室内环境热分布立体检测装置的制造方法
室内环境热分布立体检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境检测仪器领域，尤其是涉及一种室内环境热分布立体检测装置。
【背景技术】
[0002]现代室内工业环境往往存放有精密仪器或电力设备，大型物流仓储库往往存放有易燃易爆物品。该类室内环境的状况(温湿度、气流速度)关系着设备或仪器的正常工作以及安全生产，因此对环境的热分布进行实时检测显得尤其重要。目前大多数该类室内环境采用分布式传感器布点的技术来进行室内环境检测，但是该技术存在诸多问题，如传感器位置固定导致检测区域有限、所需传感器数量较多、成本较高等缺陷。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种能够对室内环境的热分布状况进行灵活检测的室内环境热分布立体检测装置。
[0004]—种室内环境热分布立体检测装置，包括:
[0005]可视化检测机构；
[0006]移动机器人，内设有控制机构、数据采集机构及数据传输机构；
[0007]安装支架，所述安装支架包括主杆及横杆，所述主杆设在所述移动机器人上，所述横杆有多根，多根所述横杆设在所述主杆的不同高度处；
[0008]用于测量温度的温度传感器，每根所述横杆上设有多个所述温度传感器，且每根所述横杆上的多个所述温度传感器设在所述横杆的不同位置处；
[0009]用于测量湿度的湿度传感器，每根所述横杆上设有多个所述湿度传感器，且每根所述横杆上的多个所述湿度传感器与多个所述温度传感器的位置分别对应;以及
[0010]用于测量风速的风速传感器，每根所述横杆上设有至少一个所述风速传感器；
[0011]所述控制机构与所述数据采集机构及所述数据传输机构电连接，所述数据采集机构与所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器电连接，所述控制机构用于接收所述数据采集机构采集的温度数据、湿度数据及风速数据，所述控制机构还用于控制所述移动机器人自主移动，所述控制机构还用于在控制所述移动机器人移动的同时将所述移动机器人的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据封装成数据包之后通过所述数据传输机构发送到远程的所述可视化检测机构。
[0012]在其中一个实施例中，所述主杆有多根，多根所述主杆平行设置在所述移动机器人上。
[0013]在其中一个实施例中，每根所述主杆包括多根单元杆及多个杆间连接件，相邻的所述单元杆之间通过所述杆间连接件可拆卸式连接。
[0014]在其中一个实施例中，每根所述主杆的多根单元杆的粗度从下至上依次减小。
[0015]在其中一个实施例中，所述温度传感器与所述湿度传感器集成在一起构成温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据传输机构及所述数据采集机构电连接。
[0016]在其中一个实施例中，每根所述横杆上的所述温湿度传感器沿所述横杆均匀分布，且不同的所述横杆上的所述温度传感器在竖直方向对齐设置。
[0017]在其中一个实施例中，所述安装支架还包括传感器安装机构;所述传感器安装机构包括固定杆、垫片、弹簧、套筒及锁紧螺母;所述固定杆的两端具有外螺纹，每根所述横杆上设有多个均匀分布的螺孔，所述固定杆的一端可插入所述螺孔内与所述横杆螺纹连接；所述垫片、所述弹簧、所述套筒及所述锁紧螺母依次套设在所述固定杆上;所述风速传感器能够套设在所述固定杆上且能够限位在所述弹簧与所述套筒之间;所述温湿度传感器套设在所述固定杆上且限位在所述套筒与所述锁紧螺母之间，并能够由所述锁紧螺母与所述固定杆另一端的外螺纹配合锁紧。
[0018]在其中一个实施例中，设在每根横杆中部的所述传感器安装机构上同时安装有所述风速传感器及所述温湿度传感器，其他位置的所述传感器安装机构上仅安装有所述温湿度传感器。
[0019]在其中一个实施例中，所述移动机器人上还设有模数转换机构，所述模数转换机构与所述数据采集机构电连接以将相应的电信号转换为数字信号，并传输至所述数据采集机构。
[0020]在其中一个实施例中，所述可视化检测机构具有输入与显示机构，所述输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器的检测数据。
[0021]上述室内环境热分布立体检测装置通过将温度传感器、湿度传感器及风速传感器设在移动机器人上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
【附图说明】
[0022]图1为一实施例的室内环境热分布立体检测装置的结构示意图；
[0023]图2为图1所示室内环境热分布立体检测装置的模块结构示意图；
[0024]图3为图1中主杆的结构示意图；
[0025 ]图4为沿图3中A-A线的剖视图；
[0026]图5为图1中传感器安装机构与温湿传感器及风速传感器的装配示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]请结合图1和图2，一实施例的室内环境热分布立体检测装置10包括移动机器人100、安装支架200、温湿度传感器300、风速传感器400以及可视化检测机构500。
