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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 現(xiàn)場(chǎng)信息檢測(cè)小車(chē)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 該信息檢測(cè)小車(chē)主要用來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)在地震、火災(zāi)、礦區(qū)、管道等特殊環(huán)境中的環(huán)境檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集，以及災(zāi)難發(fā)生后人員的搜救工作，并可以完成家居環(huán)境檢測(cè)，代替保安在小區(qū)內(nèi)巡邏等工作。
- 詳細(xì)介紹：
- 在地震、火災(zāi)、礦區(qū)、管道等特殊環(huán)境中進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)與數(shù)據(jù)采集，以及災(zāi)難發(fā)生后人員的搜救工作一直以來(lái)是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)這些地區(qū)的數(shù)據(jù)采集及被困人員搜索，我們制作了這輛信息檢測(cè)小車(chē)。該檢測(cè)車(chē)使用的主控芯片為超低功耗MSP430單片機(jī)，同時(shí)集成了無(wú)線攝像頭、各種傳感器及無(wú)線話筒等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了在各種復(fù)雜環(huán)境中現(xiàn)場(chǎng)圖像采集、氣體檢測(cè)、人員檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)、超聲波測(cè)距、小車(chē)精確定位、自動(dòng)避障、自動(dòng)記憶路徑及輔助營(yíng)救人員展開(kāi)營(yíng)救工作等功能。為提高小車(chē)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力，我們給小車(chē)加上躍障模塊。小車(chē)與上位機(jī)之間采用Modbus通信協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。同時(shí)，小車(chē)配有無(wú)線話筒，方便營(yíng)救人員對(duì)被困者進(jìn)行心理輔導(dǎo)。另外小車(chē)電路實(shí)現(xiàn)了低功耗設(shè)計(jì)，在不影響正常工作的前提下減少了電池的負(fù)擔(dān)，配合太陽(yáng)能電池板，更加節(jié)能環(huán)保。小車(chē)的這些功能使其也可以完成家居環(huán)境檢測(cè)，代替保安在小區(qū)內(nèi)巡邏等工作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)信息，用來(lái)做好對(duì)意外情況的預(yù)防并制定及時(shí)的解決方案。 思路：考慮到現(xiàn)場(chǎng)可燃性氣體、有毒氣體的存在，小車(chē)采用煙霧傳感器對(duì)其實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度及障礙物距離等進(jìn)行高精度檢測(cè)。地震等災(zāi)害性現(xiàn)場(chǎng)可能存在傷員，攜帶有藥品、食物的小車(chē)可以采用生命探測(cè)儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)被困人員進(jìn)行搜索。小車(chē)嵌有雙向迷你電臺(tái)，可以與被困人員對(duì)話，進(jìn)行必要的心理輔導(dǎo)。同時(shí)我們給小車(chē)自制的定位系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定位傷員位置?，F(xiàn)場(chǎng)電能緊缺是制約進(jìn)度的瓶頸，我們采用太陽(yáng)能電池板實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的自動(dòng)充電，同時(shí)設(shè)計(jì)低功耗電路以節(jié)約能源。為提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)效率，小車(chē)與上位機(jī)之間采用一主機(jī)多子機(jī)的通訊模式，使上位機(jī)可以同時(shí)對(duì)多輛檢測(cè)車(chē)進(jìn)行監(jiān)控。小車(chē)配有無(wú)線攝像頭，可將現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面發(fā)送到上位機(jī)。小車(chē)鍵盤(pán)操控、有線無(wú)線切換、智能避障、躍障和自動(dòng)記憶路徑等功能，大大提高了它適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力。 創(chuàng)新點(diǎn)：高精度現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)，有線無(wú)線可切換模式的音頻視頻數(shù)據(jù)傳輸，學(xué)習(xí)型半智能避障與行車(chē)路徑記錄，太陽(yáng)能智能充電配合低功耗檢測(cè)，上位機(jī)組網(wǎng)及多機(jī)通訊。 關(guān)鍵技術(shù)：多機(jī)通信，無(wú)線監(jiān)控，小范圍內(nèi)小車(chē)定位，智能避障和自動(dòng)記憶路徑的控制算法，自動(dòng)充電和低功耗電路的設(shè)計(jì)等。 主要技術(shù)參數(shù)：溫度精度為0.1度，超聲波測(cè)距精度3毫米，生命探測(cè)儀檢測(cè)距離在12米以內(nèi)，空曠無(wú)線傳輸距離500米，復(fù)雜環(huán)境有線傳輸距離100米，太陽(yáng)能電池板充電電壓13伏，充電電流400毫安，小車(chē)檢測(cè)狀態(tài)下功率2.58毫瓦。