专利名称：自动巡检危险源的气体探测装置及其巡检路径控制方法
技术领域：
本发明涉及一种气体探测装置，具体地说，涉及一种自动巡检危险源的气体探测装置及其巡检路径控制方法。
背景技术：
在许多化工厂、煤矿、大型超市等公共场所，往往需要实时检测所处环境内的气体浓度；实际上，对于所处环境中有害、易爆等气体的监测，不仅包括随时掌握环境中这类气体浓度的变化，还需要知道在什么位置出现气体浓度超标，更需要一旦气体浓度超标还能够及时报警，以便采取进一步的预防、补救措施，特别是对那些对人体有害或者存在易爆环境中的气体浓度监测尤其重要；目前，通常是在监测区域内放置气体传感器，监测固定点及其附近的气体浓度，这样，无法实现对监测区域的全方位实时监控，无法准确判断在什么地方出现了气体泄漏，不能真正有效避免泄漏事故发生。为此，人们一直在寻求一种适于理想的技术解决方案。

发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种设计科学、使用方便的自动巡检危险源的气体探测装置，还提供了一种简单易行、科学合理的巡检路径控制方法。本发明所采用的技术方案如下一种自动巡检危险源的气体探测装置，它包括微处理器电路、气体传感器、报警电路、电源电路、自动巡检行走装置和障碍物检测装置；其中，所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述电源电路和所述障碍物检测装置分别设置在所述自动巡检行走装置上；所述微处理器电路连接所述气体传感器以便实时采集、记录气体浓度信息并根据气体浓度信息判断是否存在危险源；所述微处理器电路连接所述报警电路以便根据判断存在的危险源实时报警；所述微处理器电路连接所述障碍物检测装置以便检测所述自动巡检行走装置行走过程中的障碍物信息；所述微处理器电路连接所述自动巡检行走装置以便根据障碍物信息控制所述自动巡检行走装置的巡检路径； 所述电源电路分别连接所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述自动巡检行走装置和所述障碍物检测装置以提供工作电源。基于上述，它还包括分别设置在所述自动巡检行走装置上的GPS定位模块和无线通讯模块；其中，所述微处理器电路连接所述GPS定位模块以便实时获取和记录气体探测装置的位置信息；所述微处理器电路连接所述无线通讯模块以便实现危险源的气体浓度信息和位置信息的无线传输；所述电源电路分别连接所述GPS定位模块和所述无线通讯模块以提供工作电源。基于上述，它还包括分别连接所述微处理器电路的显示电路和按键电路。基于上述，所述自动巡检行走装置包括车体和分别安装在所述车体上的电机驱动电路、行走电机、转向电机、两个行走轮和一个转向轮，其中，所述电机驱动电路连接所述微处理器电路，所述电机驱动电路分别连接所述行走电机和所述转向电机，所述行走电机驱动两个所述行走轮，所述转向电机传动所述转向轮。基于上述的所述自动巡检危险源的气体探测装置的巡检路径控制方法，它包括以下步骤
步骤1、在巡检区域建立具有X轴和Y轴的平面坐标系； 步骤2、记录所述气体探测装置的起始点坐标；
步骤3、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤4、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤5、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤6、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤7、重复步骤3-6，直至所述气体探测装置向X轴增大方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴增大方向的检测区域巡检完毕；
步骤8、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置返回所述起始点； 步骤9、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤10、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤11、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤12、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动所述气体探测装置，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤13、重复步骤9-12，直至所述气体探测装置向X轴减小方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴减小方向的检测区域巡检完毕。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体地说，采用该装置能自动检测出巡检区域中所有地方是否有有害气体、易爆气体，并能及时报警，遇到障碍物可自动跳过继续巡检，可精确判断漏点的具体位置，利于及时采取预防、补救措施，从而有效预防泄漏事故发生；该装置具有机器人特性，其具有能自动巡检、可定位、灵敏度高、抗干扰能力强、反应速度快等优点；该巡检路径控制方法简单易行、设计科学合理。


