本文關(guān)鍵詞：化工廠氣體泄漏自主巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：機(jī)器人作為人工智能技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域。其中移動機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的自動化和智能化。輪式機(jī)器人屬于移動機(jī)器人,具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活、操作方便等特點(diǎn),尤其可以應(yīng)用于人類無法到達(dá)的工作環(huán)境�；S環(huán)境復(fù)雜,其中有毒有害氣體的泄漏檢測是化工廠巡檢的重要任務(wù)之一。常規(guī)人工巡視的方式需要依靠巡檢人員的感官和經(jīng)驗(yàn),準(zhǔn)確性不高；而且有毒有害氣體容易威脅到巡檢人員的健康甚至生命安全。采用機(jī)器人自主巡檢則避免了上述問題。機(jī)器人巡檢結(jié)合了單片機(jī)控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的自主巡檢,方便監(jiān)控人員及時采取有效措施應(yīng)對緊急事故,同時更好地保障了巡檢人員的健康及生命安全。本文以大功率六輪車底盤為研究平臺,設(shè)計(jì)了化工廠智能小車自主巡檢系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了化工廠現(xiàn)場環(huán)境中氣體濃度、移動物體的有效監(jiān)控。自主巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由硬件系統(tǒng)的搭建、軟件程序的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)測試三部分組成。其中硬件系統(tǒng)包括控制器、傳感器、無線通訊模塊、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、電源、小車。軟件部分設(shè)計(jì)了上位機(jī)控制界面,編寫了下位機(jī)程序。采用Visual Basic 6.0界面設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了PC控制界面的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對小車運(yùn)動的控制、現(xiàn)場氣體濃度的記錄顯示及變化曲線繪制;在Arduino IDE中編寫了下位機(jī)控制程序,實(shí)現(xiàn)了小車的運(yùn)動、傳感器檢測并返回數(shù)據(jù)；同時利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭對現(xiàn)場進(jìn)行視頻監(jiān)控。經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠通過無線數(shù)傳模塊接收上位機(jī)的控制指令,傳回傳感器檢測的數(shù)據(jù)信息,并且能夠利用WiFi通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭對現(xiàn)場進(jìn)行視頻監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對化工廠氣體泄漏情況的巡檢檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
【關(guān)鍵詞】：氣體泄漏 自主巡檢 智能小車 Arduino Visual Basic 6.0
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ086.2;TP274.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 課題研究的背景及意義15-16
• 1.1.1 課題研究的背景15-16
• 1.1.2 課題研究的意義16
• 1.2 巡檢系統(tǒng)現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 巡檢系統(tǒng)發(fā)展簡介16-17
• 1.2.2 機(jī)器人巡檢17-19
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第二章 自主巡檢系統(tǒng)整體方案介紹21-25
• 2.1 自主巡檢系統(tǒng)功能分析21
• 2.2 自主巡檢系統(tǒng)功能對各組成部分的要求21-22
• 2.2.1 系統(tǒng)對小車的要求21
• 2.2.2 系統(tǒng)對控制器的要求21-22
• 2.2.3 系統(tǒng)對傳感器的要求22
• 2.2.4 系統(tǒng)對人機(jī)界面的要求22
• 2.3 自主巡檢系統(tǒng)整體方案22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 自主巡檢系統(tǒng)硬件搭建25-35
• 3.1 自主巡檢系統(tǒng)概述25
• 3.2 自主巡檢系統(tǒng)硬件組成25-33
• 3.2.1 控制器模塊25-27
• 3.2.2 傳感器模塊27-28
• 3.2.2.1 超聲波測距模組27
• 3.2.2.2 紅外傳感器27-28
• 3.2.2.3 氣體傳感器28
• 3.2.3 無線數(shù)傳模塊28-30
• 3.2.4 網(wǎng)絡(luò)攝像頭30-32
• 3.2.5 蜂鳴器32-33
• 3.2.6 六輪車底盤33
• 3.3 硬件系統(tǒng)搭建33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 自主巡檢系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)35-49
• 4.1 自主巡檢系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述35
• 4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)整體方案35-36
• 4.3 自主巡檢系統(tǒng)上位機(jī)程序設(shè)計(jì)36-40
• 4.3.1 VB與串口通信36-37
• 4.3.2 上位機(jī)控制界面設(shè)計(jì)37-40
• 4.4 自主巡檢系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)40-47
• 4.4.1 Arduino平臺介紹40
• 4.4.2 避障程序40-45
• 4.4.2.1 相關(guān)技術(shù)簡介40-41
• 4.4.2.2 避障程序設(shè)計(jì)41-44
• 4.4.2.3 避障過程演示44-45
• 4.4.3 氣體檢測程序45-46
• 4.4.4 視頻采集46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 自主巡檢系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測試49-53
• 5.1 實(shí)驗(yàn)測試概述49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測試49-52
• 5.2.1 避障測試49-51
• 5.2.2 氣體檢測測試51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 總結(jié)53
• 6.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 附錄1 自主避障程序59-61
• 附錄2 避障演示程序61-63
• 附錄3 氣體檢測程序63-67
• 致謝67-69
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-71
• 作者和導(dǎo)師簡介71-72
• 附件72-73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：946280