设计与研发 基于机器人的石化监测系统通过机器人的灵活移动来监测 险气体的，触发外部中断，开始报警。 现场的重要监测数据，并通过传感器进行数据采集。采集到的数 据通过网络传输到数据处理系统，进行实时分析处理，将实时和 预测数据及相关预警反馈到相应的控制平台，以便及时处理。系 ２ｏ１５ ７ ２．４视频采集处理模块 视频采集处理模块采用Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ作为摄像头的编程接 口。Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ能够提供无线电通信和文字电视广播解码和 统可以通过本地监控和客户端监控来控制及查看系统的信息。系 垂直消隐的数据接口。摄像头安装在云台上，通过程序可控制摄 统总体架构图如图１所示。 像头的位置，进而控制摄像的角度，采集到不同角度的图片。根据 系统功能结构由服务器端和客户端两部分组成。服务器端负 Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ标准接口编程，再对采集的图像进行阀值比较，判 责视频采集、视频处理、机器人控制、传感器控制、通信服务等功 断图像是否变化，从而决定是否需要存入图像缓冲区。 能。客户端为用户提供远程视频监控服务，进一步扩展了视频监 为了进一步提高视频数据的传输速度和实时性，采集视频时 控的使用范围。客户端负责视频播放、图片处理、手持设备控制等 功能 系统功能结构如图２所示。 基于机器人的石化监测系统 服务器端 客户端 规 机 传 视 通 视 图 手 频 器 感 频 信 频 片 持 采 人 器 处 模 播 处 设 集 控 控 理 块 放 理 备 模 制 制 糖 模 模 控 块 模 模 块 块 块 制 块 块 模 块 图２系统功能结构图 ２基于机器人的石化监测系统的关键技术 ２．１机器人控制模块 机器人控制模块的硬件采用双Ｈａ桥直流电机控制机器人的 动作。动作的控制由直流电机的开关控制、电机转向控制、电机转 速控制组合起来的完成。通过ＰＷＤ的调速来控制机器人的左转、 右转、后退、前进、转弯等动作。 ２．２手持设备控制模块 移动监控终端是一个手持设备，采用无线通信。利用 Ａｎｄｒｏｉｄ技术开发，移动终端可直接控制服务器端进行监控， 控制机器人的运行，进行图像采集，控制摄像头的角度等功能。 Ａｎｄｒｏｉｄ平台的使用为本系统的一大亮点，而且手持设备可 使用，这样使系统的可操作性更灵活。 ２。３传感器控制模块 系统安装了各种传感器（如温湿度传感器、气体传感器、红外 传感器、烟雾传感器等）来采集相应的数据作为监测被控对象的 重要指标。如温湿度传感器通过ＩＩＣ总线与ＭＣＵ相连，采取ＧＰＩＯ 静态驱动方式，全量程校准，全静态时序控制，测量结果精确。烟 雾传感器使用ＭＣＵ的外部中断，在驱动需要预热，当检测到有危 利用视频设备的双缓冲达到边传输边采集的效果。同时设计一个 内存缓冲池，视频采集图像经过ＪＰＥＧ压缩后将数据保存到缓冲 池中，视频传输的数据从该缓冲中获取。 ２．５无线通信模块 本系统中的无限传输采用的是ｗ卜Ｆｉ技术。相比于其他无线 通信技术，ｗｉ１＿Ｆｉ的覆盖半径则可达３００英尺左右约合１００米， 其覆盖范围比较广。数ｗｉ—Ｆｉ据传输速度快，可以达到１ｉｍｂｐｓ。 这些都很适用于本系统，特别是在报警的时候，可以及时将相关 的重要数据传回到中控端和移动终端。 ３结束语 本文研究设计了基于机器人的石化监测系统。系统采用 ￥３Ｃ２４１０为核心的嵌入式硬件平台来控制机器人运行，通过网络 摄像头进行数据采集，摄像头利用云台来实现多角度、全方位的 数据采集，从而使机器人的移动控制更加灵活。尤其是人工不易 到达的区域，系统准确性高，适用性强。该系统可广泛应用于石 油、煤气、化工、水利、锅炉等行业的管内无损伤监测，从而可以对 管道进行相关性能的评估，对综合利用管道，预防各类危险事故 的发生等具有极其重要的作用。 参考文献 ［ｉ］俞辉，李永，刘凯，王晓虹等．ＡＲＭ嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统设计与 开发［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１０． ［２］陈卓，王田，梁新元．嵌入式系统开发［Ｍ］．北京：电子工业 出版社，２００９． ［３］何腆举，陈明，段磊强等．基于嵌入式Ｗｅｂ服务远程视频监控 系统［Ｊ］．测控技术．２００４，２３（６）：６２—６３． ［４］陈耀武，伍鹏，汪乐字．基于流媒体技术的网络化嵌入式视频 监控系统［Ｊ］．工程设计学报．２００４，１１（２）：５８—６１． ［５］刘洁瑜，王黎明，钱培贤等．基于ＭＪＰＥＧ２０００嵌入式网络 视频采集压缩系统的设计与实现［Ｊ］．微电子学与计算 机．２００４，２１（１２）：１６８—１７３． ：ｌ＝Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：王谬 虹
