消防機器人智能通信系統-成功案例

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特種機器人智能通信系統

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消防機器人智能通信系統

一、行業背景

       近幾年,化學危險品和放射性物質泄漏事件在國內頻頻發生。根據公安部消防局的數據統計,全國近十年發生火災169萬起,在救火搶險一線上犧牲的公安消防員達89人,累計共有687名消防員傷殘。

       中國石化等基礎工業有了飛速的發展,在生產過程中的易燃易爆和劇毒化學制品急劇增長,由于設備和管理方面的原因,導致化學危險品和放射性物質泄漏。無獨有偶,在深圳清水河火爆炸、南京金陵石化火災、北京東方化工廠罐區火災等事件發生后,國內消防部隊要求研制、配備消防機器人的呼聲越來越高。利用機器人來代替消防員從事高危行業或是進入高危地段來完成特定任務、解決安全隱患,一直以來在消防應急處突工作中都發揮著毋庸置疑的積極作用。


二、方案介紹

       消防機器人屬于特種機器人范疇,具備爬坡、登梯及障礙物跨越,耐溫和抗熱輻射,防雨淋、防爆、隔爆,防化學腐蝕、防電磁干擾,遙控等行走和自衛功能。機器換人保障安全 ,消防部隊在災害現場展開搶險救援時,如果采用人工消防必然存在以下問題:

◆溝通障礙:偵察小組之間常用對講機作為聯絡手段,無法直觀的將現場情況反饋給后方指揮員;

◆環境有害:室內外的災害現場通常伴隨高溫、有毒、缺氧、濃煙、放射性等惡劣環境,消防員常常會遭受中毒、窒息等生命危險;

◆意外多發:消防員在大型易坍塌建筑物、大型倉庫堆垛等災害現場進行偵察搶救,常常有可能被墜落下來的坍塌物砸中,發生意外傷亡事故; 

◆搶救低效:受災害現場有害環境和個人防護裝備的限制,消防員在災害現場通常滯留時間小于30分鐘。

       鑒于以上人工消防工作的危害,消防機器人的設計可以代替消防員在惡劣環境中進行火場偵察、化學危險品探測、滅火、冷卻、洗消、破拆、救人、啟閉閥門、搬移物品、堵漏等作業,實現“機器換人”,大大提高消防部門撲滅惡性火災的能力,對減少國家財產損失和滅火救援人員的傷亡具有重要的作用。隨著消防機器人的快速發展,種類越來越多,功能越來越豐富,在搶險救災中發揮越來越重要的作用,但是在遠程控制方面始終存在很大的缺陷。

       目前消防機器人的控制方式只要是以WIFI或者單向微波+數傳電臺的方式來解決。WIFI由于它是高頻的原因在復雜環境下傳輸距離短,滿足不了應用需求;單向微波+數傳電臺的方式只能進行點對點的方式進行傳輸,在對于地下、復雜環境或者多前端時無法滿足需求。

       在當前的環境下,我司致力于消防機器人遠程智能通信控制系統研發,以MESH技術為遠程傳輸途徑,結合視頻、音頻、數據控制等一系列技術,研發出視音頻、數據、控制于一體的智能通信控制系統,能在同一區域內操控多臺多種類型的消防機器人,形成統一指揮,把事故現場的視頻、環境監測數據等傳輸到指揮終端,為指揮部提供決策依據。


三、示意圖

       機器人控制器ZCXH3102可對前端的消防滅火機器人、消防偵查機器人、消防排煙機器人、消防排爆機器人等各種機器人進行遠程控制,把前端各個機器人上的視音頻、狀態數據等傳輸到指揮終端,方便統一指揮;各不同功能的機器人進行協同作戰,并且各個機器人之間可互相連接,進行中繼傳輸。


四、方案特點

       該消防機器人遠程智能通信控制系統主要是解決消防機器人的控制與遠距離通訊問題,整個系統由前端機器人控制系統設備,傳輸中繼設備,后端指揮控制設備組成。

       該系統可實現對消防機器人的控制操作,通過RS232協議可以控制消防機器人的行走控制、云臺球機的控制、水泡的控制、車體的啟動控制、報警觸發、車速控制、照明、自擺、噴淋、自動尋獲、排煙、急停按鈕等等;多機器人協同作業時,可實現前端機器人選擇;可實現事故現場視頻的實時傳輸,事故現場的環境監測數據實時傳輸,畫面選擇、視頻錄制等功能,為決策者提供實時有效的依據。

