互联网浪潮下安防行业高速发展，安防作为工厂安全的第一道屏障，是整个工厂安全守护者，十分重要。

当前巡检机器人在整个安防行业展开，巡检机器人的建设也正在从“传统”向“技防”转型，为工厂提供安全与便利，从而推动和谐社会建设。

本文介绍了巡检机器人的设计。

1 巡检机器人整体系统设计
巡检机器人主要运用于工厂车间、写字楼、教学楼、仓库等需要安全管理的场所，它由运动底盘、摄像头、单片机、激光雷达、超声波、红外、无线传输模块、各种环境传感器等构成，采用室内定位技术、FPV 视频实时传输技术、计算机视觉技术、物联网技术等，实现了自动巡航、自动报警、远程监控等功能。

它可以帮助人们自动巡检办公楼或其他需要安全管理的场所，按照程序设定，对指定工作区域进行定时巡检。

基于STM32
的智能巡检机器人的设计
苏州市职业大学 韦婷婷 朱泓金 蔡 瑞 周 鑫
周星禹
项目基金：
1、2017年江苏省高等职业教育高水平骨干专业建设项目[苏教高（2017）17号]：应用电子技术。

2、2018年江苏省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201811054012Y ）：智能巡检机器人的设计与实现。

3、2018年苏州市职业大学研究性课程（项目编号：SZDYKC-180710）：基于STM32
智能小车的设计与实现。

图1 系统结构框图
2 环境测量系统方案设计
环境测量系统主要以工厂环境检测为主要目的，我们利用传感器以及一些外设装置帮助巡检机器人实时对工厂环境进行实进行数据检测并采集,然后将收到的信息实时传送给处理器,让巡检机器人通过完成处理器下达的命令对工厂内部的温度，湿度，可燃气体和有毒气体进行检测,再实时将工厂内部环境反馈给用户端。

系统以STM32F103系列单片机为主,外设MQ-2烟雾气敏
传感器模块（潘光良，李军，家庭巡视机器人环境感知系统设计，齐鲁工业大学学报，2018年第5期55-58页，DOI:10.16442/ki.qlgydxxb.2018.05.011.）、DS18B20温度传感器和HC-SR04超声波测距传感器等模块。

巡检机器人将巡检中得到的数据显示在LED 屏上，如果在巡检过程中检测到某项值超出系统安全值就会报警。

3 MCU模块设计
MCU 模块采用的意法半导体的STM32F103ZET6。

该芯片内核采用Cortex M3内核，主频最高可达72MHz ，有丰富的外部接口，多个基本和高级定时器(STMicroelectronics.STM32F103x8 and STM32F103xB datasheet [EB/OL].https:///resource/en/datasheet/cd00161566.pdf.)。

MCU 模块主要用于控制WiFi
通
图2 激光定位原理图
（下转第197页）
在机械臂安装过程中要注意有的地方是要进行摆动的部分，因此不能把螺丝拧的太紧。

还有机械手的部分要确保构成机械爪的两个部件后半部分的啮齿要准确的啮合在一起，否则机械手夹不住东西或者无法带动机械手进行张合。

机械臂安装完成图如图2。

图2
图3 Arduino驱动板电路图
蓝牙控制模块安装：运用蓝牙控制模块实现了物体搬运过程中的获取，移动和摆放等动作，即模仿人的搬运动作。

它是智能搬运中的核心部分。

蓝牙控制模块的工作方式：首先在手机安装蓝牙APP 程序，其按键功能如下：
前进：按下发出 ONA 松开ONF
后退：按下发出 ONB 松开ONF
左转：按下发出 ONC 松开ONF
右转：按下发出 OND 松开ONF
停止：按下发出 ONE 松开ONF
数字1：按下发出 ON1 松开 ONa
数字2：按下发出 ON2 松开 ONb
数字3：按下发出 ON3 松开 ONc
数字4：按下发出 ON4 松开 ONd
数字5：按下发出 ON5 松开 ONe
数字6：按下发出 ON6 松开 ONf
数字7：按下发出 ON7 松开 ONg
数字8：按下发出 ON8 松开ONh
数字9：按下发出 ON9 松开ONi
手机APP要与蓝牙模块设备配对。

通过手机APP发送命令给蓝牙模块。

蓝牙模块再将命令传给Arduino控制板。

Arduino控制板识别到蓝牙模块发送到串口字符串命令后，执行蓝牙程序对应的按键程序。

实验总结：本项目主要完成了机械手臂的拟人化设计，对于抓举式机械手臂进行了更加人性化和智能化的改进，能在远程蓝牙控制下实现对货物的抓取和搬运功能，并且在蓝牙控制下可以将货物从一个储物间搬运到另一个储物间，机械手爪部分运用舵机加啮合齿轮带动的方式进行对物体的抓取。

在利用手机程序连接蓝牙后对小车和机械手臂进行程序运行和控制机构的测试。

小车在控制下运行状况良好，可以实现前进、后退、左转、右转和后退功能。

机械手臂可以实现手爪张开、闭合，机械臂的上臂可以上下摆动，机械臂的下臂实现上下摆动，机械臂底座可以实现左右180°旋转。

程序运行和小车移动还有机械臂的动作非常稳定，实现了系统设计本身的目的，即对于搬运机器人或搬运机器实现了智能化的工作方式。

本项目完成了蓝牙控制下的仓储搬运。

今后还要在智能化自主搬运方面做进一步的研究。

如：自主按照物体大小摆放物体，自主规划搬运路线等等。

总之，在智能搬运方面还有很多需要进一步探究的东西。

（上接第195页）
信，控制传感器组和小车地盘的电机。

4 核心技术介绍
室内定位技术：我们独立开发了一套室内定位技术，它是通过激光雷达与wifi信号强度进行室内定位，经过测试，我们的室内定位精度可达到3-10厘米，并且可对巡航历路线进行历史纪录（图2）。

FPV实时视频传输技术：把巡检机器人的第一视角传到管理人员的设备上，管理人员可实时看到巡检机器人看到的状态，从而判断周围环境的安全情况。

物联网开关技术：先将需要安全巡检的地方装上一些物联网开关的设备，比如日照灯、总电源、水阀等，这样就可以让巡检机器人去控制它们，在机器人巡检时，如果遇到没有关闭的电源，它可以通过这项技术把电源给切断，避免安全隐患，而且能够节约能源。

图3 物联网通讯原理图
作者简介：韦婷婷（1999—），女，河南人，苏州市职业大学电子学院在读学生，曾获苏州中美创客三等奖，江苏省第九届大学生机器人阵地攻防项目冠军。