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開發背景：

2021年6月17日，國家電網鄭州供電公司發生一起慘烈的電力維修事故，由于工作人員的疏忽和對電力維修不細致，導致1人死亡，1人燒傷。這起事故不是個案，相似的事故頻繁發生已引起社會的廣泛關注。電力維修是一項高危職業，安全至關重要，而在實際操作中，一些維修工作人員出于疏忽、忽視安全，缺少互相幫助及相互監督等因素可能導致悲劇的發生。往往由于電力維修事故發生迅速突然，救援崗位無法迅速響應，而導致了受害人員的無法救治。因此，在電力維修中，必須高度重視安全問題，增強安全意識，遵守相關規章制度，確保工作人員的人身安全。

十四五規劃綱要提出，加快電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，本項目提出一種基于單源路徑優化的電力智能巡查機器人，其主要結構包括單片機和二自由度云臺，搭載傳感器和無線充電模塊，在電路設計和云端算法上創新改進，采用輪式運動，具備自主巡檢、實時監測等特點，可適用于多種地表巡檢和多樣化的巡檢需求，可以實現電力智能巡查機器人與人的互動協作，提高電力巡檢的智能化和自主化水平，為電力行業的數字化轉型和智能化升級提供了有力支持。 

整體結構設計：1.超聲波傳感器 2.紅外避障傳感器 3.單目高清攝像頭4.二自由度平臺 5.WiFi模塊 6.雙2DBi外置增益天線 7.STC11F32XE單片機 8.內置直流減速電機

功能與使用說明：

電力智能巡查機器人是一款高性能的智能機器人，其主要功能是實現電力設備的自主巡檢和監測。該設備采用STC11F32XE單片機作為中央微型硬件處理器，能夠實現信號的接受、處理和發送，對接受到的Wi-Fi無線通信模塊和圖像采集模塊所采集的信息進行處理。通過將處理后的信號傳輸到后臺云端系統處理器，能夠對其信號進行進一步的處理，發出新的指令到L289電機驅動板，驅使機器人進行相關動作，最終實現機器人的對周邊環境的監測。電力智能巡查機器人具有自主巡檢、智能感知、數據分析、自主導航、遠程監控等功能，能夠提高巡檢效率和準確性，降低巡檢成本和風險，為電力行業的發展提供了重要的支持和保障。

設計原理：

本項目是基于單源路徑優化的一款自主巡航的輪式電力智能巡查機器人，以STC11F32XE單片機微型硬件作為核心模塊，對傳感器傳輸模塊和機器人驅動模塊進行自動控制，以云端控制系統作為基礎，以視覺監測系統作為輔助系統，采用人機交互的方式，運用人工智能算法實現電力智能巡查機器人和人的互動和協作。項目的總體設計框圖如下所示： 

設計方案：

1、硬件與軟件技術要求

（1）基于單片機的視覺監測系統

該小車采用了先進的視覺監測技術，能夠對識別到的圖像進行高效處理，并提取目標物的三維坐標信息。此外，該系統還配備了二自由度平臺，可以實現攝像頭在上下左右方向的自由轉動，以確保圖像的實時傳輸，并保證用戶能夠對當前環境進行實時的監測和掌握。

（2）智能診斷

電力智能巡查機器人內置GSP定位技術以及高精度地圖算法，可以自動規劃路徑并迅速到達目標位置。同時，該機器人配備了先進的智能診斷系統，可對目標進行全方位的智能分析和判斷，并通過高清攝像頭將實時畫面數據傳輸給單片機處理中心，實現快速、準確地判斷目標問題及相應的維修流程。

（3）信號傳輸模塊

設備采用了先進的WiFi傳輸技術，并配備了雙2DBi外置增益天線，使其具有超強的信號覆蓋范圍和穿透能力。通過這種技術，該設備的信號范圍可達50m，并且具有極高的信號強度，從而使網絡連接更加穩定和快速。同時，它還支持實時圖像傳輸和雙向指令透傳，可以滿足多種應用場景的需求。

（4）電源模塊

電力智能巡查機器人采用高性能鋰電池作為能量供應，具備高能量密度、長壽命、輕量化等多重優點。該小車的智能電量管理系統具有先進的電能監測功能，可以實時監測電池電量，并進行精密計算和預測。若電量低于預設值，系統便會自動關閉巡檢任務，并迅速返回充電樁接受充電。一旦電量充滿，該系統會自動向云端控制系統發出信號，并自主開始執行之前中斷的巡檢任務。這種創新性的技術設計，極大地提高了巡檢效率和質量，為電力巡檢行業的現代化進程帶來了更加廣闊的前景和可能性。

（5）運維識別算法優化

運維順序規劃是一項關鍵的工作，可以大幅提高電力設備的維修效率和水平。通過采集電力設備狀態參數并利用大數據技術進行綜合分析，計算出最優的維修方法，維護人員可以更加高效地對設備進行安全維護。

綜上，基于深度學習、數據挖掘等技術構建智能化視覺識別系統，搭載傳感器，實時對電力設備進行檢測和診斷，及時推送預警信息，并為維操作提供參考；通過對維修過程中的相關數據進行收集和分析，實現對維修效率的提高和持續改進，通過大數據的分析，可以深入了解電力設備的工作狀況、維修記錄等信息，幫助維護人員更好地管理和維護電力設備；智能電量管理系統通過將數據上傳至云端進行統計分析，進一步優化巡檢方案和能耗控制策略，提高設備的使用壽命和性能；運維順序規劃技術結合了大數據、智能化視覺識別和傳感器等先進技術，幫助維護人員更加高效地進行電力設備的安全維護和管理，整個系統的智能化程度和自主化操作提高電力巡檢的效率和質量，為未來電力巡檢行業的發展帶來了更加廣闊的前景和可能性。

先進性：

電力智能巡查機器人采用自動化、智能化和數據化技術，具有自主巡檢、智能感知、數據分析、自主導航和遠程監控等先進功能，能夠大大提高巡檢效率和準確性。

實用性：

電力智能巡查機器人可以在復雜的電力設備場景中自主移動和巡檢，無需人工操作，可以降低人工巡檢的風險和成本，提高巡檢效率和可靠性，同時也可以減少人工巡檢對生產的干擾。

創新性：

（1）自主巡航：電力智能巡查小車具備自主行動和控制的能力，可以自主完成巡檢任務，減少人力資源的浪費；同時，搭載調速系統，可以在短時間內完成大量的巡檢任務，大大提高了巡檢效率和精度。

（2）智能電量管理系統：實時監測電池電量，當發現電量低于預設值時，自動停止巡檢工作并返回充電樁接受充電。這種系統可以幫助用戶更好地管理電池電量，避免因電量不足而導致巡檢任務中斷或者無法完成。

（3）視覺監測系統：基于單片機的視覺監測系統在巡檢時，通過高清攝像頭實時捕獲圖像，加上深度學習技術，更能準確、可靠的巡檢。

（4）基于DE-ABC算法的智能診斷功能：該機器人可針對不同設備上所出現的問題進行策略規劃、采集空間信息來規劃最優作業路徑，并且能對小車進行有效管理。

產品特色：

電力智能巡查機器人是一種集成了視覺平臺、傳感器、電源管理和云計算技術的智能化設備，主要用于實時監測和檢測電力設備及其配件的各種參數和狀態，如溫度、電壓、電流等，通過遠程遙控和自主巡航等功能，對電力設備進行實時監測和檢測，實現智能診斷規劃，進而提高巡檢效率，降低巡檢成本，提升電力設備的整體運行效能和管理水平。