[0031]移动机器人100可控制在地面自由移动。移动机器人100的主体部件可以为自动引导运输车(automated guided vehicle，AGV)。移动机器人100内具有导航机构及存储机构。移动机器人100在一陌生环境初次运行时，该导航机构能够记录该环境的空间参数，如记录该环境中墙壁、物堆等位置相对固定的物体的位置信息，通过该位置信息构建三维的导航地图，并存储在该存储机构中。存储机构还可以通过该导航机构存储移动机器人100的运行轨迹，以方便控制移动机器人100按照特定的轨迹运动。
[0032]在本实施例中，移动机器人100内还设有控制机构110、数据采集机构120、数据传输机构130以及模数转换机构140。
[0033]控制机构110与数据采集机构120及数据传输机构130电连接，用于接收数据采集机构120采集的数据，并接收数据传输机构130传输的控制指令。控制机构110与移动机器人100内的导航机构及存储机构电连接，用于按照该控 制指令控制移动机器人100沿特定的轨迹或新轨迹自主移动。
[0034]数据采集机构120用于采集温度数据、湿度数据及风速数据。数据传输机构130用于在控制机构110与可视化检测机构500之间传输数据，如向远程的可视化检测机构500发送移动机器人100的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据等，数据发送时，优选以数据包的形式发送;又如接收远程的可视化检测机构500发送的请求指令至控制机构110，以控制移动机器人100移动，并控制相应的传感器进行数据检测。
[0035]模数转换机构140与数据采集机构120电连接，以将数据采集机构120采集的相应的电信号转换为数字信号，并传输至数据采集机构120。数据采集机构120还具有存储器，以用于存储采集的和/或模数转换机构140发送的数据。
[0036]本实施例的模数转换机构140可采用Ti公司的开关电容式10位精度AD转换器TLC15543。该模数转换器TLC15543具有11通道、三种内建的自测模式、提供E0C(转换完成)信号。该模数转换器TLC15543与单片机的接口采用串行接口方式，引线少，与单片机连接简单。
[0037]本实施例的数据采集机构120可采用CYPRESS公司的CY7C68013A-128AXC的EZ-USB控制芯片，其集成了一个增强型的8051内核、16KB的RAM、4KB的FIFO存储器、智能USB串行引擎(SIE)、USB2.0数据收发器、5个8位I/O 口、16位地址线、8位数据线、通用可编程接口(GPIF)。增强型的8051内核完全与标准的8051兼容，而性能可达标准8051的4倍以上，数据处理与传输效率高。
[0038]请结合图1和图3，安装支架200包括主杆210及横杆220。主杆210设在移动机器人100上。主杆210竖直设置。具体在本实施例中，移动机器人100上固定安装有底盘102。底盘102具有安装槽(图未示)。安装槽的形状与尺寸与主杆210的底部的形状与尺寸相适配，主杆210的底部可插入并卡在该安装槽内。在本实施例中，主杆210有三根，对应地，移动机器人100上设有三个底盘102或者一个底盘102具有三个安装槽。三根主杆210平行设置在底盘102上。可理解，在其他实施例中，主杆210也可以只有一根，或者有两根、四根等多根。
[0039]请结合图3和图4，在本实施例中，每根主杆210包括多根单元杆212及多个杆间连接件214。相邻的单元杆212之间通过杆间连接件214可拆卸式连接。主杆210采用可拆卸式结构，可以根据具体的应用环境需要调整主杆210的高度，并且拆卸方便，方便拆装以携带。进一步，每根主杆210的多根单元杆212的粗度(即粗细程度，如单元杆212为圆柱杆时，粗度表面单元杆212的直径)从下至上依次减小。采用渐变式的粗度设计，可以提高整个主杆210在底盘102上的安装稳定性，避免在移动时发生晃动。
[0040]横杆220设在主杆210上。在本实施例中，横杆220有多根。多根横杆220分别设在主杆210的不同高度处。相邻的横杆220之间的距离优选等距设置。横杆220上具有夹持机构(图未示)。该夹持机构与主杆210可拆卸式连接。
[0041 ]在本实施例中，多根横杆220平行设置构成面状检测网络，对应的，多根主杆210并列设置。可理解，在其他实施例中，该多根横杆220也可以交叉设置，以构成立体式检测网络，对应的，多根主杆210可以根据需要围成柱状结构。
[0042]温湿度传感器300用于测量环境的温度和湿度。每根横杆220上设有多个温湿度传感器300。每根横杆220上的多个温湿度传感器300设在横杆220的不同位置处。不同的横杆220上的温湿度传感器300在竖直方向对齐设置。在本实施例中，每根横杆220上的多个温湿度传感器300均匀的分布在横杆220上，且不同的横杆220上的温湿度传感器300在竖直方向对齐设置。温湿度传感器300与数据采集机构120电连接，以向数据采集机构120发送温度数据，并能够接收控制机构110传送的控制请求指令。
