CN205679996U - 基于手势控制的救援小车装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于手势控制的救援小车装置，包括检测控制模块、手势控制模块和上位机，所述检测控制模块包括微控制器、第一电源模块、蓝牙模块和WIFI模块，所述微控制器的输入端接有人体红外检测模块、雷达感应模块、环境检测传感器和GPS定位模块，所述微控制器的输出端接有舵机模块、第一电机模块和第二电机模块；所述手势控制模块包括无线微控制器和第二电源模块，所述无线微控制器的输入端接有加速度传感器，所述无线微控制器的输出端接有显示屏。本实用新型通过设置手势控制模块可穿戴在救援人员手上，通过摄像机、人体红外检测模块和雷达感应模块实时检测被困人员，使被困人员能得到及时救援。

Description

基于手势控制的救援小车装置

技术领域

本实用新型属于救援设备技术领域，具体涉及一种基于手势控制的救援小车装置。

背景技术

自然灾害包括地震、泥石流和火灾等时有发生，对人们的生命安全有着非常大的影响，自然灾害给人们带来的伤害不可估计，而尽可能地减少这种伤害则是非常重要。目前，采用救援小车广泛应用在灾区现场，快速探测存活人员给救援人员提供有效地救援措施。然而目前的救援小车还存在一些缺点：第一，目前救援小车一般仅设置有摄像头，将采集到的灾区现场视频图像传输到外界，使救援人员了解被困人员的状态，但是废墟中掩埋的生命体则不能及时被检测到，容易耽误时间；第二，目前的救援小车仅搭载有温度传感器、湿度传感器或烟雾传感器等，功能比较单一，而且不能根据灾区的现场调整需要检测的环境参数，把灾区现场的环境参数及时传输给救援人员，同时为救援人员自身的安全提供保障。第三，目前的救援小车采用摄像头对人的手势进行识别，虽然这取得了较好的效果，但是处理过程复杂，在灾区的复杂环境中摄像头容易收到外界环境的干扰而发生错误，不能有效地控制救援小车运动，摄像头对环境的要求比较高，限制了救援小车的使用范围。最后，目前救援小车是通过遥控物理按钮和触摸屏按键去控制，遥控器或触摸屏一般拿在手里，通过另一只手进行控制，这就需要双手配合进行控制救援校车，便携性和穿戴性比较差，从而占有救援人员的双手，不便于救援人员的现场操作。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、易操作的基于手势控制的救援小车装置，通过设置手势控制模块可穿戴在救援人员手上，通过摄像机、人体红外检测模块和雷达感应模块实时检测被困人员，使被困人员能得到及时救援。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于手势控制的救援小车装置，其设计电路简单，设计合理，易操作，通过设置手势控制模块可穿戴在救援人员手上，通过摄像机、人体红外检测模块和雷达感应模块实时检测被困人员，使被困人员能得到及时救援，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：包括设置在救援小车上的检测控制模块、用于无线控制所述救援小车的手势控制模块和设置在监控室内且与所述检测控制模块进行数据通信的上位机，所述检测控制模块包括微控制器、第一电源模块以及与微控制器相接的蓝牙模块和WIFI模块，所述微控制器的输入端接有人体红外检测模块、雷达感应模块、环境检测传感器和GPS定位模块，所述人体红外检测模块包括人体红外传感器和与人体红外传感器输出端相接的信号放大电路，所述微控制器的输出端接有用于驱动摄像机转动的舵机模块和为安装在所述救援小车底部的车轮提供驱动的第一电机模块及第二电机模块，所述第一电机模块包括第一电机驱动电路和与第一电机驱动电路输出端相接的第一电机，所述第二电机模块包括第二电机驱动电路和与第二电机驱动电路输出端相接的第二电机，所述信号放大电路的输出端与微控制器的输入端相接，所述第一电机驱动电路和第二电机驱动电路的输入端均与微控制器的输出端相接；所述摄像机通过WIFI模块与微控制器进行无线数据通信，所述微控制器通过WIFI模块与上位机进行无线数据通信，所述GPS定位模块的输入端接有GPS天线；所述手势控制模块包括无线微控制器和第二电源模块，所述无线微控制器的输入端接有用于检测手势方向的加速度传感器，所述无线微控制器的输出端接有显示屏，所述无线微控制器与蓝牙模块进行无线数据通信。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述环境检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和气体传感器的一种或两种以上。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述人体红外传感器包括传感器RE200B，所述信号放大电路包括芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第2引脚与微控制器相接，所述芯片BISS0001的第3引脚经电阻R3与芯片BISS0001的第4引脚相接，所述芯片BISS0001的第6引脚经可变电路R9与所述芯片BISS0001的第5引脚相接，所述芯片BISS0001的第10引脚分两路，一路经可变电阻R10与5V电源输出端相接，另一路经电阻R6接地；所述芯片BISS0001的第12引脚经并联的电阻R4和电容C5与所述芯片BISS0001的第13引脚和电阻R5的一端的连接端相接，所述芯片BISS0001的第14引脚与传感器RE200B的S引脚相接，所述芯片BISS0001的第15引脚经并联的电阻R2和电容C2与所述芯片BISS0001的第16引脚和电容C7的一端的连接端相接，所述电阻R5的另一端与电容C7的另一端相接。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第一电源模块包括型号为LM2596S-5.0的芯片L1，所述芯片L1的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L1的第2引脚分两路，一路与电感L1的一端相接，另一路与整流二极管D1的阴极相接；所述整流二极管D1的阳极接地，所述电感L1的另一端分四路，第一路经电容C35接地，第二路经电阻R13与发光二极管LED1的阳极相接，第三路与芯片L1的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第二电源模块包括型号为LM2596S-5.0的芯片L2，所述芯片L2的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L2的第2引脚分两路，一路与电感L2的一端相接，另一路与整流二极管D2的阴极相接；所述整流二极管D2的阳极接地，所述电感L2的另一端分四路，第一路经电容C36接地，第二路经电阻R14与发光二极管LED2的阳极相接，第三路与芯片L2的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述摄像机为无线WIFI摄像机。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第一电机驱动电路和第二电机驱动电路均包括芯片L293D。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述蓝牙模块包括ATK-HC05蓝牙模块，所述WIFI模块包括HJ-4WD-WIFI模块。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述无线微控制器包括CC2560无线微控制器，所述加速度传感器包括ADXL345加速度模块。

