一、产品简介

1.开发背景

“十四五”时期，我国将全面进入大众旅游时代，旅游业发展仍处于重要战略机遇期，但机遇和挑战都有新的发展变化。

进入新发展阶段，旅游业面临高质量发展的新要求。人民群众旅游出行和消费偏好发生深刻变化，线上线下旅游产品和服务加速融合。实施创新驱动发展战略为旅游业赋予新动能，也对旅游业提出了创新发展的新要求。坚持创新在现代化建设全局中的核心地位，推动新一轮科技革命和产业变革深入发展。因此需要充分运用数字化、网络化、智能化科技创新成果，升级传统旅游业态，创新产品和服务方式，推动旅游业从资源驱动向创新驱动转变。针对于目前社会大环境疫情常态化管理的情况下，旅游业复苏更需要智能化赋能。

2．结构说明

（1）控制模块：微控制器STM32F10X

（2）移动模块：麦克纳姆轮、JBG-520霍尔直流电机、联轴器

（3）检测模块：浑浊度传感器（TS-300B)、PH值传感器（E-201-F     型复合电极)、氨氮含量传感器（Y560-A）、磷含量传感器（BTP1900）、溶氧量传感器（DO-8030系列）

（4）通信模块：WIFI通讯模块（ATK-ESP8266)、语音I/O模块（ASR02)、32位激光扫描雷达（YDLIDAR X3激光雷达)、HC-05 蓝牙串口通讯模块、2.4G无线通讯模块

（5）其他：双目深度相机（Gemini Pro）、六轴工业机械臂，PID悬停车架，车灯

3.功能

（1）智能水质检测

本产品可通过提前编程的路线，小车自动到达指定地点，并通过内置的小型检测装置进行水质检测：浑浊度、PH值、溶氧量、氮、磷再将结果上传至用户手机。使用户能够不到达现场就能第一时间了解到湖水水质情况，并能及时解决问题。

（2）自动核酸检测

本产品设计了自动核酸检测功能，做到核酸检测无人化、快捷化；游客的安全得到了更大的保障，一定程度上缓解旅游景区的管理压力。本产品通过编程和内置的六轴机器人，六轴机器人附带一个单目相机，游客通过手机扫码操作即可启动机器人的核酸检测功能，本产品收集到一定数量的核酸样品就可运送到指定地点进行检测。

（3）智能导游

本产品此功能主要通过录入景区的资料和地图，只需游客告诉小车目的地，本产品就可自动规划路线带领游客到达，并对途经的景点进行讲解，游客也可以对其进行提问，小车会通过搜索景区资料对其进行回答。

（4）云旅游

此功能主要功能是：游客可以通过手机端app控制智能旅游小车进行移动，智能旅游小车通过机器人相机反馈沿途所拍摄到的风景并上传至用户手机端，用户可进行360度的全视角实时观看。

二、设计说明

1.移动模块

根据麦轮的夹角45°朝向不同，可以分为互为镜像关系的A轮和B轮，麦轮具有万向性、灵活性、平稳性等特点，是一种全方位轮，通过这4个麦轮的组合可以令麦轮底盘实现全方位的移动功能。

本产品的麦轮硬件结构及物理特性：麦轮整体结构由轮毂和辊子构成，轮毂是整个轮子的主体支架，辊子则是安装在轮毂上的鼓状物，麦轮的轮毂轴与辊子转轴呈45度角。麦轮一般是四个一组使用，两个左旋轮（A轮），两个右旋轮（B轮），A轮和B轮具有对称性。4个麦轮的组合方式有AAAA，BBBB，AABB，ABAB，BABA等，并不是所有的组合都可以实现前进、后退、旋转、左移、右移等功能，而麦轮底盘的麦轮组合方式是ABAB，是一种可以实现全方位移动的组合。

由于景区的地面环境较复杂，考虑到本产品的工作区域可能存在一定的坡度，并且为减轻本产品的负重所以本产品的驱动装置使用的是霍尔电机，其工作原理：霍耳信号传递给控制器,控制器通过粗线（不是霍耳线)给电机线圈供电,电机旋转,磁钢与线圈（准确的说是缠在定子上的线圈,其实霍耳一般安装在定子上)发生转动,霍耳感应出新的位置信号,控制器粗线又给电机线圈重新改变电流方向供电。

2.控制模块

为了节约成本提高效率并且综合考虑本产品实现的功能，决定采用微控制器STM32C8T6，微控制器STM32C8T6通过PWM脉冲信号控制霍尔电机实现小车的移动。

3.通讯模块

考虑到各景区地貌各异且复杂，景区人员密集，为实现本产品自动移动避让，本产品选择使用雷达；使用的雷达设备原理为发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息。

4.检测模块

为实现景区水质自动检测，减少人力投入，本产品加入了简单的水质检测功能，考虑到景区水质污染大部分是因为农业化肥污染导致的水体富营养化，所以本产品水质主要检测：浑浊度、PH值、溶解氧、氨氮含量。

为了检测景区水质的浑浊度，本产品使用浊度传感器，其工作原理是当光线穿过一定量的水时，光线的穿透量取决于该水中的脏物物的量。当脏物的量增加时，穿透水样的光线随之减少，浊度传感器测量透过的光线量来计算洗涤水的浊度。

为了检测景区水质的PH值，本产品使用PH传感器，其工作原理是用氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池，在玻璃膜与被测溶液中氢离子进行离子交换过程中，通过测量电极之间的电位差，来检测液体中的氢离子浓度，从而测得被测液体的PH值。

为了检测景区水质的氧含量，本产品使用溶解氧传感器，其工作原理是由阴极、阳极和电解液组成的，透氧膜把电解液和过程液体分离开来。通过薄膜的氧与阴极产生化学反应，释放电子，从而产生电流。

为了检测景区水质的氨氮含量，本产品使用氨氮传感器，其工作原理是采用离子选择电极法测量氨氮浓度。氦离子选择电极直接检测水环境中的铵根离子，确定氨氮的浓度。使用PH电极作为参比电极，获得更好的稳定性。因传感器的测量结果溶解受到银离子的干扰，故当水中银离子浓度较高时，需采用钾离子补偿。氨氮传感器由铵离子选择电极，钾离子可选用pH电极、温度电极共同组成一个一体式传感器，这几个参数可以相互修正氨氮的测量值，同时实现多参数的测量。

三、产品特色

1、先进性

如今社会各种实体业都在快速推动数字化转型，在银行、酒店大厅等各种场景都可以见到功能单一的机器人，但是本产品的功能相较于其他导购式小车，还具有语音控制功能，避免让游客用手机下载软件控制，也不用在显示屏上点击操作，真正实现解放双手，更加便利快捷帮助游客，小车的外观还可以根据景点特色的不同来改装成更适合景区的外观风格，来融入景区，吸引游客目光。

2、实用性

在全国各类景区中，不乏有观景湖存在，为保证湖水的清澈，该小车可以检测水中部分物质含量，并定时将数据传输给工作人员。在必要的时候，小车还可以摇身一变，参与到我们的采集核酸工作人员。景区风景经常会因为一些小体积的垃圾而影响我们游客的游览体验，该小车业可以自动识别垃圾，并抓取清理。

3、创新性

在全国疫情常态化管理的大背景下，旅游业面临着很大的挑战，同时也是一次机遇的到来，该小车所具备的云旅游功能就可以给新旅游业注入活力，完全可以让我们北方的朋友来一次在海边第一视角的邂逅。