[0043]在本实施例中，温湿度传感器300可以采用DHT21数字温湿度传感器。DHT21数字温湿度传感器是含有已校准数字信号输出的温度与湿度检测的复合传感器。DHT21数字温湿度传感器包括电容式感湿元件和NTC(负温度系数热敏电阻器)测温元件。DHT21数字温湿度传感器具有单线制串行接口，信号传输距离可达20m以上。可理解，在其他实施例中，温度与湿度检测也可以采用分离的温度传感器和湿度传感器分别实现，对应的，温度传感器和湿度传感器均有多个，且每根横杆上的多个温度传感器与多个湿度传感器的位置对应设置，温度传感器与湿度传感器分别与数据采集机构120电连接。
[0044]风速传感器400用于检测环境的空气流动状况。在本实施例中，每根横杆220上设有至少一个风速传感器400。风速传感器400与数据采集机构120电连接，以向数据采集机构120发送采集的风速信号。数据采集机构120与模数转换机构140电连接，模数转换机构140将相应的电信号转换成数字信号发送至数据采集机构120，如在本实施例中，该模数转换机构140将风速传感器400检测的风速电信号转换为数字信号至数据采集机构120。风速传感器400还能够接收控制机构110传送的控制请求指令。
[0045]本实施例的风速传感器400采用LFES系列电压输出型风速传感器，如LFWS05A型风速传感器。风速传感器400的测量的风速范围为0?10m/s，响应时间低于20ms，灵敏度高、可双向测量，且微型设计，易于安装。
[0046]可理解，在其他实施例中，该风速传感器400也可以采用数字式风速传感器，相应的，该风速传感器400可以直接与数据采集机构120电连接，以向该数据采集机构120发送风速数据，并接收和响应数据采集机构120发送的请求指令。
[0047]请结合图1和图5，在本实施例中，该安装支架200还包括传感器安装机构230。传感器安装机构230包括固定杆231、垫片232、弹簧233、套筒234及锁紧螺母235。固定杆231的两端具有外螺纹。每根横杆220上设有多个均匀分布的螺孔(图未示)。固定杆231的一端可插入螺孔内与横杆220螺纹连接。垫片232、弹簧233、套筒234及锁紧螺母235依次套设在固定杆231上。风速传感器400能够套设在固定杆231上且能够限位在弹簧233与套筒234之间。温湿度传感器300套设在固定杆231上且限位在套筒234与锁紧螺母235之间，并能够由锁紧螺母235与固定杆231另一端的外螺纹配合锁紧。
[0048]在本实施例中，设在每根横杆220中部的传感器安装机构230上同时安装有风速传感器400及温湿度传感器300，其他位置的传感器安装机构230上仅安装有温湿度传感器300。可理解，在其他实施例中，若每根横杆220上有多个风速传感器400时，多个风速传感器400也不限于仅设在横杆220中部的传感器安装机构230上，如可以在与中部相邻的传感器安装机构230上安装等。
[0049]控制机构110用于接收数据采集机构120传送的温度数据、湿度数据及风速数据，并通过数据传输机构130将移动机器人100的定位信息以及该温度出具 、湿度数据及风速数据以数据包的形成发送至远程的可视化检测机构500。此外，控制机构110还用于接收可视化检测机构500通过数据传输机构130发送的请求指令以控制移动机器人100、温湿度传感器300及风速传感器400动作。
[0050]控制机构110控制采集程序以多线程的方式，可以和移动机器人100的导航程序方便集成，因此采集点的三维坐标能与采集到的环境参数(摄氏温度、相对湿度、风速)精确对应，为云图分析提供重要数据。
[0051 ]在本实施例中，该可视化检测机构500包括有输入与显示机构。输入与显示机构与控制机构110电连接。输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示温湿度传感器300及风速传感器400的检测结果。
[0052]在本实施例中，温湿度传感器300与风速传感器400通过插排与数据采集机构120电连接。数据采集机构120通过GP10与模数转换机构140电连接。当接收到数据采集请求信号时，数据采集机构120根据各传感器的通信协议获取温湿度传感器300的数字信号与风速传感器400的电压信号，GP10控制模数转换机构140完成风速传感器400采集信号的模数转换，控制机构110与数据采集机构120通过API函数完成USB端点的初始化与参数设置，发送数据包与握手信号。各传感器信号通过USB串行引擎(SIE)和USB2.0数据收发器向控制机构110发送。
[0053]此外，在本实施例中，该室内环境热分布立体检测装置10还设有报警机构(图未示)。报警机构与控制机构110和/或数据采集机构120电连接，当控制机构110和/或数据采集机构120检测到采集的环境参数超出预设值时，报警机构动作，发出警报信号。
[0054]上述室内环境热分布立体检测装置10通过将温湿度传感器300及风速传感器400设在移动机器人100上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置10采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
