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[项目] 仓库保安机器人 |
我今年12岁，第一次发项目帖，只是自学了2个月，大佬们勿喷。2019年科技节，我做了我的第一个Arduino项目：仓库保安机器人。设计初衷：天津“812”瑞海危险品仓库**事故，造成165人遇难，直接经济损失人民币68亿元。对此我一直深感痛心。在自学EV3和C语言后，我制作了“仓库安保机器人”，它采用了EV3和Arduino互联的设计，可以从多方面检测仓库的安全性，并做出相应措施。  演示过程：首先，演示它的行走和避障功能。正常情况下，它沿直线行走。当遇到障碍物时，他会转弯。超声波传感器和触动传感器都有这个功能。接着，动态演示它的灭火功能。当他检测到火焰时，Arduino和VE3联动，驱动声光报警，并且喷水，直至警报解除。然后，静态演示它的防毒气功能。我用可燃气体对准传感器。他就会驱动声光报警，开启风扇，降低毒气浓度。最后，演示它的防潮功能。我们用水滴到传感器板上，代表仓库里的湿度升高。它驱动声光报警，开启风扇，提高增发速率。有警报时，还会通过蓝牙模块传输出去。 主要部件：它由EV3和Arduino搭建而成，EV3方面用了一个EV3程序块，2个大型电机，1个超声波传感器，1个颜色传感器，2个触动传感器。Arduino方面用了2个主板，1个舵机，1个火焰传感器，1个一氧化碳传感器，1个雨滴传感器，2个蓝牙模块和数个配件组成。 工作原理： 它采用了EV3和Arduino互联的设计，EV3负责驱动和避障，Arduino负责检测及报警，它会收集分析火焰、毒气和水滴传感器回传的数据，通过声光报警、扇风或喷水，第一时间保证仓库的安全。 严格来说，它是一个arduino与乐高EV3合成的项目。我以前做了两个乐高项目，感觉乐高的传感器太少，于是买了一套Arduino套件。“Arduino产品线弥补了乐高产品电子模块的不足，并且成本低廉易于获取。但Arduino再强大，也只是一块控制板，虽可快速实现逻辑编程及设备控制，却无法实现机械传动及结构搭建，无法做出完整的产品，而这正是乐高的长处。” 大家可以看到，机器人的移动基座用的是EV3，而检测报警系统用的是Arduino。那，这两个系统怎么互联呢？ 搜了一下，Bricktronics是可以以arduino为主控，控制EV3的电机与传感器的。  但某宝上要卖90元，而且仅控制两个电机就要占用一排数字口，用UNO的我就没有IO接口了。 但换个角度想想，arduino向EV3传输的只是“有紧急情况”或“没有紧急情况”，又看看EV3套装里，还剩下一个颜色传感器。 它可以检测反射光强度，于是我在舵机上绑了一个白色色块。 当没有紧急情况时，色块置于颜色传感器下面，反射度约为75%。 当有紧急情况时，舵机把色块转到旁边去，反射度约为20%。  没有紧急情况  紧急情况 （我的机子已经被我弟给拆了，这是截图来的，不太清晰） 所以，剩下的计算都可以在EV3中完成。 创新要点：结合EV3和Arduino的优点，探索两个体系间的功能对接，实现工作转换；自学语言编写程序，实现机器人的多功能。 特需说明：仓库需求一般为防潮，但防潮功能不便演示，所以本作品用水滴传感器代替湿度传感器。 要注意的是，两块蓝牙模块还要进行AT配置，将移动机器人上的作为主机，连接电脑的是从机。 制作过程：因为我制作中没有拍照，只能文字表达了。 1、用EV3机器人45544套装搭建出，增加超声波模块；  2、用梁加高，放置Arduino主板； 3、在超声波传感器上方安装火焰传感器； 4、在主板右边安装MQ-2气敏传感器； 5、在气敏传感器下面安装舵机和颜色传感器； 6、在车体左右两边安装触碰传感器； 7、在车体左边安装水分传感器； 8、在主板前方用2个长方形梁加长； 9、在第一块梁上安装红绿LED灯和RGB灯； 10、在第二块梁上安装风扇和蜂鸣器； 11、在主板后方安装电池仓； 12、在水分传感器后方安装水箱； 13、在第二块梁左边连接水管； 14、在主板旁边装上L298N微型驱动板； 15、整理线路，加固各个连接点。  制作注意点： 1、水箱我用的是一个塑料罐，里面装上水泵在上面打孔，连接出水管，容量320ml，但使用时不能装满，不然车体会侧翻还要打一个小进气孔，保持内外压平衡。  2、我起先的雨滴传感器是这样的，有检测板和转接板2块：  买了3个，但用不久都进水了，估计是检测板质地比较疏松，水渗进去了。 然后又买了DF的水分传感器，非常好用，只是要注意，水不能滴到PH2.0接口上。  所以，还是要买大牌的呀！ 3、因为我没有3D打印机，和一些铜柱尼龙柱等固定件，所以这个项目中的所有连接点我都用热熔胶。这样会使稳定性有所下降。 花了我30根胶棒啊.......  程序部分 这个机器人的代码有3部分。Arduino发射基础车体部分： [mw_shl_code=applescript,false]#include <Servo.h> Servo myservo; #define co A1 #define rain A2 #define fire A0 #define servo 3 #define r A3 #define g A4 #define b A5 #define buzzer 2 #define fan1 6 #define fan2 7 #define bump1 8 #define bump2 9 #define rl 5 #define gl 4 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(co,INPUT); pinMode(rain,INPUT); pinMode(fire,INPUT); myservo.attach(servo); pinMode(r,OUTPUT); pinMode(g,OUTPUT); pinMode(b,OUTPUT); pinMode(5,OUTPUT); pinMode(4,OUTPUT); pinMode(buzzer,OUTPUT); pinMode(fan1,OUTPUT); pinMode(fan2,OUTPUT); pinMode(bump1,OUTPUT); pinMode(bump2,OUTPUT); } int