基于互联网+家用管家机器人的研究与探讨

邵阳学院信息工程系 重庆幼儿师范高等专科学校 莫有印邵阳学院信息工程系 王少杰 阳 泳



基于互联网+家用管家机器人的研究与探讨

邵阳学院信息工程系 重庆幼儿师范高等专科学校 莫有印
邵阳学院信息工程系 王少杰 阳 泳

【摘要】出门在外的人担心的是家里来不速之客，当今世界，家庭险情频频发生，给人们生活带来深深的不便，给国家和家庭带来了巨大的经济损失。针对人民的这一需求，萌发了设计基于互联网+家用管家机器人设计的想法。随着电子技术、互联网技术的发展，基于网络的智能报警系统成为今后的发展方向，人们一方面希望对家庭区域发生险情时进行自动拨号告之主人，另一方面，主人也希望通过网络，利用智能终端（如智能手机、PC机）实时观察到家庭的的情况，并且对家中设备远程监控。各种缴费让人焦头烂额，上班辛辛苦苦，回家还需要做各种家务事情。拟定开发的基于互联网+家用管家机器人是以嵌入式为控制中心，系统在程序控制下，不断检测和识别传感器发生的信号，然后根据接收到的信号采取有区别的自动拨号，同时利用带网络功能的摄相头通过智能终端设备进行观察防区的情况，通过各种费用的自我计算及时缴纳各种费用，通过定位系统，使得机器人可以在家庭中做简单的家务。

【关键词】家用管家机器人；电子技术；互联网技术；智能终端

注：本文系2016年邵阳学院研究生科研创新项目。

1　研究目标

具备家庭险情识别能力，对不同级别的险情分别拨号报警以及具有简单的应急处理能力，连接互联网平台，通过终端设备可以实时查看家中情况，并可以对家庭的一些电器进行远程控制。具备生活自动缴费能力，通过自我数据处理及时缴费，出现异常情况报告主人。具有简单家务能力，对一些简单的事情具有自己主动完成的能力。

图1　基于互联网+家用管家机器人方案图

2　研究内容

2.1险情自动拨号报警系统设计

险情自动拨号报警系统设计探头采用315HZ的带编码的无线探头，接收部分采用带编码的接收模块，系统以嵌入式系统为控制核心，系统在程序控制下不断检测布防区域的信号。当有危险情况产生时，相应的探头将发射带编码的一组数据，接收模块接收到信息后由单片机进行分析和处理，提出传感器的编码。根据不同的编码，系统在程序控制下，通过GSM模块进行有区别的自动拨号。

图2　带编码的无线传感器

2.2远程监控系统设计

利用带网络功能的摄相头，设计控制器连接传感器以及家用设备，通过网络，用智能终端（智能手、PC机等）360度实时观察家庭情况。使用智能终端对家用设备进行远程控制。

图3　利用智能终端对家庭进行观看

使用yeelink网络平台，利用嵌入式系统以及一些外围电路，使用zigbee模块，无需在对家中的线路进行全面改造，对家中电器等设备进行简单的改造既可以使用yeelink网络平台远程监控。

图4　利用Yeelink平台对家庭的监控

2.3 智能生活缴费系统设计

借助支付宝的生活缴费功能，家用管家自我通过数据计算费用，然后通过支付宝缴纳各种费用（需要人为的输入密码）。

2.4 家庭智能保姆系统设计

导线找形方法采用悬链线法[17],图4为导、地线静止时的状态.图中A点和B点分别是导、地线AOB两端的跨接点,A点和B点两点之间的水平距离为D.O为整个曲线AOB的最低点,建立以O为坐标原点平面直角坐标系,则A点横坐标和纵坐标分别为xA,yA,B点的横坐标和纵坐标分别为xB,yB.

通过定位系统，数据分析以及智能检测等技术，使得机器人具备做简单家务的能力，可以陪伴老人以及小孩玩耍的能力，具备辅导小孩学习的能力，具备迎宾会客等功能。

3　拟解决的关键问题

课题要解决的主要问题有四个：第一是：防区信号的检测和识别，检测到险情信号后要实现有区别的拨号。第二是：远程监控系统设计，可以实时观察家中情况并且可以远程控制家中设备。第三是：对生活中的一些费用具有计算能力，并且有区别的按时按量缴纳。第四是：定位技术的应用，具有简单家务能力的设计，具备迎宾会客等功能。可以陪伴老人以及小孩玩耍的能力，具备辅导小孩学习的能力。