[0055]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0056]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，包括: 可视化检测机构； 移动机器人，内设有控制机构、数据采集机构及数据传输机构； 安装支架，所述安装支架包括主杆及横杆，所述主杆设在所述移动机器人上，所述横杆有多根，多根所述横杆设在所述主杆的不同高度处； 用于测量温度的温度传感器，每根所述横杆上设有多个所述温度传感器，且每根所述横杆上的多个所述温度传感器设在所述横杆的不同位置处； 用于测量湿度的湿度传感器，每根所述横杆上设有多个所述湿度传感器，且每根所述横杆上的多个所述湿度传感器与多个所述温度传感器的位置分别对应;以及 用于测量风速的风速传感器，每根所述横杆上设有至少一个所述风速传感器； 所述控制机构与所述数据采集机构及所述数据传输机构电连接，所述数据采集机构与所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器电连接，所述控制机构用于接收所述数据采集机构采集的温度数据、湿度数据及风速数据，所述控制机构还用于控制所述移动机器人自主移动，所述控制机构还用于在控制所述移动机器人移动的同时将所述移动机器人的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据封装成数据包之后通过所述数据传输机构发送到远程的所述可视化检测机构。2.如权利要求1所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述主杆有多根，多根所述主杆平行设置在所述移动机器人上。3.如权利要求2所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述主杆包括多根单元杆及多个杆间连接件，相邻的所述单元杆之间通过所述杆间连接件可拆卸式连接。4.如权利要求3所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述主杆的多根单元杆的粗度从下至上依次减小。5.如权利要求1所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述温度传感器与所述湿度传感器集成在一起构成温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据传输机构及所述数据采集机构电连接。6.如权利要求5所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述横杆上的所述温湿度传感器沿所述横杆均匀分布，且不同的所述横杆上的所述温度传感器在竖直方向对齐设置。7.如权利要求6所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述安装支架还包括传感器安装机构;所述传感器安装机构包括固定杆、垫片、弹簧、套筒及锁紧螺母;所述固定杆的两端具有外螺纹，每根所述横杆上设有多个均匀分布的螺孔，所述固定杆的一端可插入所述螺孔内与所述横杆螺纹连接;所述垫片、所述弹簧、所述套筒及所述锁紧螺母依次套设在所述固定杆上;所述风速传感器能够套设在所述固定杆上且能够限位在所述弹簧与所述套筒之间;所述温湿度传感器套设在所述固定杆上且限位在所述套筒与所述锁紧螺母之间，并能够由所述锁紧螺母与所述固定杆另一端的外螺纹配合锁紧。8.如权利要求7所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，设在每根横杆中部的所述传感器安装机构上同时安装有所述风速传感器及所述温湿度传感器，其他位置的所述传感器安装机构上仅安装有所述温湿度传感器。9.如权利要求1?8中任一项所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述移动机器人上还设有模数转换机构，所述模数转换机构与所述数据采集机构电连接以将相应的电信号转换为数字信号，并传输至所述数据采集机构。10.如权利要求1?8中任一项所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述可视化检测机构具有输入与显示机构，所述输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器的检测数据。
【专利摘要】本发明涉及一种室内环境热分布立体检测装置，其包括可视化检测机构、移动机器人、安装支架、用于测量温度的温度传感器、用于测量湿度的湿度传感器以及用于测量风速的风速传感器。该室内环境热分布立体检测装置通过将温度传感器、湿度传感器及风速传感器设在移动机器人上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
【IPC分类】G05D1/02, G01D21/02, G05B19/042
【公开号】CN105486355
【申请号】CN201610053480
【发明人】吴俊君, 潘俊, 李震, 朱克武
【申请人】广东食品药品职业学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月26日
