一種自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及安防【技術(shù)領(lǐng)域】，特別一種自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，包括車(chē)輪、安裝在車(chē)輪上的車(chē)體、IC考勤卡，其特征在于包括考勤機(jī)管理模塊和智能小車(chē)模塊；所述的考勤機(jī)管理模塊包括均與第一單片機(jī)電連接的無(wú)線模塊、讀卡模塊；所述的智能小車(chē)模塊包括均與第二單片機(jī)電連接的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、紅外反射式循跡模塊；所述的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括電源、穩(wěn)壓模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；考勤機(jī)管理模塊的第一單片機(jī)與智能小車(chē)模塊的第二單片機(jī)通信連接。采用本發(fā)明，被考勤人員不用排隊(duì)等待，也不需要組建專用的無(wú)線考勤網(wǎng)絡(luò)，使用無(wú)源IC卡，無(wú)輻射。
【專利說(shuō)明】—種自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安防【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對(duì)監(jiān)獄服刑人員自動(dòng)巡查考勤的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]監(jiān)獄作為服刑人員的改造場(chǎng)所，安防監(jiān)管級(jí)別很高，為防止服刑人員逃跑，監(jiān)獄引進(jìn)了許多先進(jìn)的安防設(shè)備，例如微波對(duì)射，高墻電網(wǎng)等。但百密一疏，越獄事件依然會(huì)偶見(jiàn)報(bào)端。按時(shí)點(diǎn)名制度作為服刑人員管理最為有效的方法一直沿用至今，在監(jiān)獄管理中占有較重要的地位。警察按照一定時(shí)間間隔對(duì)服刑人員進(jìn)行點(diǎn)名，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。但是人工點(diǎn)名方式存在工作量大、速度慢，真正發(fā)生突發(fā)情況的時(shí)候，往往己經(jīng)錯(cuò)過(guò)了最佳處理時(shí)機(jī)等缺點(diǎn)。而現(xiàn)有通用考勤方法大多是將考勤機(jī)安裝在進(jìn)門(mén)處，刷卡進(jìn)出門(mén)的時(shí)候，完成刷卡考勤操作，該方法用于監(jiān)獄考勤的話，需要服刑人員依次排隊(duì)通過(guò)刷卡點(diǎn)名，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0003]現(xiàn)在己有一些現(xiàn)場(chǎng)考勤系統(tǒng)，主要有兩種工作方式，方式一使用被動(dòng)式IC刷卡技術(shù)，考勤終端定點(diǎn)安裝，被考勤人員排隊(duì)刷卡考勤，該方案缺點(diǎn)是人員參與程度高；方式二使用無(wú)線收發(fā)的方式讀取用戶ID卡信息，無(wú)需人員排隊(duì)刷卡，但需要使用有源ID卡，該卡長(zhǎng)期佩戴對(duì)人體有一定電磁輻射危害，且有源ID卡的通信距離有限，每隔3?5m米便需安裝一個(gè)無(wú)線讀卡器，對(duì)于一個(gè)面積較大的監(jiān)獄來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)組網(wǎng)安裝成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決現(xiàn)有考勤終端定點(diǎn)安裝，被刷卡人員排隊(duì)依次刷卡，刷卡操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力；使用有源ID卡，雖可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，理論上可以無(wú)需排隊(duì)，但讀卡器作用距離有限，必須按照每隔3?5米間隔安裝布網(wǎng)，工程安裝組網(wǎng)成本高等問(wèn)題。
[0006]技術(shù)方案是
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，包括車(chē)輪、安裝在車(chē)輪上的車(chē)體、IC考勤卡，其特征在于包括安裝在車(chē)體上的考勤機(jī)管理模塊和智能小車(chē)模塊；所述的考勤機(jī)管理模塊包括均與第一單片機(jī)電連接的無(wú)線模塊、讀卡模塊；所述的智能小車(chē)模塊包括均與第二單片機(jī)電連接的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、紅外反射式循跡模塊；所述的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括電源、穩(wěn)壓模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；考勤機(jī)管理模塊的第一單片機(jī)與智能小車(chē)模塊的第二單片機(jī)通信連接。
