CN103257208A - 有害气体监测遥控小车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有害气体监测遥控小车，有害气体检测模块安装在遥控小车上，通过有害气体浓度检测与无线传输模块采集有害气体浓度送STC单片机处理后通过无线传输模块上传到上位机，无线视频传输模块捕捉现场图片上传，四驱小车运动无线控制模块无线接收控制信号送STC单片机，STC单片机处理数据后，输出控制信号通过2个L298N驱动芯片驱动小车的四个轮子电机工作，控制小车转速和转向。可实时获取灾害现场的有害气体浓度和视频，并实时回传到笔记本电脑上；操作人员实时解读传回的数据，实时调整遥控小车的前进、后退、左转、右转等动作，以便进入敏感区域进行更有针对性的探测；更全面便捷获取灾害现场的信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测技术，特别涉及一种有害气体监测遥控小车。
背景技术
在硫化氢，天然气等有害气体泄露现场，如何在检测有害气体浓度的同时保护操作人员的安全是一个值得研究的问题。当前有害气体检测仪器多为手持便携式构造，难以快速、灵活地布置到有害气体泄漏现场。
发明内容
本发明是针对灵活监测有毒有害气体困难的问题，提出了一种有害气体监测遥控小车，有害气体检测传模块安装在特制专用遥控小车上，可以更全面的获取灾害现场的信息；操作人员可实时调整遥控小车的前进、后退、左转、右转等动作，以便进入敏感区域进行更有针对性的探测。
本发明的技术方案为：一种有害气体监测遥控小车，包括四轮小车，还包括有害气体浓度检测与无线传输模块、无线视频传输模块、四驱小车运动无线控制模块，有害气体浓度检测与无线传输模块、无线视频传输模块置于四轮小车上，有害气体浓度检测与无线传输模块中有害气体传感器采集气体浓度送STC单片机，STC单片机将信号进行模数转换和数据处理后通过433MHz无线传输模块输出；无线视频传输模块采用2.4GHz的无线摄像头捕捉现场图片，通过无线传输模块将图片上传到上位机；四驱小车运动无线控制模块无线接收控制信号送STC单片机，STC单片机处理数据后，输出控制信号通过2个L298N驱动芯片驱动小车的四个轮子电机工作。
所述有害气体传感器选用MQ135。
所述四个轮子电机采用直流电机，自带齿轮变速箱。
所述STC单片机输出PWM脉宽调制信号和方向控制信号到L298N驱动芯片，控制小车转速和转向。
所述有害气体监测遥控小车，还包括直流双电源，控制器电源和驱动电机工作电源，控制器与驱动器之间用光耦隔离。
本发明的有益效果在于：本发明有害气体监测遥控小车，可实时获取灾害现场的有害气体浓度和视频，并实时回传到笔记本电脑上；操作人员实时解读传回的数据，实时调整遥控小车的前进、后退、左转、右转等动作，以便进入敏感区域进行更有针对性的探测；更全面便捷获取灾害现场的信息。
附图说明
图1为本发明有害气体监测遥控小车结构示意图；
图2为本发明四驱小车运动控制模块连线图；
图3为本发明系统测控软件界面布局图。
具体实施方式
如图1所示有害气体监测遥控小车结构示意图，有害气体检测模块安装在遥控小车上，有害气体检测模块包括有害气体浓度检测与无线传输模块、无线视频传输模块，遥控小车上有四驱小车运动无线控制模块。
有害气体浓度检测与无线传输模块包括有害气体传感器、STC单片机、无线传输模块和供电的直流电源，有害气体传感器选用MQ135，对氨气、硫化物、苯系蒸汽具有较高的灵敏度。根据需要也可采用其他传感器。泄露气体浓度愈大，MQ135输出的电压值愈高（0-4V之间）。MQ135输出的电压信号通过12位ADC模块输入到STC单片机，STC单片机再通过RX，TX引脚与433MHz无线传输模块连接，将气体浓度信号发射出去，无线传输距离300米。当然，可以根据泄露气体种类的不同，更换不同的气体浓度传感器。