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境检测仪器领域，尤其是涉及一种室内环境热分布立体检测装置。
【背景技术】
[0002]现代室内工业环境往往存放有精密仪器或电力设备，大型物流仓储库往往存放有易燃易爆物品。该类室内环境的状况(温湿度、气流速度)关系着设备或仪器的正常工作以及安全生产，因此对环境的热分布进行实时检测显得尤其重要。目前大多数该类室内环境采用分布式传感器布点的技术来进行室内环境检测，但是该技术存在诸多问题，如传感器位置固定导致检测区域有限、所需传感器数量较多、成本较高等缺陷。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种能够对室内环境的热分布状况进行灵活检测的室内环境热分布立体检测装置。
[0004]—种室内环境热分布立体检测装置，包括:
[0005]可视化检测机构；
[0006]移动机器人，内设有控制机构、数据采集机构及数据传输机构；
[0007]安装支架，所述安装支架包括主杆及横杆，所述主杆设在所述移动机器人上，所述横杆有多根，多根所述横杆设在所述主杆的不同高度处；
[0008]用于测量温度的温度传感器，每根所述横杆上设有多个所述温度传感器，且每根所述横杆上的多个所述温度传感器设在所述横杆的不同位置处；
[0009]用于测量湿度的湿度传感器，每根所述横杆上设有多个所述湿度传感器，且每根所述横杆上的多个所述湿度传感器与多个所述温度传感器的位置分别对应;以及
[0010]用于测量风速的风速传感器，每根所述横杆上设有至少一个所述风速传感器；
[0011]所述控制机构与所述数据采集机构及所述数据传输机构电连接，所述数据采集机构与所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器电连接，所述控制机构用于接收所述数据采集机构采集的温度数据、湿度数据及风速数据，所述控制机构还用于控制所述移动机器人自主移动，所述控制机构还用于在控制所述移动机器人移动的同时将所述移动机器人的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据封装成数据包之后通过所述数据传输机构发送到远程的所述可视化检测机构。
[0012]在其中一个实施例中，所述主杆有多根，多根所述主杆平行设置在所述移动机器人上。
[0013]在其中一个实施例中，每根所述主杆包括多根单元杆及多个杆间连接件，相邻的所述单元杆之间通过所述杆间连接件可拆卸式连接。
[0014]在其中一个实施例中，每根所述主杆的多根单元杆的粗度从下至上依次减小。
[0015]在其中一个实施例中，所述温度传感器与所述湿度传感器集成在一起构成温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据传输机构及所述数据采集机构电连接。
[0016]在其中一个实施例中，每根所述横杆上的所述温湿度传感器沿所述横杆均匀分布，且不同的所述横杆上的所述温度传感器在竖直方向对齐设置。
[0017]在其中一个实施例中，所述安装支架还包括传感器安装机构;所述传感器安装机构包括固定杆、垫片、弹簧、套筒及锁紧螺母;所述固定杆的两端具有外螺纹，每根所述横杆上设有多个均匀分布的螺孔，所述固定杆的一端可插入所述螺孔内与所述横杆螺纹连接；所述垫片、所述弹簧、所述套筒及所述锁紧螺母依次套设在所述固定杆上;所述风速传感器能够套设在所述固定杆上且能够限位在所述弹簧与所述套筒之间;所述温湿度传感器套设在所述固定杆上且限位在所述套筒与所述锁紧螺母之间，并能够由所述锁紧螺母与所述固定杆另一端的外螺纹配合锁紧。
[0018]在其中一个实施例中，设在每根横杆中部的所述传感器安装机构上同时安装有所述风速传感器及所述温湿度传感器，其他位置的所述传感器安装机构上仅安装有所述温湿度传感器。
[0019]在其中一个实施例中，所述移动机器人上还设有模数转换机构，所述模数转换机构与所述数据采集机构电连接以将相应的电信号转换为数字信号，并传输至所述数据采集机构。
[0020]在其中一个实施例中，所述可视化检测机构具有输入与显示机构，所述输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器的检测数据。
[0021]上述室内环境热分布立体检测装置通过将温度传感器、湿度传感器及风速传感器设在移动机器人上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
【附图说明】
[0022]图1为一实施例的室内环境热分布立体检测装置的结构示意图；
[0023]图2为图1所示室内环境热分布立体检测装置的模块结构示意图；
[0024]图3为图1中主杆的结构示意图；
[0025 ]图4为沿图3中A-A线的剖视图；
[0026]图5为图1中传感器安装机构与温湿传感器及风速传感器的装配示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0029]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]请结合图1和图2，一实施例的室内环境热分布立体检测装置10包括移动机器人100、安装支架200、温湿度传感器300、风速传感器400以及可视化检测机构500。