i,m,s=0,v; void soundbuzzer() { digitalWrite(buzzer,HIGH); delay(2000); digitalWrite(buzzer,LOW); } void blinkyellow() { analogWrite(r,255); analogWrite(g,191); delay(500); analogWrite(r,0); analogWrite(g,0); } void blinkgreen() { analogWrite(g,255); delay(500); analogWrite(g,0); } void blinkpurpul() { analogWrite(r,191); analogWrite(b,255); delay(500); analogWrite(r,0); analogWrite(b,0); } void Error() { digitalWrite(rl,HIGH); delay(2500); digitalWrite(rl,LOW); } void safe() { digitalWrite(gl,HIGH); delay(500); digitalWrite(gl,LOW); delay(500); digitalWrite(gl,HIGH); delay(1500); digitalWrite(gl,LOW); } void wind() { digitalWrite(fan1,HIGH); digitalWrite(fan2,LOW); delay(3750); digitalWrite(fan1,LOW); digitalWrite(fan2,LOW); } void water() { digitalWrite(bump1,HIGH); digitalWrite(bump2,LOW); delay(4000); digitalWrite(bump1,LOW); digitalWrite(bump2,LOW); } void loop() { if(analogRead(fire)<45) { Serial.print("Error:Fire/"); Serial.println(analogRead(fire)); myservo.write(-90); water(); blinkyellow(); Error(); soundbuzzer(); m=1; s+=1; } if(m=1&&analogRead(fire)>=50) { m=0; myservo.write(90); } if(analogRead(co)>600) { Serial.print("Error:Co/"); Serial.println(analogRead(co)); myservo.write(-90); wind(); blinkpurpul(); Error(); soundbuzzer(); m=1; s+=1; } if(m=1&&analogRead(co)<350) { m=0; myservo.write(90); } if(analogRead(rain)>=870) { Serial.print("Error:Rain/"); Serial.println(analogRead(rain)); myservo.write(-90); wind(); blinkgreen(); Error(); soundbuzzer(); m=1; s+=1; } if(m=1&&analogRead(rain)<200) { m=0; myservo.write(90); } v=Serial.read(); if (v!=-1) { if(v=='?') { if(m==1) Serial.println("Error;"); else { Serial.println("Safe;"); safe(); } } if(v=='x'||v=='X') Serial.println(s); } }[/mw_shl_code] 里面需要注意的是，我的传感器都连接到模拟端口，敏感阈值还是我自己测出来的，可能有偏差。 因为我手上没有LCD，只能用RGB灯来代替：黄色是着火，紫色是一氧化碳或丁烷，绿色是漏水。 水泵和风扇接的是L298N，如果转向反了，调换一下两根线的位置。 Arduino 接收端的代码： [mw_shl_code=applescript,false]void setup() { Serial.begin(38400); } void loop() { char val; val=Serial.read(); if(val!=-1) { Serial.print(val); } }[/mw_shl_code] 这块arduino要用USB接在电脑上，通过串口查看数据。 EV3程序，我用的是官方的图形化编程，上附件。 拓展设想：增加巡线功能，设计一条固定的线路，最短又能够探测到所有的隐患点，机器人沿这条路线巡查最经济又最高效。还可以结合人工智能，在机器人第一次全面探测完仓库地形后自动生成前面描述的路线。另外增加人体感应乃至人脸识别，可以增加防盗功能。加上I2C LCD屏幕，使观察数据更加简便。加上Micro SD模块，实时记录事故情况。还可以加上物联网而不是简单的蓝牙传输，这样更直观。用miniQ小车车体代替EV3，实现Arduino的全控制。 最后是获得了温州市创客大赛一等奖。 最后还有几个资料。 谢谢大家，请多多指正！  仓库保安机器人EV3程序.rar仓库保安机器人创作分享与简介.rar仓库安保机器人图片与程序.rar |
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