前端機器人控制系統發射設備:

   由機器人圖數一體發射機ZCXH3605、天線、攝像頭、拾音器、喇叭以及各種類型/各種功能的傳感器組成。

◆各種類型的傳感器通過RS232/TTL/RS485/RJ45接口連接到發射機上,在通過MESH網絡傳輸到后端指揮中心。

◆把攝像頭、拾音器、喇叭等音視頻設備連接到發射機上,前端事故現場情景實時傳輸到后端指揮終端。

傳輸中繼設備:

◆由MESH中繼設備ZCXH3702、天線、三腳架等組成;

◆用專用的中繼機器人搭配ZCXH3702來進行中繼;

◆在距離較遠、地下室、礦井等復雜環境下傳輸時,放置中繼設備來增加傳輸距離及傳輸效果。

后端指揮控制設備:

由機器人遙控器、天線以及指揮系統組成。

◆機器人遙控器可顯示事故現場的實時視頻,并能夠控制攝像頭云臺,進行各個方位的監控。

◆機器人遙控器可對前端機器人運動控制,各種車載裝置的控制。

◆機器人遙控器可對前端機器人的各種傳感器數據實時顯示。

◆可對前端進行喊話。



五、相關設備介紹

機器人控制系統發射設備:


ZCXH3605

◆雙向傳輸:前端可接4路圖像輸入,其中1路視頻可帶云臺控制,采集到的圖像信息通過發射機ZCXH3605傳輸到后端機器搖控器。后端機器人搖控器可通過發射機ZCXH3605控制車體啟動、報警、急停、照明、自擺、噴淋、自動尋火等。實現機器人通信系統的數據雙向傳輸。

◆工作環境:外殼采用導散熱性良好的鋁合金材質,并且具有防水功能,可長時間在高溫高濕、極寒等極端惡劣的環境中工作。

◆遠程調控:可遠程對頻率、帶寬、功率、加密等參數的調節,適用范圍更廣泛,并且功率和頻率可根據客戶要求定制。

◆多業務兼容:支持網絡攝像頭輸入,支持數據采集及疊加,支持遙控端顯示,支持雙向語音功能。



中繼設備:

ZCXH3702

◆大帶寬:采用通用的硬件平臺,軟件無線電架構,支持動態加卸載波形,根據實際信道條件和用戶狀態的變化在線配置工作參數,保證大帶寬傳輸。

◆自組網:該MESH無線網絡不依賴基站,具有自組網、自管理、自修復和自平衡的優良特性,支持多點跳接,滿足非視距條件下的組網傳輸。

◆多業務:支持實時語音對講,支持高清視頻實時傳輸,支持WIFI和多種應用終端的接入。

◆全IP:采用全IP透明數據傳輸,支持端到端的TCP/IP協議,可以方便地與上級網絡系統連接,構成多種專用指揮應用系統,也可接入公共基礎網絡。

◆自主研發:擁有完整的核心技術和知識產權,可根據用戶需求進行快速定制,體積小,靈活機動,部署簡單。


指揮控制設備


ZCXH3102


◆工業平板:采用8寸工業平板顯示,4.3寸LCD屏,圖像延時不超過0.3秒,能同時顯示車端部分狀況信息,前端反饋的數據實時可見,屏幕可根據周圍環境進行亮度調節。

◆觸屏設計:可觸控操作圖像顯示、云臺控制及語音對講,設置mesh鏈路參數,方便在緊急情況下的操作。

◆控制系統:可以控制前端消防機器人的各種動作,車體啟動、報警、急停、照明、自擺、噴淋、自動尋火等。

◆工作時間長:內置電池,續航不低于3小時,可在緊急情況下長時間工作。

◆軟件管理:自帶Android系統,可通過APP實時管理前端攝像頭,可進行錄像、拍照,畫質可調。也可通過IE管理前端車輛及中繼,可通過軟件實時調節參數。



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