[0031]移动机器人100可控制在地面自由移动。移动机器人100的主体部件可以为自动引导运输车(automated guided vehicle，AGV)。移动机器人100内具有导航机构及存储机构。移动机器人100在一陌生环境初次运行时，该导航机构能够记录该环境的空间参数，如记录该环境中墙壁、物堆等位置相对固定的物体的位置信息，通过该位置信息构建三维的导航地图，并存储在该存储机构中。存储机构还可以通过该导航机构存储移动机器人100的运行轨迹，以方便控制移动机器人100按照特定的轨迹运动。
[0032]在本实施例中，移动机器人100内还设有控制机构110、数据采集机构120、数据传输机构130以及模数转换机构140。
[0033]控制机构110与数据采集机构120及数据传输机构130电连接，用于接收数据采集机构120采集的数据，并接收数据传输机构130传输的控制指令。控制机构110与移动机器人100内的导航机构及存储机构电连接，用于按照该控 制指令控制移动机器人100沿特定的轨迹或新轨迹自主移动。
[0034]数据采集机构120用于采集温度数据、湿度数据及风速数据。数据传输机构130用于在控制机构110与可视化检测机构500之间传输数据，如向远程的可视化检测机构500发送移动机器人100的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据等，数据发送时，优选以数据包的形式发送;又如接收远程的可视化检测机构500发送的请求指令至控制机构110，以控制移动机器人100移动，并控制相应的传感器进行数据检测。
[0035]模数转换机构140与数据采集机构120电连接，以将数据采集机构120采集的相应的电信号转换为数字信号，并传输至数据采集机构120。数据采集机构120还具有存储器，以用于存储采集的和/或模数转换机构140发送的数据。
[0036]本实施例的模数转换机构140可采用Ti公司的开关电容式10位精度AD转换器TLC15543。该模数转换器TLC15543具有11通道、三种内建的自测模式、提供E0C(转换完成)信号。该模数转换器TLC15543与单片机的接口采用串行接口方式，引线少，与单片机连接简单。
[0037]本实施例的数据采集机构120可采用CYPRESS公司的CY7C68013A-128AXC的EZ-USB控制芯片，其集成了一个增强型的8051内核、16KB的RAM、4KB的FIFO存储器、智能USB串行引擎(SIE)、USB2.0数据收发器、5个8位I/O 口、16位地址线、8位数据线、通用可编程接口(GPIF)。增强型的8051内核完全与标准的8051兼容，而性能可达标准8051的4倍以上，数据处理与传输效率高。
[0038]请结合图1和图3，安装支架200包括主杆210及横杆220。主杆210设在移动机器人100上。主杆210竖直设置。具体在本实施例中，移动机器人100上固定安装有底盘102。底盘102具有安装槽(图未示)。安装槽的形状与尺寸与主杆210的底部的形状与尺寸相适配，主杆210的底部可插入并卡在该安装槽内。在本实施例中，主杆210有三根，对应地，移动机器人100上设有三个底盘102或者一个底盘102具有三个安装槽。三根主杆210平行设置在底盘102上。可理解，在其他实施例中，主杆210也可以只有一根，或者有两根、四根等多根。
[0039]请结合图3和图4，在本实施例中，每根主杆210包括多根单元杆212及多个杆间连接件214。相邻的单元杆212之间通过杆间连接件214可拆卸式连接。主杆210采用可拆卸式结构，可以根据具体的应用环境需要调整主杆210的高度，并且拆卸方便，方便拆装以携带。进一步，每根主杆210的多根单元杆212的粗度(即粗细程度，如单元杆212为圆柱杆时，粗度表面单元杆212的直径)从下至上依次减小。采用渐变式的粗度设计，可以提高整个主杆210在底盘102上的安装稳定性，避免在移动时发生晃动。
[0040]横杆220设在主杆210上。在本实施例中，横杆220有多根。多根横杆220分别设在主杆210的不同高度处。相邻的横杆220之间的距离优选等距设置。横杆220上具有夹持机构(图未示)。该夹持机构与主杆210可拆卸式连接。
[0041 ]在本实施例中，多根横杆220平行设置构成面状检测网络，对应的，多根主杆210并列设置。可理解，在其他实施例中，该多根横杆220也可以交叉设置，以构成立体式检测网络，对应的，多根主杆210可以根据需要围成柱状结构。
[0042]温湿度传感器300用于测量环境的温度和湿度。每根横杆220上设有多个温湿度传感器300。每根横杆220上的多个温湿度传感器300设在横杆220的不同位置处。不同的横杆220上的温湿度传感器300在竖直方向对齐设置。在本实施例中，每根横杆220上的多个温湿度传感器300均匀的分布在横杆220上，且不同的横杆220上的温湿度传感器300在竖直方向对齐设置。温湿度传感器300与数据采集机构120电连接，以向数据采集机构120发送温度数据，并能够接收控制机构110传送的控制请求指令。
