS（地理信息系统）与机器人相结合，机器人利用GIS存储的地图进行自主导航，同时GIS利用机器人的摄像头、测距传感器等传感器获得的信息实时更新地图，并辅助控制系统完成决策，从而大大的增大了机器人的活动范围和工作可靠性。

本发明的基于GIS的智能家庭机器人系统包括机器人、机器人控制系统、GSM模块和zigbee模块；其中机器人控制系统通过GSM模块实现与用户的短信通讯，机器人控制系统与机器人间通过zigbee模块实现无线通讯。

所述机器人控制系统包括上位机、检测报警模块和智能家居模块。检测报警模块通过zigbee模块与上位机无线通讯，智能家居模块通过CAN总线与上位机连接。其中上位机包括GIS模块和互联网服务器模块，GIS模块中设置系统所服务的房屋内部的电子地图，通过该电子地图控制机器人在房屋内的行走。互联网服务器模块接收检测报警模块和接收智能家居模块发来的信息，接收和转发主人发送的控制指令。

所述检测报警模块包括ARM处理器、烟雾检测器和人脸识别模块。其中烟雾检测器通过zigbee模块与上位机中的互联网服务器模块无线通讯，将报警信息通过互联网服务器模块发送给用户。人脸识别模块与ARM处理器相连，ARM处理器通过zigbee模块与上位机中互联网服务器模块无线通讯。人脸识别模块与系统所服务的房屋大门上的摄像头通讯。

所述智能家居模块包括主控器、气象站模块、单总线控制模块和电动窗帘控制模块。主控器通过CAN总线与上位机相连，气象站模块、单总线控制模块和电动窗帘模块均与主控器相连。系统所服务房屋内开关器件的电源开关挂在单总线控制模块的单总线上。

所述烟雾检测器的工作模式为：当烟雾检测器检测到系统所服务房屋内的烟雾浓度大于设定值时，通过zigbee模块向上位机发送报警信息，上位机接收到报警信号后，利用GIS模块提供的地图信息准确地定位烟雾源的位置，并通过GSM模块将报警信息通过短信形式发给用户，同时在互联网服务器模块中显示。

所述人脸识别模块的工作模式为：当人脸识别模块接收到摄像头所拍摄的访客的图像后，将该图像的特征信息与自身内部存储的数据库中的特征信息进行一一比对，以判断该图像在数据库中是否有存储，如果有，则不报警。如果没有，则通过zigbee模块将获得的图像发送给上位机，上位机将图像存储在互联网服务器模块中。

所述智能家居模块的工作模式为：气象站模块实时检测房屋内的气象信息，并将检测到的气象信息发送给主控器，电动窗帘模块利用主控器中的气象信息控制电动窗帘的上拉和下降，实现室内光照的自动调节。同时主控器通过CAN总线将气象信息发送给上位机，上位机在互联网服务器模块对气象信息进行实时显示。

当用户需要控制房屋内开关器件的电源开关时，通过上位机向主控器发送控制该开关器件电源开关的控制指令，主控器依据接受到的控制指令，通过单总线控制模块控制对应开关器件的电源开关。

所述电动窗帘模块控制电动窗帘的上拉和下降的实现方法为：将控制电动窗帘升降的电机与电动窗帘模块的单片机相连，单片机从主控器获得室内的光照信息后控制电机的运转，当室内的光照强度小于设定值时，启动电机正转，控制电动窗帘上拉。当室内的光照强度大于设定值时，启动电机反转，控制电动窗帘下降。

有益效果：

（1）本发明将GIS（地理信息系统）运用在机器人系统中，机器人能够利用GIS存储的地图进行自主导航，同时GIS能够利用机器人系统中的摄像头、测距传感器等传感器获得的信息实时更新地图，从而大大的增大了机器人的活动范围和工作可靠性。

（2）在本系统中通过zigbee模块将气象站模块信息、人脸识别模块的结果以无线的行式发给上位机，这样做大量的减少了布线的困难，只需在相应模块处布上zigbee模块的从节点，并将主节点部在上位机即可实现。

附图说明