上述的一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述微控制器包括ARM微控制器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置环境检测传感器，可根据实际灾区现场的需求更换传感器类型，实现灾后区域各种环境参数的检测，且将采集到的环境参数传送给手势控制装置，使救援人员可以依据环境参数做好防范措施，保证自身的安全性。

2、本实用新型通过摄像机、人体红外检测模块和雷达感应模块的结合，尽可能大范围的检测被困人员，避免废墟中掩埋的生命体未能得到及时救援，同时，通过设置手势控制装置，可穿戴在救援人员手上，通过加速度传感器检测救援人员手势的动作，救援人员只需一只手操作就能实现救援小车的前进、后退、左转和右转，易操作。

3、本实用新型通过设置无线微控制器和蓝牙模块实现了手势控制装置中手势命令的无线传输，使得救援小车进行探测时，无需进行复杂的连线，数据传输方便、稳定、可靠。

综上所述，本实用新型设计电路简单，设计合理，易操作，通过设置手势控制模块可穿戴在救援人员手上，通过摄像机、人体红外检测模块和雷达感应模块实时检测被困人员，使被困人员能得到及时救援，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型人体红外传感器和信号放大电路的电路连接关系示意图。

图3为本实用新型第一电源模块的电路原理图。

图4为本实用新型第二电源模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—检测控制模块； 1-1—微控制器； 1-2—第一电源模块；