[0043]在本实施例中，温湿度传感器300可以采用DHT21数字温湿度传感器。DHT21数字温湿度传感器是含有已校准数字信号输出的温度与湿度检测的复合传感器。DHT21数字温湿度传感器包括电容式感湿元件和NTC(负温度系数热敏电阻器)测温元件。DHT21数字温湿度传感器具有单线制串行接口，信号传输距离可达20m以上。可理解，在其他实施例中，温度与湿度检测也可以采用分离的温度传感器和湿度传感器分别实现，对应的，温度传感器和湿度传感器均有多个，且每根横杆上的多个温度传感器与多个湿度传感器的位置对应设置，温度传感器与湿度传感器分别与数据采集机构120电连接。
[0044]风速传感器400用于检测环境的空气流动状况。在本实施例中，每根横杆220上设有至少一个风速传感器400。风速传感器400与数据采集机构120电连接，以向数据采集机构120发送采集的风速信号。数据采集机构120与模数转换机构140电连接，模数转换机构140将相应的电信号转换成数字信号发送至数据采集机构120，如在本实施例中，该模数转换机构140将风速传感器400检测的风速电信号转换为数字信号至数据采集机构120。风速传感器400还能够接收控制机构110传送的控制请求指令。
[0045]本实施例的风速传感器400采用LFES系列电压输出型风速传感器，如LFWS05A型风速传感器。风速传感器400的测量的风速范围为0?10m/s，响应时间低于20ms，灵敏度高、可双向测量，且微型设计，易于安装。
[0046]可理解，在其他实施例中，该风速传感器400也可以采用数字式风速传感器，相应的，该风速传感器400可以直接与数据采集机构120电连接，以向该数据采集机构120发送风速数据，并接收和响应数据采集机构120发送的请求指令。
[0047]请结合图1和图5，在本实施例中，该安装支架200还包括传感器安装机构230。传感器安装机构230包括固定杆231、垫片232、弹簧233、套筒234及锁紧螺母235。固定杆231的两端具有外螺纹。每根横杆220上设有多个均匀分布的螺孔(图未示)。固定杆231的一端可插入螺孔内与横杆220螺纹连接。垫片232、弹簧233、套筒234及锁紧螺母235依次套设在固定杆231上。风速传感器400能够套设在固定杆231上且能够限位在弹簧233与套筒234之间。温湿度传感器300套设在固定杆231上且限位在套筒234与锁紧螺母235之间，并能够由锁紧螺母235与固定杆231另一端的外螺纹配合锁紧。
[0048]在本实施例中，设在每根横杆220中部的传感器安装机构230上同时安装有风速传感器400及温湿度传感器300，其他位置的传感器安装机构230上仅安装有温湿度传感器300。可理解，在其他实施例中，若每根横杆220上有多个风速传感器400时，多个风速传感器400也不限于仅设在横杆220中部的传感器安装机构230上，如可以在与中部相邻的传感器安装机构230上安装等。
[0049]控制机构110用于接收数据采集机构120传送的温度数据、湿度数据及风速数据，并通过数据传输机构130将移动机器人100的定位信息以及该温度出具 、湿度数据及风速数据以数据包的形成发送至远程的可视化检测机构500。此外，控制机构110还用于接收可视化检测机构500通过数据传输机构130发送的请求指令以控制移动机器人100、温湿度传感器300及风速传感器400动作。
[0050]控制机构110控制采集程序以多线程的方式，可以和移动机器人100的导航程序方便集成，因此采集点的三维坐标能与采集到的环境参数(摄氏温度、相对湿度、风速)精确对应，为云图分析提供重要数据。
[0051 ]在本实施例中，该可视化检测机构500包括有输入与显示机构。输入与显示机构与控制机构110电连接。输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示温湿度传感器300及风速传感器400的检测结果。
[0052]在本实施例中，温湿度传感器300与风速传感器400通过插排与数据采集机构120电连接。数据采集机构120通过GP10与模数转换机构140电连接。当接收到数据采集请求信号时，数据采集机构120根据各传感器的通信协议获取温湿度传感器300的数字信号与风速传感器400的电压信号，GP10控制模数转换机构140完成风速传感器400采集信号的模数转换，控制机构110与数据采集机构120通过API函数完成USB端点的初始化与参数设置，发送数据包与握手信号。各传感器信号通过USB串行引擎(SIE)和USB2.0数据收发器向控制机构110发送。
[0053]此外，在本实施例中，该室内环境热分布立体检测装置10还设有报警机构(图未示)。报警机构与控制机构110和/或数据采集机构120电连接，当控制机构110和/或数据采集机构120检测到采集的环境参数超出预设值时，报警机构动作，发出警报信号。
[0054]上述室内环境热分布立体检测装置10通过将温湿度传感器300及风速传感器400设在移动机器人100上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置10采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
