發布時間：2020-03-24所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：隨著計算機科學與技術等領域的快速發展，數據化城市越來越明顯，人工智能技術已深入到我們的各個專業領域，智能機器人也應運而生。一方面，將嵌入式技術、傳感器技術、無線通信技術和物聯網技術應用于智能機器人，智能化控制和管理各類傳感器的數據采
摘 要：隨著計算機科學與技術等領域的快速發展，數據化城市越來越明顯，人工智能技術已深入到我們的各個專業領域，智能機器人也應運而生。一方面，將嵌入式技術、傳感器技術、無線通信技術和物聯網技術應用于智能機器人，智能化控制和管理各類傳感器的數據采集、傳輸與分析，滿足人工對環境監測平臺操作的簡單化、智能化的需求。另一方面，基于智能機器人的靈活性和無痛感，可以深入進到湘西地區地形復雜的區域，實現對環境實時監測化和高效率化。
關鍵詞：湘西地區;環境監測;智能機器人
1 項目的背景與意義
湘西地區是湖南省主要的欠發達地區、少數民族地區和生態脆弱地區，同時也是連接東西部、聯接長江和華南經濟區的樞紐區，具有突出的區位特征和重要的戰略地位。且由于湘西地區的山同脈，水同源，風俗左近，旅游資源豐富，因此旅游業是湘西地區的重要經濟來源。對于來游客來說，環境質量的好與壞直接影響了旅行體驗，而游客的客流量也直接影響了湘西地區人民的經濟收入。所以，對湘西地區的環境監測不可忽視。
本文所研究的基于智能機器人對湘西地區的環境監測，是將智能機器人與嵌入式技術、傳感器技術、無線通信技術和物聯網技術聯合起來，對湘西地區的環境進行實時監測，節省人力物力，減小環境監測的危險性，提高效率。湘西地區作為一個獨特的以旅游業為導向的地區，充分證明了生態環境對其的重要性。獨特地貌決定智能機器人將在湘西地區環境監測中產生很大的價值，本項目的特色在于為湘西地區針對性的有規劃性的設計。而智能機器人作為湘西地區環境監測的重要一員，將推動各旅游界的全新技術升級，向高科技世界邁向一大步，讓人的旅游視覺大大提升，有可能成為各旅游區的一大新景點。本次項目的設計及研究方向在全國乃至全世界都極具有代表性，其最終產生直接價值的方案具有極佳的移植性和參考性。
2 國內外發展現狀與趨勢
目前研制中的智能機器人的智能水平不高，只能說是智能機器人的初級階段。在當前智能機器人研究中有兩大重點問題：一是智能機器人的自主能力不強，即希望智能機器人進一步獨立于人，具有更為友好的人機交互界面。二是智能機器人的適應能力不高，這是就智能機器人與環境的關系而言，希望加強它們與環境之間的交互關系�，F代智能機器人基本能按人的指令完成各種比較復雜的工作，如交戰、偵察、搜集情報、深海探索、搶險、服務等工作，模擬完成人類不能或不愿完成的任務，不僅能自主完成工作,而且能和人共同合作完成任務或在人的指導下完成任務，在不同的領域有著廣泛的應用。
在科技進步的同時，環境問題也日益突出。在目前的環境監測器中，便攜式監測器已經得到了一定的應用，但大多數只是簡單的現場監測，實際的監測過程仍需操作員到現場監督，無形中降低了工作的效率。不過，隨著科技的發展，環境監測技術的發展也越來越多樣化，針對不同地區的環境問題采取不同的環境監測技術是必然的。并且，隨著人們環境保護意識的增強，環境監測管理體系也應運而生，完善的環境監測管理體系有助于促進環境監測走向科學化、標準化、法制化。從世界角度來看，環境是全人類長久發展的基礎前提;從中國來看，環境問題影響著國民的生活幸福感，它也是促進國民經濟發展的根本要素。所以，對環境進行實時檢測必不可少。
3 智能機器人的主要技術
智能機器人是第三代機器人，這種機器人帶有多種傳感器, 能夠將傳感器得到的信息進行融合，能夠有效的適應變化的環境，具有很強的適應能力、學習能力和自治功能。
3.1 系統遠程智能遙控技術。由無線終端和物聯網網關組成，以微處理器為核心進行信號檢測，通過搭建無線通訊網絡對智能機器人遠程下達環境監測的指令。
3.2 路徑規劃技術。將現有的定位與導航技術添加到智能機器人的算法中，根據攝像頭所拍攝到的地理環境，智能機器人通過路徑規劃算法得出最優路徑，節省時間，提高效率。
3.3 傳感器技術。這是智能機器人中最重要的一項技術。利用溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器將空氣中的信息轉變成數據，傳輸到控制臺進行數據整合分析，對空氣質量進行實時監測。利用土壤溫濕度傳感器和 PH 傳感器實時監測土壤質量。利用水溫傳感器、氧氣傳感器和 PH 傳感器對水源質量進行實時監測。
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4 智能機器人在湘西地區環境監測中的實際應用
近年來，湘西地區出現的粉塵污染、水土流失、洪澇災害等生態災害頻率加大，實質上是生態環境被破壞的結果，而湘西地區以旅游景區眾多聞名，是一個以旅游業為主導的地區，優美的旅游環境才能吸引更多的游客。而生態災害的頻發嚴重制約了其經濟發展，所以，智能機器人的應用對湘西地區的環境監測和環境保護尤為重要。
在空氣質量上，湘西地區需要有一個良好的空氣環境才能更加吸引游客，帶動其經濟發展。所以空氣質量的監測是必要的。以無人機為代表的“空中機器人”利用空中和地面結合的控制系統實現影像的自動拍攝，提供高分辨率的影像地圖，供后期制作處理成污染正視地圖和三維實景地圖，獲取第一手污染數據、環境影響情況和環保執行情況，縮減了人工實地找尋污染源的時間以及減少了人力資源的浪費，有利于政府及相關部門對空氣質量的優化、治理大氣污染做出及時的調整。
在水源質量上，水是生命之源，只有清澈無污染的水源才能養育出如此秀美且吸引游客的山川和熱情好客的苗族人，所以水源質量的監測必不可少。以無人船為代表的“水面機器人”等設備具有續航時間長，在線監控能力強、可探測水面下排污的特點，具備智能化的分析處理數據能力，可自動生成采集報告和污染濃度分布圖，水面污染源回溯定位能力精準，執法精確度高，數據采集時間、采集地點、氣候條件等數據自動保存，數據生成后無法修改，便于標準化管理。也減少了人力、物力、時間的浪費，有利于相關部門更準確及時的治理和解決水污染。
在土壤質量上，由于湘西地區特殊的地理環境，使之孕育了多種特色植物，如中華石杉、蛇足石杉、伏地卷柏、光葉山黃麻等具有藥用價值的植物，所以，湘西地區的土質監測也是必不可少的。我國在土質監測方面主要還是依靠人力，采樣效率、密度、檢測效果都很低，而通過因地制宜研制出的智能土壤采樣機器人則可以克服這些缺點，節省人力物力，提高效率。
因為湘西地區復雜的地理特性以及特殊的經濟來源，智能機器人的投入使用對湘西地區的環境監測來說必不可少，也是科技發展的大勢所趨。
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