通信機房遠程巡視機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種遠程操作監控機房巡視設備。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷發展，通信已成為本世紀的時代特征，幾乎所有的大中型企業都有自己專用的通信設備以及通信機房，然而通信機房對溫濕度控制比較苛刻，現在市場上較為傳統的信息機房環境檢測系統多為只能檢測溫濕度、煙霧等，并在溫濕度超出整定值后發出報警信號，或檢測到煙霧后直接開啟防火系統，比較刻板，缺乏靈活性，即使安裝的視頻監控器，也只能作為事故發生后，檢查事故原因的視頻資料，無法實現遠程實時監控。為保證公司設備正常通信，需每天對通信機房巡視兩次，節假日機房管理人員也必須到單位對機房進行巡視，費事費力，而且維護費用較高。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術中的上述問題，本實用新型的目的是提供一種能通過互聯網對通信機房實時監視的巡視機器人，在休眠狀態下能夠實時檢測環境溫濕度，當溫濕度超出整定值后能通過自身搭載的GSM模塊給預定的手機發送報警短信，機房管理員收到短信后如不能及時到達機房，可通過互聯網對機房進行遠程視頻巡視。
[0004]本實用新型主要解決的技術問題是實現遠程實時監控通信機房，并對機房環境溫濕度進行實時檢測，超出整定值后通過GSM模塊向機房管理人員發送報警信息，設備出現通信故障后通過遠程視頻監控設備的指示信號對設備故障進行初步診斷；本實用新型具備自動充電功能，只有在視頻巡視過程中才會用到電池供電，其余均為外部電源供電，外部電源供電時，同時對電池進行充電。
[0005]本實用新型包括底座、四臺直流電機、直流電機驅動模塊、系統電源模塊、高清攝像頭、全角度云臺、WiFi傳輸模塊、電池電壓檢測系統、GSM報警模塊、溫濕度傳感器模塊、紅外避障模塊、紅外循跡模塊、串口擴展模塊、舵機控制模塊、小型電壓表、MCU最小系統；
[0006]所述直流電機驅動模塊、電池電壓檢測系統、溫濕度傳感器模塊、紅外避障模塊、紅外循跡模塊、串口擴展模塊、與MCU最小系統相連接，系統電源模塊通過電池電壓檢測系統與MCU最小系統相連接，WiFi傳輸模塊、GSM報警模塊、舵機控制模塊與串口擴展模塊相連接；
[0007]所述直流電機驅動模塊選用L293D，最大輸出電流為1A，電機驅動模塊與8.4V電池直接相連，該電機驅動模塊內置7805穩壓芯片，驅動L293D無需外接5V電源；每組L293D引腳1A、3A短接，短接后接MCUI/0，2A、4A短接，短接后接MCUI/0。通過MCUI/0高低電平實現對電機正反轉的控制；
[0008]所述直流電機為四個小功率直流電機，輸入電流200 m A至300 m A，采用輸出電流可達IA的L293D驅動模塊對其進行驅動，左側兩臺電機共用直流電機驅動模塊驅動，右側兩臺電機共用一套直流電機驅動模塊驅動；
[0009]所述系統電源模塊包括電池和電源穩壓系統兩部分，采用7805穩壓電路，電池為兩節容量為4800mA、電壓為3.7V的鋰電池串聯；可輸入為8.4V，輸出為5V，給MCU最小系統、GMS報警模塊、紅外避障模塊、紅外循跡模塊、WiFi傳輸模塊、高清攝像頭、串口擴展模塊和舵機控制模塊進行供電，滿足巡視機器人多模塊電源需求；
[0010]所述高清攝像頭采用720P光線自動補償高清攝像頭，USB接口方式，與WiFi傳輸模塊直接相連，通過WiFi傳輸模塊將拍攝到的圖像信息發給計算機；
[0011]所述全角度云臺采用兩臺9g舵機實現，一臺實現水平角度180度旋轉，一臺實現垂直角度180度旋轉，舵機與舵機模塊相連，轉動角度受接收脈沖高電平持續時間控制，每個基準脈沖周期為20ms，高電平持續時間0.5ms至2.5ms對應舵機舵盤轉動角度O度至180度；高清攝像頭安裝在全角度云臺上后，通過兩臺舵機的轉動實現高清攝像頭全角度無死角拍攝；
