CN203259876U - 一种移动机器人智能家居控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种移动机器人智能家居控制***,包括移动机器人,移动机器人内集成有智能家居控制***,其包括运动模块、定位导航模块、处理器模块、Wi-fi无线收发模块和移动机器人控制终端;处理器模块通过Wi-fi无线收发模块经由无线路由器与移动机器人控制终端进行双向通信;所述运动模块、定位导航模块、摄像模块和避障模块分别与处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对移动机器人进行定位导航与室内巡游;红外学习模块和红外发射模块与处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对智能家居进行远距离监控。其将移动机器人与智能家居控制***集成一体,既能不改变原有智能家居的结构,又能够对原有智能家居进行控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种移动机器人智能家居控制***。
背景技术
1950年,伊萨克·阿西莫夫写了《我是机器(I,Robot)》这本科幻经典小说,如今,经过60多年的发展,机器人已经很普遍的应用于工业生产,现在正向我们的日常生活“入侵”,即家政服务机器人正高速发展中。
机器人技术是微软等大公司着力发展的方向。业界普遍认为,家政机器人也会像汽车、计算机、手机那样普及到千家万户。而且,机器人技术是电子信息技术发展的最终归宿。在服务层面,英式管家、菲律宾女佣开创的产业会永葆青春。但是,在产品层面,家政行业的竞争会不断升级,其最高层次的竞争很可能就是家用机器人的竞争。
经过多年的发展,机器人不再是制造业的专项名词。随着技术的发展和社会的需求,目前各种功能的服务机器人相继出现,有能照料老人的家政机器人、陪伴孩子学习的书童机器人、能够做饭的厨师机器人等。
家政服务机器人似乎是个多面手,设计者赋予了它十项全能,包括:防盗监测、安全检查、患者监视、儿童教育、家电控制、家庭娱乐、物品搬运、报时催醒、电话接听、清洁卫生等。更不可思议的是,按照工作环境不同,家政服务机器人可以利用诸多传感器获取、识别和理解情景,自律地导航(像人一样思考和判断先做什么、后做什么)。据介绍,家政服务机器人拥有良好的学习及适应能力,所具有的毫米级精度,使它不仅身手敏捷,而且可实时对变化中的环境情景作出准确判断和反应。
然而,由于智能机器人在研发阶段往往需要投入巨大的科研经费,再加上机器人本身的各种新型设备,导致最终产品的价格居高不下,普通百姓难以接受,因而难以成功打入大众市场。智能服务机器人目前在日本等“机器人王国”都还没有实现产业化,在我国的应用范围就更小了,只在一些科技馆、展厅和部分高级餐厅使用。
与此相反的是,在另一方面,国外已经商业化的家政服务机器人却又显得功能太过单一,比如清洁机器人、割草机器人等。因此,开发一种功能相对简单而又贴近生活实用的服务机器人,就显得很有必要。
智能家居又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有 关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理***,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,还能提供舒适安全、高效节能、具有高度人性化的生活空间;将一批原来被动静止的家居设备转变为具有“智慧”的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效地安排时间,增强家庭生活的安全性,并为家庭节省能源费用等。
因此,智能家居并非只是一件产品,亦非几件产品拼凑而成,它是一整套***,或者说可以理解为为住户提供一种服务;这种服务是使住户能够通过家居控制***,轻松实现对家中的所有电气设施进行控制和管理的功能;可以让每个家庭的电脑、数码设备、家电等各类信息终端真正跨平台互联互通,使普通消费者从一进家门就能享受到全新的数字生活或者体验,实现安全服务、通信服务、能源管理、自动控制等功能。
然而,就目前中国的国情来说,要让这么一套***走入千家万户还有很长的路要走。所以,如何在现有家居生活基础上实现智能化的家居控制就显得尤为重要。
目前应用于智能家居的技术主要分为三大技术:
1.集中布线技术:需要重新额外布设弱电控制线来实现对家电或灯光的控制,以前主要应用于楼宇智能化控制,因为重新布线,所以信号最稳定,比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制,现开始部分应用于别墅(别墅装修效果图)智能化,但一般设置安装比较复杂,造价较高,工期较长,只适用新装修用户。例如:ABBI-BUS技术,典型厂家:ABB公司、德国莫顿等。
2.无线射频(HomeRF)技术:无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,安装设置都比较方便,主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制,但***功能比较弱,控制方式比较单一,且易受周围无线设备环境及阻碍物干扰;适用于新装修户和已装修户,典型厂家——波创等。