[0008]所述的紅外反射式循跡模塊，該模塊的主要作用是對(duì)地面上的路徑進(jìn)行探測(cè)，循跡跟蹤。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī)的啟停、加減速、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。讀卡模塊由高度集成的非接觸式讀寫(xiě)卡芯片構(gòu)成，它的內(nèi)部發(fā)送器部分可以驅(qū)動(dòng)讀卡天線，激活靠近的IC卡，并與其通信；用戶IC卡靠近讀卡天線時(shí)，能量通過(guò)空間耦合傳輸?shù)絀C卡中，IC卡被激活，然后IC卡與讀卡芯片可以進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交換。
[0009]進(jìn)一步地，智能小車(chē)模塊還包括超聲波反射避障模塊，其與所述的第二單片機(jī)電連接，探測(cè)前向路徑上的障礙物，在前方有障礙時(shí)物，考勤機(jī)器人停下來(lái)并發(fā)出聲光報(bào)警，提醒附近人員將障礙物挪開(kāi)，障礙物挪開(kāi)之后，小車(chē)?yán)^續(xù)前行。
[0010]進(jìn)一步地，智能小車(chē)模塊還包括第二 EEPROM存儲(chǔ)單元，其與所述的第二單片機(jī)電連接，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵變量，進(jìn)行斷電保護(hù)，可提高數(shù)據(jù)的安全性。
[0011]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括第一 EEPROM存儲(chǔ)單元，其與所述的第一單片機(jī)電連接，用于存儲(chǔ)考勤數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)芯片有斷電保護(hù)功能，可提高數(shù)據(jù)的安全性。
[0012]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括蜂鳴器，其與所述的第一單片機(jī)電連接，用于發(fā)出滴滴的報(bào)警提示音，用于提醒用戶刷卡，優(yōu)選地蜂鳴器與第一單片機(jī)通過(guò)普通I / O 口連接。
[0013]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括數(shù)碼管或液晶屏顯示裝置，所述的顯示裝置與所述的第一單片機(jī)電連接，用于指示智能考勤機(jī)器人的工作狀態(tài)，指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。
[0014]自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人工作流程:如圖1所示，自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人2從設(shè)定的起點(diǎn)出發(fā)，沿著循跡軌跡13向前運(yùn)行，運(yùn)行的過(guò)程中，不斷發(fā)出滴滴的提示報(bào)警音；當(dāng)路過(guò)服刑人員14的身邊時(shí)，服刑人員用與自己身份關(guān)聯(lián)IC卡，在自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的讀卡器上刷卡，刷卡成功后，自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人發(fā)出滴的提示音，并停車(chē)兩秒，用于服刑人員確認(rèn)本次操作成功；停止時(shí)間到之后，自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人繼續(xù)沿著軌跡13，到達(dá)下一位服刑人員14的身旁，該服刑人員刷卡，然后自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人按照循跡路線依次走完全程，最后到達(dá)停車(chē)點(diǎn)12，執(zhí)行停車(chē)操作，并等民警卡刷卡，待民警刷卡確認(rèn)之后，結(jié)束本次考勤操作，開(kāi)始啟動(dòng)無(wú)線模塊，上傳考勤數(shù)據(jù)到控制中心。
[0015]有益效果
[0016]1.自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人按照事先設(shè)定好的軌跡智能化移動(dòng)，被考勤人員原地等待刷卡考勤，無(wú)需排隊(duì)等待，節(jié)省人力，提高了效率。
[0017]2.自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人智能化移動(dòng)，無(wú)需對(duì)讀卡器按照所需間隔進(jìn)行布網(wǎng)，大大節(jié)省了組網(wǎng)成本。
[0018]3.自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人將完成的考勤數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式自動(dòng)上傳到上位機(jī)數(shù)據(jù)中心，無(wú)需有線連接。