1-3—人体红外传感器； 1-4—信号放大电路； 1-5—GPS天线；

1-6—GPS定位模块； 1-7—雷达感应模块； 1-8—环境检测传感器；

1-9—摄像机； 1-10—WIFI模块； 1-11—舵机模块；

1-12—第一电机驱动电路； 1-13—第一电机；

1-14—第二电机驱动电路； 1-15—第二电机；

1-16—蓝牙模块； 2—手势控制模块； 2-1—无线微控制器；

2-2—第二电源模块； 2-3—加速度传感器； 2-4—显示屏；

3—上位机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括设置在救援小车上的检测控制模块1、用于无线控制所述救援小车的手势控制模块2和设置在监控室内且与所述检测控制模块1进行数据通信的上位机3，所述检测控制模块1包括微控制器1-1、第一电源模块1-2以及与微控制器1-1相接的蓝牙模块1-16和WIFI模块1-10，所述微控制器1-1的输入端接有人体红外检测模块、雷达感应模块1-7、环境检测传感器1-8和GPS定位模块1-6，所述人体红外检测模块包括人体红外传感器1-3和与人体红外传感器1-3输出端相接的信号放大电路1-4，所述微控制器1-1的输出端接有用于驱动摄像机1-9转动的舵机模块1-11和为安装在所述救援小车底部的车轮提供驱动的第一电机模块及第二电机模块，所述第一电机模块包括第一电机驱动电路1-12和与第一电机驱动电路1-12输出端相接的第一电机1-13，所述第二电机模块包括第二电机驱动电路1-14和与第二电机驱动电路1-14输出端相接的第二电机1-15，所述信号放大电路1-4的输出端与微控制器1-1的输入端相接，所述第一电机驱动电路1-12和第二电机驱动电路1-14的输入端均与微控制器1-1的输出端相接；所述摄像机1-9通过WIFI模块1-10与微控制器1-1进行无线数据通信，所述微控制器1-1通过WIFI模块1-10与上位机3进行无线数据通信，所述GPS定位模块1-6的输入端接有GPS天线1-5；所述手势控制模块2包括无线微控制器2-1和第二电源模块2-2，所述无线微控制器2-1的输入端接有用于检测手势方向的加速度传感器2-3，所述无线微控制器2-1的输出端接有显示屏2-4，所述无线微控制器2-1与蓝牙模块1-16进行无线数据通信。

本实施例中，所述环境检测传感器1-8包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和气体传感器的一种或两种以上。

实际使用时，根据灾区现场的需求可以更换环境检测传感器1-8的类型，实现灾后区域环境参数的检测。

如图2所示，本实施例中，所述人体红外传感器1-3包括传感器RE200B，所述信号放大电路1-4包括芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第2引脚与微控制器1-1相接，所述芯片BISS0001的第3引脚经电阻R3与芯片BISS0001的第4引脚相接，所述芯片BISS0001的第6引脚经可变电路R9与所述芯片BISS0001的第5引脚相接，所述芯片BISS0001的第10引脚分两路，一路经可变电阻R10与5V电源输出端相接，另一路经电阻R6接地；所述芯片BISS0001的第12引脚经并联的电阻R4和电容C5与所述芯片BISS0001的第13引脚和电阻R5的一端的连接端相接，所述芯片BISS0001的第14引脚与传感器RE200B的S引脚相接，所述芯片BISS0001的第15引脚经并联的电阻R2和电容C2与所述芯片BISS0001的第16引脚和电容C7的一端的连接端相接，所述电阻R5的另一端与电容C7的另一端相接。

实际使用时，所述芯片BISS0001的第4引脚还经电容C4接地，所述芯片BISS0001的第5引脚还经电容C6接地，所述芯片BISS0001的第15引脚还经串联的电阻R1和电容C1接地。

如图3所示，本实施例中，所述第一电源模块1-2包括型号为LM2596S-5.0的芯片L1，所述芯片L1的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L1的第2引脚分两路，一路与电感L1的一端相接，另一路与整流二极管D1的阴极相接；所述整流二极管D1的阳极接地，所述电感L1的另一端分四路，第一路经电容C35接地，第二路经电阻R13与发光二极管LED1的阳极相接，第三路与芯片L1的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地。

如图4所示，本实施例中，所述第二电源模块2-2包括型号为LM2596S-5.0的芯片L2，所述芯片L2的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L2的第2引脚分两路，一路与电感L2的一端相接，另一路与整流二极管D2的阴极相接；所述整流二极管D2的阳极接地，所述电感L2的另一端分四路，第一路经电容C36接地，第二路经电阻R14与发光二极管LED2的阳极相接，第三路与芯片L2的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

