[发明专利]基于分布式控制的多功能巡检机器人及工作方法

说明书

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于分布式控制的多功能巡检机器人，包括控制模块、巡航模块、运动模块、图像采集模块、气体检测模块、土壤采样模块、无线通信收发模块及上位机监视模块；控制模块采用MSP430G2553单片机，巡航模块采用RX23T5F523T5ADFM单片机，RX23T5F523T5ADFM单片机通过SCCB通讯方式实时读取由CMOS摄像头采集到的图像信息，经串行通讯方式将位置信息传递至MSP430G2553单片机。本发明以MSP430处理器作为主要控制核心，以RX23T为辅助控制系统，这种分布式控制在数据处理上减小了计算误差，增加数据处理精度。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于分布式控制的多功能巡检机器人及工作方法。

背景技术

当前，人工智能技术的发展带动了机器人领域，智能巡检机器人在室内室外，变电站、机房或者商场有很大的需求。

现有的巡检机器人系统，受到硬件、软件的限制，只有一个主控芯片，主控芯片功耗大，长时间运行处理会导致机器人运行速度下降，运行效率变低，最终影响整个机器人的工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于分布式控制的多功能巡检机器人及工作方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于分布式控制的多功能巡检机器人，其特征在于：包括控制模块、巡航模块、运动模块、图像采集模块、气体检测模块、土壤采样模块、无线通信收发模块及上位机监视模块；所述控制模块采用MSP430G2553单片机作为核心控制单元；

所述巡航模块采用RX23T5F523T5ADFM单片机，所述RX23T5F523T5ADFM单片机通过SCCB通讯方式实时读取由CMOS摄像头采集到的图像信息，经二值化处理及模糊控制处理后，从而得出当前位置信息，经串行通讯方式将位置信息传递至所述MSP430G2553单片机，之后经计算处理后得到巡检机器人的路径规划信息；

所述运动模块采用履带式运动结构与差速转向方式，并由所述MSP430G2553单片机控制；

所述图像采集模块采用红外高清网络摄像头，实时采集画面信息并通过无线网络传送给上位机监视模块；

所述气体检测模块由于检测pm2.5、氨气、硫化氢、空气污染气体、烟雾等数据，并将数据信息传送给所述MSP430G2553单片机；

所述土壤采样模块用于采集土壤信息，包括两只舵机和挖土铲斗，由MSP430G2553单片机控制；

所述无线通讯模块包括ZigBee和WI FI，其中ZigBee用于RX23T5F523T5ADFM单片机与上位机监视模块之间传输数据的传输，WI FI用于RX23T5F523T5ADFM单片机与上位机监视模块之间图像的传输；

所述上位机监视模块采用PC机进行监控。

优选地，还包括红外避障传感器，用于监测机器人周围障碍物信息，并传送给MSP430G2553单片机。

一种基于分布式控制的多功能巡检机器的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：1)通过巡航模块搭载的CMOS摄像头和RX23T5F523T5ADFM单片机，采用SCCB通讯协议实时采集图像信息，采用外部中断的方式，经二值化处理及模糊控制算法，实时读取CMOS摄像头捕捉的轨迹位置信息，最终通过MSP430G2553综合计算处理后，得到巡检机器人的路径规划信息，进而通过PWM调速控制运动模块工作，并根据路径轨迹做出相应的姿态调整；

2)通过气体检测模块，实现pm2.5、氨气、硫化氢、空气污染气体、烟雾的检测工作，通过A/D采样方式采集pm2.5、氨气、硫化氢、空气污染气体数据；通过SPI通信方式采集红外烟雾报警信号；最终将采集的数据发送至MSP430G2553单片机；