[0019]4.將服刑人員卡與警察卡進(jìn)行權(quán)限區(qū)分，巡查考勤操作需要警察的參與，防止警察過(guò)度依賴本巡查系統(tǒng)。
[0020]5.自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人智能化移動(dòng)，配合使用無(wú)源IC卡，該卡在不工作的時(shí)候不帶電、無(wú)電磁輻射，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距考勤擴(kuò)展。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人巡查示意圖。圖中:2、智能巡查考勤機(jī)器人；12、考勤機(jī)器人停車(chē)標(biāo)志位；13、智能考勤機(jī)器人巡查軌跡；14、服刑人員改造工作座位；15、車(chē)間的工作平臺(tái)。
[0022]圖2自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0024]圖4自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖
【具體實(shí)施方式】[0025]如圖1-4所示，自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的底部行走機(jī)構(gòu)，由底盤(pán)26、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電機(jī)22、安裝于底盤(pán)下方的車(chē)輪21和萬(wàn)向輪23組成；信號(hào)處理部分由安裝在底盤(pán)26的上方的控制電路構(gòu)成，主要由安裝在車(chē)體上的考勤管理模塊24和智能小車(chē)模塊25兩個(gè)部分構(gòu)成；兩系統(tǒng)可獨(dú)立工作，也可以協(xié)同工作。所述的考勤機(jī)管理模塊24包括與第一單片機(jī)電連接的無(wú)線模塊、讀卡器模塊，以及IC考勤卡；所述的智能小車(chē)模塊25包括均與第二單片機(jī)電連接的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、紅外反射式循跡模塊；所述的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括電源、穩(wěn)壓模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)22 ;考勤機(jī)管理模塊24的第一單片機(jī)IC1STC11F32XE與智能小車(chē)模塊25的第二單片機(jī)IC2STC89C52之間通過(guò)串行通信連接。
[0026]所述的紅外反射式循跡模塊由并排安裝的5路紅外反射探頭27組成。工作原理是利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射強(qiáng)度的特點(diǎn)，在巡查小車(chē)行駛過(guò)程中，不斷向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到普通地面時(shí)，發(fā)生漫反射，反射光被紅外反射式循跡模塊的紅外接收器接收到，該信號(hào)經(jīng)施密特觸發(fā)器整形之后輸出低電平。如果遇到由黑色線構(gòu)成的巡查軌跡13時(shí)，由于黑色軌跡對(duì)紅外線具有吸收作用，循跡模塊的紅外接收傳感器將接收不到紅外線，該信號(hào)經(jīng)施密特觸發(fā)器整形之后輸出高電平。循跡模塊的高低電平信號(hào)送入到第二單片機(jī)輸入口，第二單片機(jī)根據(jù)輸入高低電平的不同確定黑色線與當(dāng)前自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人運(yùn)行方向之間的關(guān)系；假如自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的運(yùn)行方向偏離黑色軌跡線13，第二單片機(jī)將通過(guò)控制P2.0?P2.4端口的輸出，對(duì)自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向做出相應(yīng)調(diào)整，使其回到原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向。例如假如自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人向左偏離運(yùn)動(dòng)軌跡，第二單片機(jī)將控制P2.0、P2.1輸出引腳，使左側(cè)電機(jī)加速行駛，使小車(chē)回到正常運(yùn)動(dòng)軌跡上來(lái)；反之則亦然。
[0027]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊IC3L298N的4個(gè)輸入端分別接第二單片機(jī)IC2STC89C52的P2.0?2.3引腳，其中P2.0，P2.1控制左路電機(jī)的正反轉(zhuǎn)與啟停，P2.2，P2.3控制右路電機(jī)的正反轉(zhuǎn)與啟停，配合萬(wàn)向輪可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的啟停、直行、加減速、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。該模塊配合紅外反射式循跡模塊的反饋信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人按照預(yù)定路徑的巡查工作。