[0012]所述WiFi傳輸模塊為64M高速無線傳輸模塊，可通過無線信號與計算機進行配對直連，給計算機實時傳送視頻畫面，同時WiFi傳輸模塊還擴展了一組串口線，與串口擴展模塊相連，通過串口擴展模塊與下位機MCU最小系統進行數據交換，上位機軟件給機器人發送的前進后退指令以及舵機轉動等指令通過WiFi傳輸模塊發送給下位機MCU最小系統，然后下位機MCU最小系統根據相關指令完成相關動作；
[0013]所述電池電壓檢測系統直接與電池兩端相連，通過4.7K電阻和2K電阻對采集的電池電壓信號進行分壓，接入LM324運算放大器的輸入負端，基準電壓從7805輸出5V電壓，通過4.7K電位器與2K電阻分壓獲得，基準電壓接LM324運算放大器的正極，電池電壓整定值可通過調節4.7K電位器進行調節，輸出端同時接MCU最小系統的I/O和欠壓指示燈，當電池電壓低于電池電壓整定值后，LM324輸出端為高電平，將欠壓信號發送給MCU最小系統，同時點亮欠壓指示燈，從視覺上和電平信號上提示電池欠壓；
[0014]所述GSM報警模塊采用華為GTM900無線模塊，通過查詢該模塊指令集，可通過串口擴展模塊接收的指令向指定手機發送短信，當巡視機器人處于休眠狀態時，會對通信機房的溫濕度進行實時檢測，當機房環境溫度超出整定值后，MCU最小系統就會給GSM報警模塊發送指令，GSM報警模塊就會向指定手機發送報警短信，當電池欠壓時，GSM報警模塊也會向制定號碼發送欠壓報警短信；
[0015]所述溫濕度傳感器模塊使用DHTll溫濕度模塊，該模塊有三個接線端子，分別為VCC, GND和DATA，VCC接+5V電源，DATA與MCUI/0相連，串口單線異步通信，輸出數字量，濕度測量范圍20%至95%，溫度測量范圍為O度至50度，滿足機房溫濕度測量范圍；當MCU最小系統需要采集環境溫濕度時，通過I/O向DHTll溫濕度傳感器模塊的DATA端子發送開始信號，之后DHTll給MCU最小系統反饋溫濕度數字信號，一次通信時間為4ms左右；
[0016]所述紅外避障模塊采用紅外對管形式，包括一個紅外線發射二極管，一個紅外線接收二極管，當前面有障礙物時，發射二級管發出的紅外線照射在障礙物上，有紅外線反射回接收二極管，傳感器輸出低電平，沒有障礙物時避障傳感器輸出高電平，傳感器輸出端接MCU最小系統，向MCU最小系統反饋檢測信號；
[0017]所述紅外循跡模塊，采用紅外對管形式，由一個紅外線發射二極管，一個紅外線接收二極管組成，設置于機器人前端底部，共三組；
[0018]所述串口擴展模塊采用GM8125串口擴展芯片，該芯片可實現一個串口擴展至五個串口，使用時采用多通道模式，母串口可以同時與五個子串口同時全雙工通信，子串口波特率是母串口波特率的六分頻；采用STC89C52作為MCU最小系統，只有一組串口，而WiFi傳輸模塊、舵機模塊和GSM報警模塊都是以串口方式進行通信，串口擴展模塊在MCU最小系統和外圍硬件起到了數據協調作用，MCU最小系統與母串口相連，各外圍硬件與子串口相連，多通道模式下實現了 MCU最小系統與WiFi傳輸模塊、舵機模塊和GSM報警模塊同時全雙工通信；
[0019]所述舵機控制模塊使用了 16臺專業機器人舵機控制模塊，最多可同時控制16臺舵機與MCU通過串口擴展模塊進行通信，通過MCU最小系統發送指令給舵機控制模塊，舵機控制模塊控制指定的舵機以指定的速度轉動指定的角度，實現對云臺兩臺舵機和起落架舵機的控制；
[0020]所述MCU最小系統采用STC89C52MCU，外圍電臺采用經典接法即外接復位開關和晶振，PO 口接4.7K排阻在作為上拉電阻保證PO 口的電流輸出能力，P3.0和P3.1作為串口通信接口，晶振頻率選用11.0592MHz ;降低了串口通信誤碼率，保證了系統的穩定性；
[0021]所述MCU最小系統、舵機控制模塊、紅外循跡模塊構成自動充電系統，自動充電系統采用舵機實現其起降動作，能夠精準的控制起落角度，當巡視機器人到達充電位置后，根據編程設置，能夠實現起落架下降，搭載到充電粧上對系統進行充電，當充電完成后起落架不動