本实施例中，所述摄像机1-9为无线WIFI摄像机。

本实施例中，所述第一电机驱动电路1-12和第二电机驱动电路1-14均包括芯片L293D。

本实施例中，所述蓝牙模块1-16包括ATK-HC05蓝牙模块，所述WIFI模块1-10包括HJ-4WD-WIFI模块。

本实施例中，所述无线微控制器2-1包括CC2560无线微控制器，所述加速度传感器2-3包括ADXL345加速度模块。

本实施例中，所述微控制器1-1包括ARM微控制器。

本实用新型使用时，第一电源模块1-2为微控制器1-1及各用电模块供电，微控制器1-1进入工作状态，第二电源模块2-2为无线微控制器2-1供电，无线微控制器2-1进入工作状态，加速度传感器2-3实时检测救援人员的手势并将采集到的手势信号发送至无线微控制器2-1，无线微控制器2-1将第一电机1-13和第二电机1-15的转动控制命令发送出去，微控制器1-1通过蓝牙模块1-16接收无线微控制器2-1发出的第一电机1-13和第二电机1-15的转动控制命令，微控制器1-1分别通过第一电机驱动电路1-12和第二电机驱动电路1-14控制第一电机1-13和第二电机1-15转动，实现所述救援小车的前进、后退、左转和右转，易操作；在所述救援小车运动的过程中，人体红外传感器1-3实时检测灾区现场中人体红外信号并采集到的人体红外信号送入信号放大电路1-4中，经过信号放大电路1-4的处理发送至微控制器1-1，雷达感应模块1-7实时检测灾区现场中人体信号并将采集到的人体信号发送至微控制器1-1，当人体红外传感器1-3采集到人体红外信号或雷达感应模块1-7采集到人体信号时，微控制器1-1通过蓝牙模块1-16传输至无线微控制器2-1，无线微控制器2-1通过显示屏2-4显示存在被困人员，使救援人员采取施救措施，人体红外传感器1-3是利用人体温度来感应的，易收到灾区现场环境中温度的影响而发生误判断，雷达感应模块1-7是利用人体产生的人体信号来感应的，不易受到环境、温度、灰尘等影响，而且灵敏度高，穿透性强，误判断较低，所以结合人体红外检测模块和雷达感应模块1-7实现大范围检测被困人员，避免废墟中掩埋的生命体未能得到及时救援；摄像机1-9实时检测灾区环境并将采集到的灾区环境图像通过WIFI模块1-10送入微控制器1-1，微控制器1-1控制舵机模块1-11转动，舵机模块1-11的转动带动摄像机1-9的转动，使摄像机1-9可以大范围采集灾区环境图像，通过摄像机1-9可以显示被困人员的区域为救援人员提供了依据，GPS定位模块1-6通过GPS天线1-5实时检测被困人员的位置并将采集到的被困人员所处位置数据送入微控制器1-1，对于废墟中掩埋的生命体可通过GPS定位模块1-6进行定位；环境监测传感器1-8实时检测灾区现场中的环境参数并将采集到的环境参数发送至微控制器1-1，使救援人员可以依据环境参数做好防范措施，保证自身的安全性；微控制器1-1将接收到的灾区环境图像、环境参数和被困人员所处位置数据均通过蓝牙模块1-16发送出去，无线微控制器2-1接收蓝牙模块1-16发送的灾区环境图像、环境参数和被困人员所处位置数据，无线微控制器2-1控制显示屏2-4进行实时显示，另外，微控制器1-1将接收到的灾区环境图像、环境参数和被困人员所处位置数据还通过WIFI模块1-10同步发送给设置的监控室内的上位机3，便于工作人员的远程监控。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：包括设置在救援小车上的检测控制模块(1)、用于无线控制所述救援小车的手势控制模块(2)和设置在监控室内且与所述检测控制模块(1)进行数据通信的上位机(3)，所述检测控制模块(1)包括微控制器(1-1)、第一电源模块(1-2)以及与微控制器(1-1)相接的蓝牙模块(1-16)和WIFI模块(1-10)，所述微控制器(1-1)的输入端接有人体红外检测模块、雷达感应模块(1-7)、环境检测传感器(1-8)和GPS定位模块(1-6)，所述人体红外检测模块包括人体红外传感器(1-3)和与人体红外传感器(1-3)输出端相接的信号放大电路(1-4)，所述微控制器(1-1)的输出端接有用于驱动摄像机(1-9)转动的舵机模块(1-11)和为安装在所述救援小车底部的车轮提供驱动的第一电机模块及第二电机模块，所述第一电机模块包括第一电机驱动电路(1-12)和与第一电机驱动电路(1-12)输出端相接的第一电机(1-13)，所述第二电机模块包括第二电机驱动电路(1-14)和与第二电机驱动电路(1-14)输出端相接的第二电机(1-15)，所述信号放大电路(1-4)的输出端与微控制器(1-1)的输入端相接，所述第一电机驱动电路(1-12)和第二电机驱动电路(1-14)的输入端均与微控制器(1-1)的输出端相接；所述摄像机(1-9)通过WIFI模块(1-10)与微控制器(1-1)进行无线数据通信，所述微控制器(1-1)通过WIFI模块(1-10)与上位机(3)进行无线数据通信，所述GPS定位模块(1-6)的输入端接有GPS天线(1-5)；所述手势控制模块(2)包括无线微控制器(2-1)和第二电源模块(2-2)，所述无线微控制器(2-1)的输入端接有用于检测手势方向的加速度传感器(2-3)，所述无线微控制器(2-1)的输出端接有显示屏(2-4)，所述无线微控制器(2-1)与蓝牙模块(1-16)进行无线数据通信。

