智能安防与家庭服务机器人的设计与实现

机器人技术

文章编号：１００８－０５７０（２００６）０２－２－０２１２－０３

中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００６年第２２卷第２－２期

智能安防与家庭服务机器人的设计与实现

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＨｏｍｅＳｅｒｖｉｃｅＲｏｂｏｔａｎｄＨｏｍｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ

（华南理工大学）刘翀

肖南峰

Ｌｉｕ，ＣｈｏｎｇＸｉａｏ，Ｎａｎｆｅｎｇ

摘要：家庭服务机器人和家居智能安防系统都具有良好的发展前景。利用家庭服务机器人的机动性和自律能力来实现家居智能安防功能，不但能够替代家居智能安防系统有效地实现防盗监测和电及煤气安全检查等安防功能，而且也能够替代人完成清洁卫生、家电控制、家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒等家庭服务工作。本文介绍了作者开发的具有家居智能安防功能的家庭服务机器人的设计与实现。实际检测结果表明，作者开发的家庭服务机器人比现有的家居智能安防系统功能更加丰富、更加灵活、更加可靠。

关键字：智能机器人，家庭服务，家居智能安防，设计与实现

文献标识码：Ａ中图分类号：ＴＰ２４２．６

技

术创新

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｏｍｅｓｅｒｖｉｃｅｒｏｂｏｔａｎｄｔｈｅｈｏｍｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｂｏｔｈｈａｖｅａｇｏｏｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｗｅｃｏｍｂｉｎｅｔｈｅｔｗｏｓｉｄｅｓａｎｄｕｓｅｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｅｌｆ－ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｏｆｔｈｅｈｏｍｅｓｅｒｖｉｃｅｒｏｂｏｔｔｏｒｅａｌｉｚｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｈｏｍｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅ－ｃｕｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｏｍｅｓｅｒｖｉｃｅｒｏｂｏｔｗｉｔｈｔｈｅｈｏｍｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｈｏｍｅｓｅｒｖｉｃｅｒｏｂｏｔｗｉｔｈｔｈｅｈｏｍｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｉｓｍｏｒｅｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｄｅｐｅｎｄａｂｌｅａｎｄｐｏｗｅｒｆｕｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｏｂｏｔ；ｈｏｍｅｓｅｒｖｉｃｅ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｃｕｒｉｔｙ；ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ

１引言

近年来，随着智能机器人技术的迅速发展，智能机器人的应用领域正在不断地扩大。并且，随着人们生活质量的日益提高，智能机器人已经开始进入了家庭服务行业。由智能型家庭服务机器人代替人来完成清洁卫生、物品搬运、家电控制、家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒、电话接听等各种家务劳动，不仅是一项极具应用前景的高新技术行业，而且也是智能机器人目前研究的一个重要热点。另一方面，世界各国的老龄化问题也更进一步地加剧了对智能型家庭服务机器人的需求。例如，目前在加拿大已有３，８００，０００以上人的年龄超过６５岁，在德国超过８２，０００，

实现家居智能安防系统的功能，以便更有效地完成家庭服务和家居安防。

２家庭服务机器人设计

２．１家庭服务机器人工作原理

为了实现家居智能安防功能与家庭服务功能，我们开发了一个能在室内环境下从事安防和服务工作的家庭服务机器人。家庭服务机器人依靠底部的三个轮子在室内自主地移动，在它的内部安装有智能安防系统，再结合家庭服务机器人外部的电子门禁、电子窗栅、红外线传感器、烟雾传感器等就可以很好地实行智能安防，并且还可以将室内检测到的信息通过无线网卡和手机短信模块与在外的主人联系。此外，家庭服务机器人也可以代替人有效地完成清洁卫生、家电控制、家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒等服务工作，为主人提供一个更加舒适和安全的生活环境。家庭服务机器人原理如图１所示。

０００人的年龄在６０岁以上，分别占该国人口的

１２．４３％和２２％，而且近年来还有加重趋势。在中国专家预言到２０１０年中国独生子女和老龄化问题将更加严重。因此，家庭服务机器人将在许多以老弱、病残、独子为主的家庭中占据一席之地。此外，以防盗监测和电及煤气安全检查为主要内容的家居智能安防系统在我国发展迅速，近几年的增长速度达到１５％－

为２０％，家居智能安防业已经形成了一个巨大的市场。此，我们将家庭服务机器人与家居智能安防系统结合在一起，利用家庭服务机器人的机动性和自律能力来刘翀：硕士研究生

本项研究得到广东省自然科学资金（编号３６５５２）的资助

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图１家庭服务机器人工作原理

２．２家庭服务机器人数学模型

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