定时定点社区自动巡航消毒车

定时定点社区自动巡航消毒车

辛正玺 高佳琪

青岛黄海学院，山东 青岛 266427

摘要：2020年，新冠病毒疫情席卷全球，由于病毒的易传播性和高致死率，不仅使世界人民的生命受到巨大威胁，并且给各国经济造成了停滞甚至倒退的现象。疫情开始后，中国政府迅速反应，对各个地方采用封闭式管理，严控人员出入。并且对社区和街道等地进行了大规模集中消毒。但是对于学校、工厂、小区等地方，由于道路情况相对复杂且道路面积小。只能采用人工消毒的办法。本产品将监控、消毒、体温检测、环境监测等功能结合在一起，平时按照预先铺设好的路线自动循轨迹定点喷洒消毒液消毒，遇到特殊情况时转为人工遥控。在消毒的同时车体上方具备测温功能的摄像头可以实时监控小区内情况并远程给人测量体温。同时环境传感器可以监测有害气体或者火灾等状况，提高人们的生活安全水平。

关键词：消毒车；循迹；定时定点；测温巡逻；有害气体监测

一、引言

目前全球面临严重疫情，为了阻止新型冠状病毒肆意传播，各个地区都在定期消毒，检测体温和限制人员出入。传统的消毒车由于没有脱离汽车的载体，噪音大，耗费人力过多，不适用于社区等人员密集地。市面上的社区安保和消毒机器人种类繁多，但是由于运行成本高，无法做到大量使用。本产品设计了一种可以适用于各种社区等人员密集且道路面积较小地区的消毒巡逻车，可定点定时进行消毒、远程体温检测、环境监测和实时监控。来解决社区的定点消毒和巡逻问题。全车采用自动避障沿轨迹巡航和真人实时遥控两种运行方式，本产品将多个功能进行了适当的融合，使其工作效率更高的同时优化了成本，使其可以广泛运用。

以前自动化程度不高的时候，城市的消毒是通过消毒人员背着消毒箱进行喷洒消毒，随着科技的飞速发展以及自动化程度不断提高，人们开始借助于汽车等工具来对城市进行消毒。现有消毒车大多是通过在汽车上放置一个盛消毒水的容器将汽车改装成消毒车来进行喷洒消毒，负责消毒的人员开着消毒汽车对城市重点区域进行消毒水的喷洒来进行消毒，实现了人车结合工作，减少消毒人员的工作量，是城市消毒的一大进步。但是在社区和小区等人员相对密集的地方，这种人和汽车结合的消毒方式由于灵活性差、噪音高等问题显然不能胜任消毒任务，且现在的自动化装置都以创新为主，单一功能的消毒装置并不能体现出很高的使用价值。所以我们将消毒、监控、测温、环境监测等一系列使用功能结合在一起，使得实用性获得很大的提升。

二、功能概述

本产品通过循迹模块对预先铺设好的线路进行识别并且自动按照轨迹行走，当到达设置好的地点或者时间点，喷雾器自动打开进行喷雾消毒。如果运行过程中国在前方遇到人或动物，消毒车将会监测到并且停止让行。在运行的同时摄像头基本全天工作，不仅为小区社区等的监控系统做辅助作用而且可以对拍到的一定距离的人进行体温检测，环境监测模块实时对空气成分进行分析，消毒车会将所有数据上传到云平台方便物业等管理人员随时了解信息。

三、系统结构

1、工作原理

本产品主要由车体、stm32单片机、MLX90614测温模块、MQ-2气体监测模块、SIM800C模块、循迹传感器模块、红外避障模块、驱动电机、HC-SR04超声波测距模块、电机驱动模块、水箱、喷洒装置、摄像头等部分组成。本产品通过循迹传感器模块和红外避障模块来进行循迹和避障，当路线前方有物体挡住时，消毒车立即停止，等检测到前方一定距离无障碍物时恢复运行。如果经过较长时间仍然检测到有障碍物，消毒车便会向控制端发出报警。等到达指定位置，单片机控制继电器启动水泵开始喷洒消毒液，到指定时间后停止。运行期间摄像头会检测被拍摄者的体温，同时MQ-2气体监测模块进行气体监测。如果发现某人体温或者空气中有害气体含量过高的情况，SIM800C模块会将数据上传到云平台并对控制端发出报警。当系统检测到消毒液含量过低，自动按轨迹返航。如果遇到紧急突发状况，控制者可切换运行方式为遥控模式，从而做出更好的反应和处理。

图1技术路线

2、电路原理图

四、系统抗干扰措施

系统工作中需要进行抗干扰处理，软件抗干扰有以下几种措施：

（1）端口定义输入输出错误，在子程序中端口的错误定义会使传感器出现误判，需要在子程序中对端口进行检测，防止错误的定义使系统错误工作。

（2）串口通信出错导致接收的数据是错误的，在串口子程序中进行数据重新检测和重新上传，如果传送一直出错，将停止运行，等待修改通信重新工作。

五、模块及功能的选用

单片机采用ARM Cortex-M3内核的STM32F103C8T6型单片机，程序集成化，可直接调用库函数进行代码编写。单片机具有高速的数据处理能力，可以对模块所产生的脉冲信号进行高分辨率、高效率的识别，强大的运算能力将采集得到的数据经过复杂的运算呈现在用户面前。所使用的MLX90614红外测温模块拥有可以提供温度补偿功能，大大提高了数据的准确度。经过无线数据传输模块SIM800C将超过限定值的体温数据上传至云平台进行报警，供相关人员能第一时间处理异常情况。

六、结束语

本文对自主循迹避障小车进行了深入研究，查阅了大量文献资料，在其原有功能上增加了测温、显示、云平台上传等多个功能。设计了以STM32单片机为核心处理器的小区定点消毒巡逻车，本车系统软硬件配合良好，总体设计性能稳定，经多次不同环境下的测试验证本系统已然达到了可以实际应用的要求，以后可以进一步的改善，增加更多的功能，使其成为真正具有较强实用性同时兼顾成本的疫情消毒帮手。本消毒车可以广泛用于小区、广场等人员比较密集的场所，通过小车自带的消毒设备进行消毒，大幅度降低病毒的传播，对保障人民的生命健康以及疫情防控具有重要意义。

参考文献

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