龙飞虎，董振鹏，甘子东，董义兵

（尚良仲毅（沈阳）高新科技有限公司、辽宁省产业技术研究院无人机研究所，辽宁 沈阳 110000）

地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统具有广阔的市场前景。人工智能检测装置可以长时间工作，不存在疲惫的现象。该检测装置的工作效率高，即使在恶劣的环境下也不会影响其工作。且智能机器人的灵敏度更高，可以完成精密的工作任务。用智能机器人来检测地下停车场也可以减少用人的成本。当无人值守智能机器人测控系统检测出盗窃后，该系统会自动发出声响，开启报警装置并反馈给相关人员。如果无人停车场发生火灾，停车场里的车辆有很大的可能发生爆炸。这时如果工作人员在看守停车场，工作人员可能会有生命危险。使用无人值守智能机器人测控系统，可以及时发现火灾及时灭火，减少危险。因此采用智能机器人测控系统代替看守人员是很有必要的。该智能检测装置可以24h 工作，改善了人工检测的弊端，有利于促进经济发展。

1 感受外界环境装置

1.1 气敏传感器

感受外界环境的变化需要使用传感器。火灾会引起外界湿度降低、温度提高。燃烧过程中会产生呛鼻的浓烟。浓烟、温度、湿度是检测火灾发生的重要指标。半导体气敏传感器可以有效地检测到白烟，灵敏度较高，常常被用于各种火灾报警装置。半导体气敏传感器中含有陶瓷半导体。当某些含氧气体（如一氧化碳等）进入半导体气敏传感器内就会与半导体进行化学反应，改变气敏薄膜的导电性。气敏传感器可以将这些燃烧气体的信息转化为电信号传递给下级装置。下级装置通过半导体气敏传感器传递来的电信号就可以了解到气体的成分以及各成分的浓度。

1.2 湿度传感器

湿度传感器可用来检测外界湿度的变化。人类的生活与湿度息息相关，湿度传感器常被用于气候、科学研究、环境保护等方面。如果地下商城停车场的湿度突然急剧下降，就极有可能发生了火灾。湿度传感器分为电阻传感器和电容传感器。地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统中采用电容式湿度传感器。电容式湿度传感器中的湿敏电容中含有高分子薄膜电容，能够有效感受外界湿度的变化。如果外界环境的湿度降低，湿敏电容的介电常数就会下降。反之，如果外界环境的湿度升高，湿敏电容的介电常数就会随之增加。湿度传感器中的材料很容易被外界腐蚀，因此，在地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统中也要注意对湿度传感器的保护。

1.3 温度传感器

火灾发生时，环境的温度会逐渐升高，超出地下停车场的平均温度。在智能测控系统中安装温度传感器就可以检测外界温度的变化。温度传感器中含有两片膨胀系数差距较大的金属，温度不同，膨胀系数不同的金属膨胀的程度不同。温度越高，膨胀系数大的金属膨胀程度就越大。温度传感器把金属片膨胀的程度转化为电信号传递给下一级。使用过程中要注意对温度传感器的清洁，如果灰尘较多，就会产生检测误差。

1.4 人体红外传感器

人体红外传感器可以检测出人发射的红外线并转换成电信号输出。如果地下停车场有小偷进入就会被人体红外传感器检测出来。人体红外传感器可以感知客人到来或者发现盗贼后报警。压电陶瓷类电介质是制作人体红外传感器的材料之一。人体红外传感器感知人类的原理为压电陶瓷类电介质的温度随着红外辐射的增多而升高，温度升高促使电荷减少，这样就把这些信息转化成了电信号。将人体红外传感器安装在地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统可以检测盗贼的出现。

2 控制装置

单片机是一个体积微小的计算机，单片机被用来控制智能机器人的测控系统。单片机包含运算器、控制器、存储器、输入输出设备等。单片机作为该系统的主要控制装置。为了保证智能机器人测控系统能够检测出火灾、盗贼并且自动报警，需要设定相关的程序。单片机可以接收传感器发出的信息，并对信息进行处理计算。用高级计算机语言（C 语言）对智能系统的程序进行设定。当接收到温度、湿度、气敏传感器发出的信号后，立即启动通讯报警装置和浇水装置。如果接收到人体红外传感器传递过来的信息，就会启动通讯装置通知相关人员。如果这些传感器没有特殊变化，则反馈给人一切正常的信号。除此之外，智能检测装置还需要按照预定的轨迹运行，需要保证检测装置能够全方位多角度的检查。使用PID 设定检测装置行驶的轨迹，可以令该装置更加精确高效的巡视。通过设定程序来控制智能机器人的平移速度、旋转速度、前进、后退、左转、右转以及行驶的周期，如图1 所示。

图1 温度传感器与烟雾传感器单片机控制系统

3 通信装置

地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统中的通信装置是该设备与相关人员联系的纽带。通信系统包括计算机控制部分、无线通讯部分、机器人模块。无线通讯部分由频率发生器、增强型Schock Burst TM 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器组成。在计算机和机器人上分别通过串口安装无线通讯端。相关人员可以通过计算机上的串口RS232 调试软件向智能机器人测控装置下达命令，智能机器人接收命令后完成相应的任务。智能机器人也可以通过相同的方式向计算机发送信号，通知相关人员火灾或盗窃事件的发生。

4 速度检测装置

如果地下商城停车场无人值守智能机器人的速度过快，就会造成检测结果的误差。如果装置速度过慢，工作效率会随之降低。因此，要在智能机器人上装有速度检测装置。速度检测装置检测完速度后通过通信系统反馈给相关人员。给速度检测装置设定一个检测时间，这里设置为一分钟。速度检测装置会记录一分钟内智能机器人车轮转动的圈数，以此判断智能机器人运动的速度。

5 总体结构

地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统的总框架为带有摄像头的四轮小车。智能四轮小车的摄像头360 度无死角的旋转，可以巡视到许多监控摄像头观察不到的地方。小车中安装有气敏传感器、温度传感器、湿度传感器、人体红外检测装置、通讯装置、单片机控制装置。小车的前轮装有速度检测装置。电动机与智能小车的后轮相连接，控制方向的装置与小车前轮连接。智能小车通过各类传感器进行外界信息的采集，并将把外界的温度、湿度、红外线的变化信号转化为电信号发送给单片机。单片机将这些信息进行数据处理和命令输出，通过无线通讯装置反应给相关人员。如果没有出现火灾或盗窃现象，智能小车令电动机和舵机正常运转，执行任务。并且再次进行信息的采集，检测速度和路径，循环往复。智能小车按照设定的轨迹行驶，执行检测巡视工作。

6 结语

地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统可以取代巡视人员，保证人们的安全，带来良好的经济效益。智能机器人可以长时间的工作，与人工相比，它的休息充电的时间较短，所以可以完成大量的工作。该人工智能系统可以精确的感受外界环境的变化，在发生火灾或盗窃时自动报警，将信息快速传达给相关人员。在科技迅速发达的今天，我们的生活和工作越来越需要人工智能系统的帮助，利用智能机器人对地下停车场进行测控，既提高了工作效率又减少了停车场不必要的损失。地下商城停车场无人值守智能机器人测控系统的设计为今后智能机器人帮助人类工作提供了新的思路。