、制作背景
AI人工智能时代已到来,机器狗机器人已经越来越多的走入人们的生活和工作。在我的工作单位,近期也引入了机器狗开展日常巡检工作,代替人类进行一些可能存在风险的日常巡检工作。在生活中我想到社区生活中也有很多可以让机器代替的工作,比如除虫时需要人工喷洒有毒的农药、电单车充电区域存在火灾隐患需要经常巡检、消防通道堆放杂物也需要定期提醒、在小区里高速单车骑行的小学生有撞到老人的风险需进行提醒、在喷泉边玩耍捞蝌蚪的小孩有溺水的风险….安全隐患无处不在,但是摄像头不是万能的,物业保安也不可能做到面面俱到,引入巡检小车开展巡检工作就很有必要。

基于行空板M10配合电机扩展板之后,为行空板赋予了行动能力,用行空板来模拟巡检就有了可行性。因此我尝试先从电单车充电区域的日常巡检着手,用行空板制作一个可以巡检并进行同步提醒物业侧的巡检小车。
二、需求分析
我们小区的电动自行车充电区域是安排在地下一层的停车场,每个单元都有一个固定区域存放电单车并且提供充电功能。然而电瓶老化、充电装置损坏等都有可能引发危险,一旦着火,后果不堪设想。所以我基于这个问题,考虑从以下几方面开展巡检工作。
1、温度:利用非接触式红外温度传感器,对电车和物体表面温度进行检测。如果温度高于60℃,则认为属于高温状态,提醒物业加强巡逻和安检,第一时间对安全隐患进行处理。
2、烟雾:利用烟雾传感器,对地下停车场的烟雾进行检测。如果有烟雾浓度过高,也说明是存在风险的。
3、视频:通过大屏幕实时回传地面巡逻视频,与车库顶部摄像头形成立体监控网络,有效消除监控盲区,确保安全隐患能够被及时发现。
三、材料清单
四、外观设计
由于行空板的扩展板与乐高兼容,本作品采用乐高电机配合乐高结构件进行搭建。传感器通过M3螺丝和垫片固定在乐高配件上。外形简单轻便。


六、物联网
本项目需要将设备采集到的数据和视频,实时回传到物业办公室的大屏上进行呈现。就需要利用物联网实现该功能。
1、启动SIOT
在mind+官网可查阅详细介绍,找到适合自己的安装包进行下载。下载后启动SIOT服务。

启动后登录本机ip地址,加8080端口号,可打开SIOT V2终端地址。在siot主题下分别创建text(显示告警文字)、open(显示告警按钮)、image(回传视频)、temp(物体温度值)、smoke(烟雾值)。

2、行空板连接物联网
注意需要将地址改为启动物联网服务的电脑本机ip,可通过ipconfig命令查询。
为行空板扩展MQTT库。

由于需要回传实时图像,图像要进行base64转换后才能回传。因此还需要在用户库扩展base64。

在代码中对物联网进行设置,ip地址与本机地址一致,端口号为客户端侦听器1883.

将读取到的实时数据,发布到对应的主题,存储在数据库中。

3、设计大屏效果
点击可视化大屏按钮,对大屏进行设计。


点击可视化大屏的“数据源设置”,将其设为当前物联网服务启动的电脑ip,用户名密码统一为siot/dfrobot。

设计大屏展示内容,并为每个元件绑定对应的主题。

七、程序
本程序由于需要传输摄像头图像,读取非接触传感器数值,因此还扩展了以下库包。


详细代码:
1、设备初始化
分别初始化base64、物联网、摄像头、红外I2C接口。并设置行空板初始画面为一切正常和笑脸。由于巡检中需要小车运动,因此启动线程控制运行路线,具体线程内容后面介绍。

2、读取数据传入物联网
读取物体温度和烟雾传感器的数值,实时传入物联网。
同时对数值进行判断,如果烟雾值超过800,行空板切换为紧张的表情,显示“烟雾超标,危险”。该提示信息同步通过text和open主题,传给大屏展示该判断结果。
同理如果温度高于60,则提示“高温告警!危险!”

如果既有高温又有烟雾,那就说明已经危险系数很高了,走为上策!!!
如果一切安好,则显示正常的表情和文字,不用太紧张。

以上数值为了便于调试,同步打印到代码区进行实时查看。需要对检测到的视频每一帧图片,转换为base64编号格式后,传入物联网端。便于大屏同步显示回传图像。

3、巡检运动
巡检小车的运动轨迹通过线程实现控制。分别设置了前进、左转、右转几个函数,经过测算后,调整出巡检路线。

八、其他配件
为了模拟电单车停车区域,我打印了几个不同电动自行车的图片,做出简易模型。再用胶带贴出电单车停车区域,模仿实际充电区域。让巡检小车在该区域进行巡检。
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为了测试烟雾效果,在停车区域放置点燃的艾条。烟雾传感器识别到高达1300多的烟雾值,大屏同步显示告警效果。拍照出来烟雾效果不明显,可实际上整个房间都弥漫着烟雾,烟还是很大的。
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