[0028]讀卡模塊由高度集成的非接觸式讀寫(xiě)卡芯片MFRC522構(gòu)成，它的內(nèi)部發(fā)送器部分可以驅(qū)動(dòng)讀卡天線，激活靠近的IC卡，并與其通信；用戶IC卡靠近讀卡天線時(shí)，能量通過(guò)空間率禹合傳輸?shù)絀C卡中，IC卡被激活,然后IC卡與讀卡芯片可以進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)交換。該模塊與第一單片機(jī)IC1STC11F32XE之間通過(guò)SPI 口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，第一單片機(jī)IC1STC11F32XE設(shè)有專門(mén)的SPI 口，因此使用引腳P3.3，P3.4，P3.5模擬SPI通信操作與讀卡模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；引腳P3.2接讀卡模塊的RST引腳，高低電平的變化，可以控制讀卡模塊的啟停操作。
[0029]進(jìn)一步地，智能小車(chē)模塊還包括超聲波反射避障模塊，其與所述的第二單片機(jī)IC2STC89C52的P2.4，P2.5連接，探測(cè)前向路徑上的障礙物，在前方有障礙時(shí)物，所述的P2.5上將輸入一個(gè)低電平控制信號(hào)，第二單片機(jī)IC2STC89C52根據(jù)電平的變化，控制自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人停下來(lái)并發(fā)出聲光報(bào)警，提醒附近人員將障礙物挪開(kāi)，障礙物挪開(kāi)之后，小車(chē)?yán)^續(xù)前行。
[0030]進(jìn)一步地，智能小車(chē)模塊還包括具有斷電保持的第二 EEPROM存儲(chǔ)單元IC424LC16，其與所述的第二單片機(jī)IC2STC89C52的Pl.6，1.7引腳相連接，IC2STC89C52芯片通過(guò)I2C總線協(xié)議讀寫(xiě)EEPROM中的數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)芯片主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵變量，用于斷電保護(hù)，以可提高數(shù)據(jù)的可靠性。
[0031]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括第一 EEPROM存儲(chǔ)單元，其與所述的第一單片機(jī)IC1STC11F32XE的P4.0，4.1引腳電連接，該存儲(chǔ)芯片用于存儲(chǔ)考勤數(shù)據(jù)，防止系統(tǒng)斷電造成的數(shù)據(jù)損失，可提高數(shù)據(jù)的安全性。
[0032]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括蜂鳴器，其與所述的第一單片機(jī)IC1STC11F32XE的P2.7引腳電連接，用于發(fā)出滴滴的報(bào)警提示音，用于提醒用戶刷卡。
[0033]進(jìn)一步地，考勤機(jī)管理模塊還包括數(shù)碼管或液晶屏顯示裝置，所述的顯示裝置與所述的第一單片機(jī)電連接。所述的數(shù)碼管與第一單片機(jī)IC1STC11F32XE的Pl.0?Pl.7和P2.0?P2.3引腳電連接，該數(shù)碼管顯示裝置可以同時(shí)顯示4位十進(jìn)制數(shù)，考勤操作成功I人次，顯示裝置的顯示數(shù)就會(huì)加1，可用于實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)當(dāng)前成功刷卡考勤人員的總數(shù)。
[0034]進(jìn)一步地，考勤管理模塊還包括短距無(wú)線通信NRF24L01模塊，該模塊工作在
2.4GHz頻率，在本系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)智能考勤系統(tǒng)與控制中心之間的無(wú)線通信，該模塊與所述的第一單片機(jī)IC1STC11F32XE端口 P2.4,Ρ2.5,Ρ2.6連接，ICl模仿SPI方式與短距無(wú)線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。
[0035]自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的工作原理，巡查考勤工作開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)首先對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行初始化；然后民警將自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人2放到巡查路徑的起點(diǎn)，智能小車(chē)模塊25在紅外反射式循跡模塊的幫助下，實(shí)時(shí)檢測(cè)預(yù)定好的巡查路徑13，根據(jù)探測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)控制模塊L298N的輸出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡查機(jī)器人沿著巡查路徑13向前巡查，并在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)出滴滴的提示音。