[0055]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0056]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，包括: 可视化检测机构； 移动机器人，内设有控制机构、数据采集机构及数据传输机构； 安装支架，所述安装支架包括主杆及横杆，所述主杆设在所述移动机器人上，所述横杆有多根，多根所述横杆设在所述主杆的不同高度处； 用于测量温度的温度传感器，每根所述横杆上设有多个所述温度传感器，且每根所述横杆上的多个所述温度传感器设在所述横杆的不同位置处； 用于测量湿度的湿度传感器，每根所述横杆上设有多个所述湿度传感器，且每根所述横杆上的多个所述湿度传感器与多个所述温度传感器的位置分别对应;以及 用于测量风速的风速传感器，每根所述横杆上设有至少一个所述风速传感器； 所述控制机构与所述数据采集机构及所述数据传输机构电连接，所述数据采集机构与所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器电连接，所述控制机构用于接收所述数据采集机构采集的温度数据、湿度数据及风速数据，所述控制机构还用于控制所述移动机器人自主移动，所述控制机构还用于在控制所述移动机器人移动的同时将所述移动机器人的定位数据以及温度数据、湿度数据和风速数据封装成数据包之后通过所述数据传输机构发送到远程的所述可视化检测机构。2.如权利要求1所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述主杆有多根，多根所述主杆平行设置在所述移动机器人上。3.如权利要求2所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述主杆包括多根单元杆及多个杆间连接件，相邻的所述单元杆之间通过所述杆间连接件可拆卸式连接。4.如权利要求3所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述主杆的多根单元杆的粗度从下至上依次减小。5.如权利要求1所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述温度传感器与所述湿度传感器集成在一起构成温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据传输机构及所述数据采集机构电连接。6.如权利要求5所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，每根所述横杆上的所述温湿度传感器沿所述横杆均匀分布，且不同的所述横杆上的所述温度传感器在竖直方向对齐设置。7.如权利要求6所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述安装支架还包括传感器安装机构;所述传感器安装机构包括固定杆、垫片、弹簧、套筒及锁紧螺母;所述固定杆的两端具有外螺纹，每根所述横杆上设有多个均匀分布的螺孔，所述固定杆的一端可插入所述螺孔内与所述横杆螺纹连接;所述垫片、所述弹簧、所述套筒及所述锁紧螺母依次套设在所述固定杆上;所述风速传感器能够套设在所述固定杆上且能够限位在所述弹簧与所述套筒之间;所述温湿度传感器套设在所述固定杆上且限位在所述套筒与所述锁紧螺母之间，并能够由所述锁紧螺母与所述固定杆另一端的外螺纹配合锁紧。8.如权利要求7所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，设在每根横杆中部的所述传感器安装机构上同时安装有所述风速传感器及所述温湿度传感器，其他位置的所述传感器安装机构上仅安装有所述温湿度传感器。9.如权利要求1?8中任一项所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述移动机器人上还设有模数转换机构，所述模数转换机构与所述数据采集机构电连接以将相应的电信号转换为数字信号，并传输至所述数据采集机构。10.如权利要求1?8中任一项所述的室内环境热分布立体检测装置，其特征在于，所述可视化检测机构具有输入与显示机构，所述输入与显示机构用于输入操作指令，并用于数字显示所述温度传感器、所述湿度传感器及所述风速传感器的检测数据。
【专利摘要】本发明涉及一种室内环境热分布立体检测装置，其包括可视化检测机构、移动机器人、安装支架、用于测量温度的温度传感器、用于测量湿度的湿度传感器以及用于测量风速的风速传感器。该室内环境热分布立体检测装置通过将温度传感器、湿度传感器及风速传感器设在移动机器人上，移动方便，使用灵活，且各传感器设在不同高度处，可以对室内环境的不同高度处进行立体式的温湿度及风速检测。该室内环境热分布立体检测装置采用较少的传感器就能完成环境参数的立体化采集，检测的空间覆盖面广，对检测区域本身无任何依赖，适用性强。
【IPC分类】G05D1/02, G01D21/02, G05B19/042
【公开号】CN105486355
【申请号】CN201610053480
【发明人】吴俊君, 潘俊, 李震, 朱克武
【申请人】广东食品药品职业学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月26日
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