图1是本发明的结构框图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，一种自动巡检危险源的气体探测装置，它包括微处理器电路、气体传感器、报警电路、GPS定位模块、无线通讯模块、显示电路、按键电路、电源电路、自动巡检行走装置和障碍物检测装置；
其中，所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述GPS定位模块、所述无线通讯模块、所述显示电路、所述按键电路、所述电源电路和所述障碍物检测装置分别设置在所述自动巡检行走装置上；
所述微处理器电路的AD转换模块连接所述气体传感器以便实时采集、记录气体浓度信息并根据气体浓度信息判断是否存在危险源；AD转换模块对气体传感器的输出信号进行转换，得到气体传感器的电压AD值；
所述微处理器电路连接所述报警电路以便根据判断存在的危险源实时报警； 所述微处理器电路连接所述GPS定位模块以便实时获取和记录气体探测装置的位置信息；所述GPS定位模块可实时获得气体探测装置的精确定位的位置信息；
所述微处理器电路连接所述无线通讯模块以便实现危险源的气体浓度信息和位置信息的无线传输；所述无线通讯模块主要是根据所述微处理器电路的指令实现气体浓度、位置信息的实时上传数据监控中心；
所述微处理器电路分别连接所述显示电路和所述按键电路；所述显示电路实现实时显示功能；所述按键电路主要是根据读I/O的状态，确认何按键被按下，根据被按下的按键处理不同的工作或执行不同的程序；
所述微处理器电路连接所述障碍物检测装置以便检测所述自动巡检行走装置行走过程中的障碍物信息；所述障碍物检测装置可通过超声波原理检测障碍物，遇到障碍物不做处理，气体探测装置记录此处坐标，并自动饶过障碍物继续巡检；
所述微处理器电路连接所述自动巡检行走装置以便根据障碍物信息控制所述自动巡检行走装置的巡检路径；
所述电源电路分别连接所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述GPS 定位模块、所述无线通讯模块、所述显示电路、所述按键电路、所述自动巡检行走装置和所述障碍物检测装置以提供工作电源。基于上述，所述自动巡检行走装置包括车体和分别安装在所述车体上的电机驱动电路、行走电机、转向电机、两个行走轮和一个转向轮，其中，所述电机驱动电路连接所述微处理器电路，所述电机驱动电路分别连接所述行走电机和所述转向电机，所述行走电机驱动两个所述行走轮，所述转向电机传动所述转向轮。所述电源电路用蓄电池作动力源，并驱动自动巡检行走装置，该自动巡检行走装置按预先设定指令工作，自动行走，并进行巡检，巡检完一个路径，自动平移某设定距离， 挨着自己巡检的路径行走，继续巡检下去；就这样，把整个巡检区域巡检完毕；在巡检过程中，遇到障碍物或墙壁会自动跳过；由于所述障碍物检测装置有精密的测距传感器和接近传感器，并把测得的信号送到微处理器中，微处理器经运算后控制自动巡检行走装置，使它从障碍物近旁走过，并可继续进行巡检；在巡检过程中，还能自动记录行走的坐标、距离以及气体浓度；在检测气体浓度的同时，可保存历史气体浓度信息，便于和当前气体浓度做比对，当发现某前气体浓度大于历史浓度，并且不断增加，随后又开始减小，可以确定该位置为危险源，可发出声光报警，并把该位置信息及气体浓度信息上传数据监控中心，由数据监控中心派人采取补救措施。基于上述，所述自动巡检危险源的气体探测装置的巡检路径控制方法，它包括以下步骤
步骤1、在巡检区域建立具有X轴和Y轴的平面坐标系； 步骤2、记录所述气体探测装置的起始点坐标；
步骤3、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤4、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤5、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤6、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤7、重复步骤3-6，直至所述气体探测装置向X轴增大方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴增大方向的检测区域巡检完毕；
步骤8、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置返回所述起始点； 步骤9、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤10、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤11、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；
步骤12、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动所述气体探测装置，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；
步骤13、重复步骤9-12，直至所述气体探测装置向X轴减小方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴减小方向的检测区域巡检完毕； 步骤14、根据实际需要，重复步骤2-13。针对不同的巡检区域，也可采用其它巡检路径控制方法。该装置可更换不同气体检测类型的气体传感器，以检测不同的气体，操作简单，使用方便；它的巡检速度可设置，可快可慢，当遇到高浓度气体时，可采取快速巡检，可自动调节速度，也可人工设置速度进行巡检。