4　研究方法

首先使用文献研究法，利用学校的知网和图书馆资源，广泛的浏览并整理国内外相关的研究论文，通过查找，研究现有的服务机器人和物联网、云计算、大数据等组织结构，并且对其进行改进与调整，使其达到基于互联网+家用管家机器人的理论结构。

使用调研和考察法，对湖南省和重庆市在机器人方面取得的已有技术，和机械制造方面存在的主要问题进行调研和考察，确定项目的具体实施和应用。

使用探索性研究法，虽然在国内的管家机器人技术已经取得一部分成绩，但是连接互联网并且使用云计算的技术还未十分成熟。

使用实验法，通过不断的调试与测试，在编写技术实现特定算法时，我们采取首先划定一个较小的研究范围进行算法研究、开发

和测试。取得一定的成果的基础上逐步扩大研究范围。

5　技术路线

5.1技术方案

传感器探头采用标准的中心频率为315Hz的传感器，摄像头采用带网络工能的网络摄像头，控制器为家用管家机器人，终端可以是智能手机、电脑等［1］。用户根据需要在家庭区域安装探头和摄像头，当有危险情况发生时，如火灾、盗贼进入、煤气泄漏等，系统在嵌入式系统的控制下，自动向指令号码拨号，用户接收到电话后利用yeelink网络平台启动远程摄像头，对家中情况进行观察，然后根据情况采取对策。利用yeelink网络平台对家中设备进行远程监控，平台自动收集传感器数据。采用4轮驱动移动式机器人，具备语音识别，语音播报等功能。

5.2工程路线

首先，检测探头信号：以嵌入式为控制核心，检测和识别探头信号。实现在家庭区域的任何探头发出的信号，系统都能可靠接收，并能识别探头编号。采取的方法是科学实验。然后，自动拨号：以嵌入式系统为核心，通过GSM模块进行自动拨号。采取的方法是，购买GSM900模块，设计实验电路，进行自动拨号控制实验。再次，视频监控：利用带网络功能的摄相头，先进行功能验证，然后再设计控制器连接到机器人控制器上去。然后，远程监控：利用yeelink网络平台对家中设备进行远程监控，平台自动收集传感器数据。再次，移动机器人：以嵌入式为核心，设计并制作一个移动的机器人，具备迎宾等简单功能。最后，自动提醒缴费：以嵌入式为核心，采用传感器技术，对家中电和水等进行监控，发现异常及时报警提醒主人，到时提心主人缴纳费用。在按照以上的方法实现每个功能后再进行系统调试和产品样机制作。

6　结语

家用管家机器人与“互联网+”的有机结合，将会彻底改变我们的生活方式。畅想未来，基于“互联网+”的家用管家机器人，能够解决人力成本上升环境下的招人难题。可以实现家庭服务工作，作为一个智能终端和操作载体，本身具备感知、决策、移动与操作功能，完成有益于人类的服务工作，而“互联网+”的支撑平台则借助物联网、云计算、大数据等技术，为家用机器人提供了一个巨大的信息采集、处理和智能决策平台，延伸了家用机器人自身的感知、计算和操作能力。

参考文献

［1］祝建伟，阳泳，江世明.可视险情自动拨号报警系统设计与论述［J］.数字技术与应用，2016（02）.

Summary：Away from home who worry about is the house uninvited guest in today's world，families frequent danger to people's lives deep inconvenience to the country and the family has brought huge economic losses. In response to this demand of the people，the germination of a home based on Internet + butler robot design ideas. With the development of electronic technology，Internet technology，network-based intelligent alarm system become the future direction of development，on the one hand people want to automatically dial Advertisement host family area when crisis occurs，on the other hand，the owner also hope that through the network，the use of intelligent terminals（such as smart phones，PC machine）real-time observation to the family situation，and remote home monitoring device. Various payment and overwhelming，hard work，home chores need to do a variety of things. Prepared based on the signal developed Internet + household robot butler is embedded as the control center，the system under program control，continuous detection and identification sensor is then taken automatically dial differentiated according to the received signal，while the use of networkenabled the perturbation of the head of the observing zone through the intelligent terminal equipment，through a variety of timely payment of the cost of the self-calculated all costs，by positioning system，so that the robot can do simple household chores in the home.

Key words：Household robot butler；electronic technology；Internet Technology；intelligent terminal

作者简介：

莫有印（1982—），男，重庆人，研究生，计算机讲师，研究方向：计算机应用。

王少杰（1973—），男，博士，副教授，研究生导师，研究方向：计算机应用。

阳泳（1994—），男，大学本科，研究方向：计算机应用。