无线视频传输模块：该模块为辅助模块，是为了获取气体泄露现场的视频图像。采用2.4GHz的无线摄像头，自带天线，内置可充电的锂电池，可连续工作4小时，且具有红外夜视功能。采集的图像可实时传回到放置在安全区域的笔记本电脑上，笔记本电脑一端采用USB接口的视频接收模块。无线传输距离300米。
四驱小车运动无线控制模块：为了增加小车的越障能力，采用四轮驱动。4个电机为高质量直流电机，额定工作电压6V，自带1:100齿轮变速箱，进一步提高了输出扭矩。4个电机采用2个L298N驱动芯片驱动，驱动芯片上加装散热片。电机，驱动器与控制器的硬件连线图如图2所示：其中，（1） 433M无线传输模块与STC单片机通过RX，TX引脚连接，用来接收上位机的运动控制指令。（2）单片机的P1.0，P1.1，P1.2引脚分别输出PWM脉宽调制信号和方向控制信号，用以控制1号电机（对应左前轮）和2号电机（对应左后轮）的转速和转向。（3）单片机的P2.0，P2.1，P2.2引脚分别输出PWM脉宽调制信号和方向控制信号，用以控制3号电机（对应右前轮）和4号电机（对应右后轮）的转速和转向。（4）为了提高运动控制系统的稳定性，采取了如下措施：采用双电源，即控制器电源和电机工作电源隔离；控制器和驱动器之间采用光耦连接，对控制器起到保护作用。
如图3所示系统测控软件界面布局图，系统测控软件主要包括4部分：（1）MQ135有害气体浓度检测软件：采用12位ADC对MQ135的输出电压进行模数转换，每隔5秒采集一次数据。需要说明的是：传感器的输出电压小于等于0.3V时，表示无污染；传感器上电预热20秒后采集的数据才稳定。（2）气体泄露现场视频采集软件，可以直接利用无线视频传输模块自带的监控软件。（3）小车运动控制软件：采用C51语言编写，当收到上位机通过433M无线传输模块发送的控制字符“F”，“B”，“L”，“R”时，小车分别产生前进、后退、左转和右转动作。当P1.0引脚输出的PWM信号的占空比小于P2.0引脚输出的PWM信号的占空比时，左前轮和左后轮的转速小于右前轮和右后轮的转速，小车向左转弯。小车向右转弯的控制方法与之类似。实验证明，PWMA和PWMB的占空比分别为20%和80%，可实现小车的灵活转向。（4）433M无线数据传输模块参数设置：用以设置无线数据传输模块的无线频点，发射功率以及串口波特率等参数。
Claims (5)
1.一种有害气体监测遥控小车，包括四轮小车，其特征在于，还包括有害气体浓度检测与无线传输模块、无线视频传输模块、四驱小车运动无线控制模块，有害气体浓度检测与无线传输模块、无线视频传输模块置于四轮小车上，有害气体浓度检测与无线传输模块中有害气体传感器采集气体浓度送STC单片机，STC单片机将信号进行模数转换和数据处理后通过433MHz无线传输模块输出；无线视频传输模块采用2.4GHz的无线摄像头捕捉现场图片，通过无线传输模块将图片上传到上位机；四驱小车运动无线控制模块无线接收控制信号送STC单片机，STC单片机处理数据后，输出控制信号通过2个L298N驱动芯片驱动小车的四个轮子电机工作。
2.根据权利要求1所述有害气体监测遥控小车，其特征在于，所述有害气体传感器选用MQ135。
3.根据权利要求1所述有害气体监测遥控小车，其特征在于，所述四个轮子电机采用直流电机，自带齿轮变速箱。
4.根据权利要求1所述有害气体监测遥控小车，其特征在于，所述STC单片机输出PWM脉宽调制信号和方向控制信号到L298N驱动芯片，控制小车转速和转向。
5.根据权利要求1所述有害气体监测遥控小车，其特征在于，还包括直流双电源，控制器电源和驱动电机工作电源，控制器和驱动器采用光耦隔离。
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