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在我國，石油、化工、煤炭等行業(yè)有毒氣體泄漏時有發(fā)生，這些災(zāi)難發(fā)生后，現(xiàn)場環(huán)境具有復(fù)雜性和危險性。
為降低現(xiàn)場探測時對檢測人員的傷害，并實(shí)現(xiàn)對事故現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)計(jì)了基于ARM 9的有害氣體監(jiān)測機(jī)器人。
此機(jī)器人可用于對工業(yè)現(xiàn)場有害氣體濃度、環(huán)境溫度等參數(shù)進(jìn)行巡檢，拍攝現(xiàn)場的實(shí)時視頻畫面，通過無線傳輸功能，能夠?qū)F(xiàn)場的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送給指揮中心。

在我國，石油、化工、煤炭等行業(yè)有毒氣體泄漏時有發(fā)生，對人身安全的威脅也越來越大，這些災(zāi)難發(fā)生后，由于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性和危險性，救援工作往往很難開展，也給救援隊(duì)員的生命安全帶來很大隱患。因此需要一種能夠代替救援隊(duì)員深入到危險區(qū)域并探測現(xiàn)場有用信息的監(jiān)測機(jī)器人。
目前工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的有害氣體檢測儀器大多是固定式或便攜式的。使用固定式檢測儀器，只能在安裝點(diǎn)及其附近進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，檢測范圍小，局限性大；使用便攜式檢測儀器，仍需人員手持到現(xiàn)場進(jìn)行操作。在石油、化工、煤炭等行業(yè)，生產(chǎn)車間在發(fā)生氣體泄漏后，現(xiàn)場環(huán)境變得高危，不宜人員進(jìn)入，而做出及時、正確的判斷和決定又依賴于及時、準(zhǔn)確的事故現(xiàn)場數(shù)據(jù)。還有一些本身就需在高危環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)的特種行業(yè)，如多晶硅行業(yè)，釩鈦行業(yè)等，在這些行業(yè)的生產(chǎn)車間人員巡檢困難、投入大、人員安全不能得到有效保障。 基于上述情況設(shè)計(jì)了有害氣體監(jiān)測機(jī)器人，可以使用此平臺對現(xiàn)場有害氣體濃度、環(huán)境溫度等參數(shù)進(jìn)行巡檢。主要著重于有害氣體監(jiān)測機(jī)器人的數(shù)據(jù)檢測與視頻實(shí)時傳輸功能，實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送給指揮中心。
本系統(tǒng)分為既定巡檢和手動巡檢兩種工作模式。既定巡檢模式下，機(jī)器人可以在車間按指定路線行進(jìn)，實(shí)時檢測沿線有害氣體濃度和環(huán)境溫度，獲取現(xiàn)場實(shí)時圖像，通過無線技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動檢測。在有害氣體超標(biāo)或環(huán)境溫度異常的情況下會報警，將異常數(shù)據(jù)上報至上位機(jī)，自動切換為手動模式。手動巡檢模式下，控制人員可以在控制室通過上位機(jī)遠(yuǎn)程控制移動監(jiān)測裝置的運(yùn)動路徑，在需要檢測的地點(diǎn)獲取實(shí)時參數(shù)和現(xiàn)場圖像。它是一種在企業(yè)自動化生產(chǎn)和自動化巡檢系統(tǒng)中的自動控制系統(tǒng)。
有害氣體監(jiān)測機(jī)器人包括硬件電路制作和軟件開發(fā)。
硬件方面，對監(jiān)測裝置的電路進(jìn)行了模塊化處理，監(jiān)測裝置主要由控制器模塊、傳感器模塊（氣體濃度傳感器模塊、紅外傳感器模塊、溫度傳感器模塊）、圖像采集模塊、無線通信模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、電源模塊組成?？刂颇K的核心采用的是SAMSUNG公司推出的ARM9處理芯片SC2440，是 16／32位RISC嵌入式微處理器，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制和調(diào)度管理。主要用于對傳感器模塊采集的溫度、氣體濃度和攝像頭采集的現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，輸出信號去控制電機(jī)驅(qū)動模塊，從而完成對機(jī)器人的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、現(xiàn)場有害氣體的檢測、溫度的實(shí)時測量、現(xiàn)場圖像的抓拍和無線傳輸數(shù)據(jù)的控制。
軟件方面，基于Windows API，通過socket網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)編寫了上位機(jī)軟件，采用嵌入式linux多線程編程技術(shù)編寫了在有害氣體監(jiān)測機(jī)器人上運(yùn)行的應(yīng)用程序。
有害氣體監(jiān)測機(jī)器人在完成設(shè)計(jì)功能的前提下，充分考慮到了實(shí)用性、能耗、成本等問題，在性能和價格之間作了比較好的平衡。由于在電路中增加冗余的功能，所以設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，保留了各種硬件接口和軟件子程序接口，方便以后的擴(kuò)展和進(jìn)一步開發(fā)。本作品具有較高的實(shí)用價值，適用于工業(yè)生產(chǎn)過程中各種易造成氣體泄漏場合的自動監(jiān)控，具有較高的創(chuàng)新意義和推廣價值。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
2011年3月在?？萍脊?jié)活動中獲科技創(chuàng)新一等獎