3.X10电力载波:无需重新布线,主要利用家庭内部现有的电力线转输控制信号从而实现对家电和灯光的控制和管理,安装设置比较简单,很多设备都是即插即用,可以随意按需选配产品,而且可以不断智能化升级,功能相对比较强大而且实用,价格适中,比较适合大众化消费,技术非常成熟,已有25年左右的历史,现在美国已有将近1300万家庭用户,适用于新装修户和已装修户,是比较健康、安全、环保的智能家居技术。
目前,我国绝大部分家庭的家电设备,比如冰箱、DVD播放机、电视机、投影仪都不具备无线信号的接收功能,基本上都是靠红外信号来控制的,因此在不改变现有家居环境的基 础上,以上技术并不适合普通中国家庭。
现在,用户遇到的普遍问题是家电设备的红外遥控器种类过多,不能集中控制,且控制距离过短,降低了家居的舒适性。因此,开发一种可以学习红外信号,能够实现集中控制的智能家居控制***,将会为用户带来很大的便利。
如今,市面上已经有了类似的产品,可以实现用红外控制家居***,但是该类产品只能固定放于室内某个地方,仍然不能改变控制距离短的问题,并且很不灵活,具有很大的局限性。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供移动机器人智能家居控制***,给用户提供可移动的一站式智能家居控制、安防监控、家庭娱乐等服务。
本实用新型为实现上述目的,采用如下技术方案:一种移动机器人智能家居控制***,包括移动机器人,所述移动机器人内集成有智能家居控制***,所述智能家居控制***包括运动模块、定位导航模块、摄像模块、避障模块、处理器模块、红外学习模块、红外发射模块、Wi-fi无线收发模块和移动机器人控制终端;所述处理器模块通过Wi-fi无线收发模块经由无线路由器与所述移动机器人控制终端进行双向通信;所述运动模块与所述处理器模块双向通信,其用于控制移动机器人***;所述定位导航模块、摄像模块和避障模块分别与所述处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对机器人进行定位导航与室内巡游;所述红外学习模块和红外发射模块与所述处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对智能家居进行远距离监控。
进一步的,还包括与所述处理器模块双向通信的娱乐模块,其用于播放音乐和视频。
进一步的,所述摄像模块带有夜视功能的高分辨率摄像头,其将采集到的视频或者图像信号进行压缩存储后通过网络发送到所述移动机器人控制终端。
进一步的,所述避障模块采用红外探测传感器。
进一步的,所述运动控制模块通过所述处理器模块发出的脉冲信号控制电机的转动,并带动机器人上设有的万向轮***。
进一步的,所述定位导航模块采用超宽带无线定位技术。
进一步的,所述红外学习模块接收并存储所有家电的红外遥控信号并通过所述移动机器人控制终端的控制软件操控所述红外发射模块来控制所有家电的工作。
进一步的,所述娱乐模块采用LCD屏,并通过所述LCD屏进行远距离视频通话。
本实用新型的有益效果:本实用新型将移动机器人与智能家居控制***集成一体,只需 要一个无线路由器,既能不改变原有智能家居的结构,又能够对原有智能家居(家用电器)进行控制,其设计简单、成本低廉、可靠稳定。并且本***还可以集成娱乐功能,使人们的家居生活变得更加丰富多彩。将移动机器人与家居控制***相结合,使家居控制***“活”了起来,既不需要改变原家居结构,又克服了现有家居控制***的局限性,让智能家居控制变得“随心所欲”。将移动机器人与智能家居***集合在一起并进行控制,控制方法简单、可靠且稳定性高。
将超宽带(UWB)无线定位技术应用于机器人自主导航。超宽带无线定位技术由于功耗低、抗多径效果好、安全性高、***复杂度低,尤其是能提供非常精确的定位精度等优点,而成为未来无线定位技术的热点和首选。平台采用本公司自主研发的“ULoc定位***”,它是结合了脉冲超宽带通信***中的关键技术和无线定位技术而开发出的无线高精度实时定位***。该***直接用纳秒至亚纳秒量级窄脉冲作为信息载体进行数据通信,并采用增强型定位算法,具有高定位精度、低功耗、低成本和大***容量等特点。超宽带无线定位技术克服了像红外线、超声波、射频信号等无线定位技术不适合室内定位的缺陷,使得机器人可以在各个房间来回穿梭,而永远不必担心其“迷路”或“失踪”。
附图说明
图1本实用新型的功能原理图。
具体实施方式
图1所示为一种移动机器人智能家居控制***,包括移动机器人,所述移动机器人内集成有智能家居控制***,所述智能家居控制***包括运动模块10、定位导航模块9、摄像模块4、避障模块5、处理器模块3、Wi-fi无线收发模块2和移动机器人控制终端11;所述运动模块10与所述处理器模块3双向通信,其用于控制机器人***;所述定位导航模块9、摄像模块4和避障模块5分别与所述处理器模块3双向通信并通过彼此的相互配合来对机器人进行定位导航与室内巡游;摄像模块4还可以进行室内的实时监控,以供主人实时掌握家里的情况。所述处理器模块3通过Wi-fi无线收发模块2经由无线路由器1与移动机器人控制终端11进行通信,完成交互。