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性：智能避障和自動(dòng)記憶路徑的控制算法，多機(jī)通訊，小范圍內(nèi)確定小車(chē)的位置等都是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)。利用太陽(yáng)能電池板進(jìn)行自動(dòng)充電的技術(shù)也是小車(chē)的一大創(chuàng)新。 科學(xué)性：小車(chē)可用無(wú)線通信模式將所需數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，避免了有線帶來(lái)的諸多不便；小車(chē)實(shí)現(xiàn)多機(jī)組網(wǎng)通訊，大大增加了檢測(cè)效率；小車(chē)實(shí)現(xiàn)視頻、音頻傳輸，可將現(xiàn)場(chǎng)視頻音頻、小車(chē)位置等信息傳送到上位機(jī)，使操控人員更加清晰的了解現(xiàn)場(chǎng)情況；小車(chē)通過(guò)我們編寫(xiě)的控制算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障，自動(dòng)記憶路徑等功能，大大增加了其適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力；我們通過(guò)對(duì)硬件的設(shè)計(jì)，既降低了其功耗，又使其完成了太陽(yáng)能自動(dòng)充電的功能，更加節(jié)能環(huán)保。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品在2010年評(píng)為校級(jí)學(xué)生科技創(chuàng)新立項(xiàng)資助項(xiàng)目并已結(jié)題驗(yàn)收； 作品在2011年被教務(wù)處評(píng)為校級(jí)大學(xué)生研究訓(xùn)練（SRT）計(jì)劃項(xiàng)目； 作品在2011年被評(píng)為第十二屆“挑戰(zhàn)杯”校級(jí)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品特等獎(jiǎng)； 作品在已在濟(jì)南藍(lán)海清洗維修工程有限公司試用成功，并有相關(guān)證明。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 ，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：可通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)信息，通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)控制小車(chē)動(dòng)作，通過(guò)雙向迷你電臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)話。 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：多機(jī)通信，無(wú)線監(jiān)控，小范圍小車(chē)定位，智能避障和自動(dòng)記憶路徑的控制算法，自動(dòng)充電和低功耗的電路設(shè)計(jì)等。 適用范圍：用于火災(zāi)、輻射區(qū)、管道等人類(lèi)難以到達(dá)的地方的信息檢測(cè)，幫助保安在小區(qū)里巡邏，用于家居環(huán)境檢測(cè)等。 推廣前景：小車(chē)可移動(dòng)精確檢測(cè)、自動(dòng)記憶路徑、上位機(jī)組網(wǎng)及多機(jī)通訊等特點(diǎn)，使其更有競(jìng)爭(zhēng)力。小車(chē)廣泛的應(yīng)用范圍使其具有很高的研究?jī)r(jià)值。 市場(chǎng)分析：現(xiàn)今還沒(méi)有類(lèi)似的檢測(cè)小車(chē)正式投入使用，現(xiàn)場(chǎng)信息檢測(cè)小車(chē)已在濟(jì)南藍(lán)海清洗維修工程有限公司適用成功，并初步具備產(chǎn)品化生產(chǎn)的條件。經(jīng)我們調(diào)查，國(guó)內(nèi)應(yīng)相關(guān)信息檢測(cè)設(shè)備并不完善，檢測(cè)車(chē)不但可以完成相應(yīng)的工作，還可以小區(qū)巡邏、家居環(huán)境檢測(cè)，實(shí)用性極強(qiáng)。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：?jiǎn)翁自O(shè)備約2000元人民幣。北京寶眾達(dá)公司的檢測(cè)車(chē)BZD-02-01的價(jià)格約2萬(wàn)元人民幣。小車(chē)的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 一、國(guó)內(nèi)同類(lèi)課題： （一）小飛機(jī)機(jī)器人 空中“電子眼”能快速獲取受災(zāi)情況，傳回災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像，有時(shí)還可以進(jìn)行應(yīng)急物品投放。它擁有避障功能，使用汽油作為動(dòng)力來(lái)源。 （二）洞穴機(jī)器人 這款機(jī)器人是履帶式的，最大的特點(diǎn)就是可根據(jù)廢墟現(xiàn)場(chǎng)的地形進(jìn)行變形，在復(fù)雜的廢墟環(huán)境中移動(dòng)。洞穴機(jī)器人上面裝有探頭進(jìn)行攝像，此外還有音頻、視頻設(shè)備、生命探測(cè)儀器。 （三）蛇形機(jī)器人 這款機(jī)器人的頭部裝有麥克風(fēng)，可以通過(guò)地面操控終端與廢墟下的生還者進(jìn)行直接對(duì)話，了解生還者所需，為被埋的幸存者輸送水或牛奶等營(yíng)養(yǎng)液。 （四）井下救援機(jī)器人 該機(jī)器人采用履帶式的行走機(jī)構(gòu)，具有一定越障能力。它采用具有音頻探測(cè)、視頻觀測(cè)等多種技術(shù)手段相結(jié)合的人員生命探測(cè)方式，可配載食品、水、礦燈、急救包等物品，確認(rèn)事故現(xiàn)場(chǎng)是否有生命存在并進(jìn)行搜救。 二、國(guó)際同類(lèi)課題： （一）救援機(jī)器人RoboCue 它配備超聲波傳感器、紅外照相機(jī)。 （二）蛇形機(jī)器人Snakebot 這款蛇形機(jī)器人由日本救災(zāi)機(jī)器人研究人員發(fā)明，配備有攝像機(jī)，更注重于搜索功能。