该装置具有可自动行走、无需人工职守、操作简单、使用方便、速度可设置、可代替人工操作的优点。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种自动巡检危险源的气体探测装置，其特征在于它包括微处理器电路、气体传感器、报警电路、电源电路、自动巡检行走装置和障碍物检测装置；其中，所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述电源电路和所述障碍物检测装置分别设置在所述自动巡检行走装置上；所述微处理器电路连接所述气体传感器以便实时采集、记录气体浓度信息并根据气体浓度信息判断是否存在危险源；所述微处理器电路连接所述报警电路以便根据判断存在的危险源实时报警；所述微处理器电路连接所述障碍物检测装置以便检测所述自动巡检行走装置行走过程中的障碍物信息；所述微处理器电路连接所述自动巡检行走装置以便根据障碍物信息控制所述自动巡检行走装置的巡检路径；所述电源电路分别连接所述微处理器电路、所述气体传感器、所述报警电路、所述自动巡检行走装置和所述障碍物检测装置以提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的自动巡检危险源的气体探测装置，其特征在于它还包括分别设置在所述自动巡检行走装置上的GPS定位模块和无线通讯模块；其中，所述微处理器电路连接所述GPS定位模块以便实时获取和记录气体探测装置的位置信息；所述微处理器电路连接所述无线通讯模块以便实现危险源的气体浓度信息和位置信息的无线传输；所述电源电路分别连接所述GPS定位模块和所述无线通讯模块以提供工作电源。
3.根据权利要求1或2所述的自动巡检危险源的气体探测装置，其特征在于它还包括分别连接所述微处理器电路的显示电路和按键电路。
4.根据权利要求1或2所述的自动巡检危险源的气体探测装置，其特征在于所述自动巡检行走装置包括车体和分别安装在所述车体上的电机驱动电路、行走电机、转向电机、 两个行走轮和一个转向轮，其中，所述电机驱动电路连接所述微处理器电路，所述电机驱动电路分别连接所述行走电机和所述转向电机，所述行走电机驱动两个所述行走轮，所述转向电机传动所述转向轮。
5.权利要求1一4任一项所述自动巡检危险源的气体探测装置的巡检路径控制方法， 其特征在于，它包括以下步骤步骤1、在巡检区域建立具有X轴和Y轴的平面坐标系；步骤2、记录所述气体探测装置的起始点坐标；步骤3、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；步骤4、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；步骤5、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；步骤6、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴增大方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；步骤7、重复步骤3-6，直至所述气体探测装置向X轴增大方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴增大方向的检测区域巡检完毕；步骤8、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置返回所述起始点；步骤9、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置沿Y轴减小方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；步骤10、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；步骤11、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向Y轴增大方向前进，一直巡检到巡检区域的边沿，同时，所述气体探测装置记录沿途各个坐标及各个坐标下的气体浓度；步骤12、启动所述自动巡检行走装置，使所述气体探测装置向X轴减小方向移动所述气体探测装置，设定移动距离L，记录所述气体探测装置此时的坐标，并记录该坐标下的气体浓度；步骤13、重复步骤9-12，直至所述气体探测装置向X轴减小方向移动距离小于设定移动距离L，此时，沿X轴减小方向的检测区域巡检完毕。
全文摘要
本发明提供一种自动巡检危险源的气体探测装置及其巡检路径控制方法，该装置包括微处理器电路、气体传感器、报警电路、电源电路、自动巡检行走装置和障碍物检测装置；所述微处理器电路连接气体传感器以便实时采集、记录气体浓度信息并根据气体浓度信息判断是否存在危险源；微处理器电路连接报警电路；所述微处理器电路连接障碍物检测装置以便检测自动巡检行走装置行走过程中的障碍物信息；所述微处理器电路连接自动巡检行走装置以便根据障碍物信息控制自动巡检行走装置的巡检路径。该方法采用并排等距的方式逐排巡检，直至将巡检区域巡检完毕，然后根据需要再行重复巡检。该装置设计科学、使用方便，该方法简单易行、科学合理。
文档编号G01V9/00GK102289007SQ201110210140
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者尚中锋, 张青云, 李志刚, 王书潜, 祁泽刚 申请人:河南汉威电子股份有限公司