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多用途有毒有害气体智能巡检机器人设计

由文辉  
【摘要】:随着全球化工业的持续发展,工业气体应用的范围也越来越广,随之产生的有毒有害气体的泄漏事故也时有发生,这就要求在工业生产中进行有效的气体巡检,以保证化工业的安全生产。传统的化工产业进行有毒有害气体的日常巡检时,都是采用人工监测或者是巡检点监测的方式。人工监测需要巡检人员参与进行,一旦发生事故,巡检人员的生命安全就会收到巨大的威胁;而巡检点监测的方式监测点是固定的,覆盖范围受到限制。本文针对传统巡检存在的问题,结合实际应用场景,设计了一种有毒有害气体智能巡检机器人,通过无线传输将巡检端、控制端和云端紧密结合在一起,可以实现对工业现场的Cl2、CO、NO2、SO2四种有毒有害气体的实时数据采集和监测。巡检端将树莓派和STM32F103ZET6共同作为系统的处理芯片,设计了气体浓度采集电路、温湿度采集电路、电机驱动电路等电路,接入监控摄像头、5.8G图传发射模块和4G蜂窝移动通信模块,实现了常规的温湿度环境参数以及四种有毒有害气体浓度的监测,同时利用视频摄像头实现对巡检现场视频信息的采集,通过无线传输将浓度信息和视频信息经云端转发之后在控制端进行实时显示;控制端作为交互部分,加入了5.8G图传接收模块、4G蜂窝移动通信模块、视频显示模块和组态屏,主要实现对于巡检端发回的浓度信息和视频信息的显示,同时发送控制指令,以实现对巡检端的远程操控和状态监视;云端采用公有云One NET,包括视频云和数据云,负责视频信息、浓度信息、控制指令的转发。整个智能巡检系统在实际的环境中进行了数据通信、越障能力、行驶速度、通信距离等方面的测试。测试结果显示,巡检端环境适应能力强,运行灵活,数据采集快捷高效,控制端运行稳定,满足整体的设计要求。


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