为了能控制家电工作,本***还包括分别与所述处理器模块3双向通信的红外学习模块6和红外发射模块7;所述红外学习模块6、红外发射模块7通过彼此的相互配合对智能家居进行远距离监控。与所述处理器模块3双向通信的娱乐模块8可以提供音乐、视频等娱乐功能,使家庭生活更加丰富多彩。其中,红外学习模块6是通过学习接收各种家用电器的红外遥控器信号,完成万能遥控器的作用。红外发射模块7发挥遥控器作用,在移动机器人帮 助下,可以到达任何家电旁边进行控制,就避免了遥控距离短的问题。
具体实施时,wi-fi无线收发模块2可与无线路由器1进行通信,根据IEEE802.11标准,一般无线路由器1所能覆盖的最大距离通常为300米,在半开放性空间,或有隔离物的区域,传输大约在35~50米左右,对于绝大部分用户来说,这个距离已足够机器人巡游房间的每一个部分,而不必担心机器人“失踪”。
其中,摄像模块4将采集到的视频或者图像信号进行压缩存储,并可以通过网络发送到用户的移动机器人控制终端11,以满足实时监控的需要,该摄像模块4采用带有夜视功能的高分辨率摄像头,可在室内光线不明亮的条件下照常工作。
避障模块5采用红外探测传感器,机器人运动时根据传感器提供的反馈信息,可以实时调整方向,以免和障碍物发生碰撞。
运动模块10主要靠处理器发出脉冲信号控制电机的转动,带动机器人上设有的万向轮向任何方向***。
定位导航模块9采用超宽带无线定位技术,实现机器人的实时自主导航,使机器人“明白”自己处于什么位置,以及要去什么位置,永远不会“迷路”;
红外学习模块6学习所有家电的红外遥控信号,并进行存储,然后通过移动控制终端11的控制软件操控红外发射模块7,来控制所有家电。
上述娱乐模块8主要采用一个LCD屏,可以播放音乐,视频等,还可以远距离与家人进行视频通话等。
本***的处理器模块3采用ARM处理器,搭载linux(或android)***,可以满足上述所有功能的需求,并且有节余性能以满足日后升级。
一种基于上述移动机器人智能家居的控制方法,该方法包括如下步骤:首先,所述处理器模块3通过运动模块10、定位导航模块9、摄像模块4和避障模块5控制移动机器人进行定位导航与室内巡游。(移动机器人一般都能到达智能家居红外遥控信号接收范围内。)所述红外学习模块6和红外发射模块7配合用于接收和发送与智能家居相适应的红外遥控器信号,所述红外遥控器信号通过处理器模块3处理后经由Wi-fi无线收发模块2和无线路由器1传送至网络,并送达移动机器人控制终端11进行信息交互,并对智能家居进行远距离监控。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,包括移动机器人,所述移动机器人内集成有智能家居控制***,所述智能家居控制***包括运动模块、定位导航模块、摄像模块、避障模块、处理器模块、红外学习模块、红外发射模块、Wi-fi无线收发模块和移动机器人控制终端;所述处理器模块通过Wi-fi无线收发模块经由无线路由器与所述移动机器人控制终端进行双向通信;所述运动模块、定位导航模块、摄像模块和避障模块分别与所述处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对移动机器人进行定位导航与室内巡游;所述红外学习模块和红外发射模块与所述处理器模块双向通信并通过彼此的相互配合对智能家居进行远距离监控。
2.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,还包括与所述处理器模块双向通信的娱乐模块,其用于播放音乐和视频。
3.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述摄像模块带有夜视功能的高分辨率摄像头,其将采集到的视频或者图像信号进行压缩存储后通过网络发送到所述移动机器人控制终端。
4.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述避障模块采用红外探测传感器。
5.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述运动控制模块通过所述处理器模块发出的脉冲信号控制电机的转动,并带动机器人上设有的万向轮***。
6.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述定位导航模块采用超宽带无线定位技术。
7.如权利要求1所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述红外学习模块接收并存储所有家电的红外遥控信号并通过所述移动机器人控制终端操控所述红外发射模块来控制所有家电的工作。
8.如权利要求2所述的一种移动机器人智能家居控制***,其特征在于,所述娱乐模块采用LCD屏,并通过所述LCD屏进行远距离视频通话。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20131030 |