[0036]當(dāng)自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人巡查到服刑人員14的身邊時(shí)，服刑人員14使用與自己身份相關(guān)聯(lián)的IC卡，在考勤管理模塊24的讀卡天線上刷卡，考勤管理模塊讀取該服刑人員的身份信息，信息讀取成功之后，該模塊將發(fā)出“滴”的一聲提示音，同時(shí)更新數(shù)碼管顯示模塊上的刷卡成功總數(shù)(原示數(shù)加I);考勤管理模塊24同時(shí)向智能小車(chē)模塊25發(fā)出指令，讓考勤機(jī)器人2停車(chē)兩秒；方便附近其他服刑人員的刷卡操作。停車(chē)兩秒時(shí)間到了之后，自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人將繼續(xù)沿著軌跡13前進(jìn)，到達(dá)下一位服刑人員14的身旁，該服刑人員14刷卡，考勤機(jī)器人執(zhí)行與上一刷卡操作一樣的動(dòng)作，然后沿著循跡路線13依次巡查完整個(gè)車(chē)間，最后到達(dá)停車(chē)點(diǎn)22，執(zhí)行停車(chē)操作。等待民警使用超級(jí)權(quán)限卡刷卡，啟動(dòng)自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人的數(shù)據(jù)上報(bào)工作，數(shù)據(jù)通過(guò)短距無(wú)線模塊NRF24L01向主控中心上報(bào)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心在接收完上報(bào)數(shù)據(jù)之后，將反饋一個(gè)應(yīng)答信息，則本次考勤操作完成。
[0037]以上實(shí)施例僅是針對(duì)本發(fā)明做解釋性闡述，并不局限于該種實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的其他任何等同變換方式皆屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，包括車(chē)輪、安裝在車(chē)輪上的車(chē)體、IC考勤卡，其特征在于包括安裝在車(chē)體上的考勤機(jī)管理模塊和智能小車(chē)模塊；所述的考勤機(jī)管理模塊包括均與第一單片機(jī)電連接的無(wú)線模塊、讀卡模塊；所述的智能小車(chē)模塊包括均與第二單片機(jī)電連接的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、紅外反射式循跡模塊；所述的小車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括電源、穩(wěn)壓模塊和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；考勤機(jī)管理模塊的第一單片機(jī)與智能小車(chē)模塊的第二單片機(jī)通信連接。
2.基于權(quán)利要求1所述的自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，其特征在于，智能小車(chē)模塊還包括超聲波反射避障模塊，所述的超聲波反射避障模塊與所述的第二單片機(jī)電連接。
3.基于權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，其特征在于，智能小車(chē)模塊還包括第二 EEPROM存儲(chǔ)單元，所述的第二 EEPROM存儲(chǔ)單元與所述的第二單片機(jī)電連接。
4.基于權(quán)利要求1或3所述的自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，其特征在于，考勤機(jī)管理模塊還包括第一 EEPROM存儲(chǔ)單元，所述的第一 EEPROM存儲(chǔ)單元與所述的第一單片機(jī)電接。
5.基于權(quán)利要求4所述的自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，其特征在于，考勤機(jī)管理模塊還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器與所述的第一單片機(jī)電連接。
6.基于權(quán)利要求5所述的自動(dòng)巡查考勤機(jī)器人，其特征在于，考勤機(jī)管理模塊還包括數(shù)碼管或液晶屏顯示裝置，所述顯示裝置與所述的第一單片機(jī)電連接。
【文檔編號(hào)】G07C1/00GK103593881SQ201310534758
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】熊淵琳 申請(qǐng)人:江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 熊淵琳