2.按照权利要求1所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述环境检测传感器(1-8)包括温度传感器、湿度传感器、电磁传感器和气体传感器的一种或两种以上。

3.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述人体红外传感器(1-3)包括传感器RE200B，所述信号放大电路(1-4)包括芯片BISS0001，所述芯片BISS0001的第2引脚与微控制器(1-1)相接，所述芯片BISS0001的第3引脚经电阻R3与芯片BISS0001的第4引脚相接，所述芯片BISS0001的第6引脚经可变电路R9与所述芯片BISS0001的第5引脚相接，所述芯片BISS0001的第10引脚分两路，一路经可变电阻R10与5V电源输出端相接，另一路经电阻R6接地；所述芯片BISS0001的第12引脚经并联的电阻R4和电容C5与所述芯片BISS0001的第13引脚和电阻R5的一端的连接端相接，所述芯片BISS0001的第14引脚与传感器RE200B的S引脚相接，所述芯片BISS0001的第15引脚经并联的电阻R2和电容C2与所述芯片BISS0001的第16引脚和电容C7的一端的连接端相接，所述电阻R5的另一端与电容C7的另一端相接。

4.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第一电源模块(1-2)包括型号为LM2596S-5.0的芯片L1，所述芯片L1的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L1的第2引脚分两路，一路与电感L1的一端相接，另一路与整流二极管D1的阴极相接；所述整流二极管D1的阳极接地，所述电感L1的另一端分四路，第一路经电容C35接地，第二路经电阻R13与发光二极管LED1的阳极相接，第三路与芯片L1的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地。

5.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第二电源模块(2-2)包括型号为LM2596S-5.0的芯片L2，所述芯片L2的第5引脚和第3引脚均接地，所述芯片L2的第2引脚分两路，一路与电感L2的一端相接，另一路与整流二极管D2的阴极相接；所述整流二极管D2的阳极接地，所述电感L2的另一端分四路，第一路经电容C36接地，第二路经电阻R14与发光二极管LED2的阳极相接，第三路与芯片L2的第8引脚相接，第四路为5V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。

6.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述摄像机(1-9)为无线WIFI摄像机。

7.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述第一电机驱动电路(1-12)和第二电机驱动电路(1-14)均包括芯片L293D。

8.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述蓝牙模块(1-16)包括ATK-HC05蓝牙模块，所述WIFI模块(1-10)包括HJ-4WD-WIFI模块。

9.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述无线微控制器(2-1)包括CC2560无线微控制器，所述加速度传感器(2-3)包括ADXL345加速度模块。

10.按照权利要求1或2所述的基于手势控制的救援小车装置，其特征在于：所述微控制器(1-1)包括ARM微控制器。