开发背景：

2021年6月17日，国家电网郑州供电公司发生一起惨烈的电力维修事故，由于工作人员的疏忽和对电力维修不细致，导致1人死亡，1人烧伤。这起事故不是个案，相似的事故频繁发生已引起社会的广泛关注。电力维修是一项高危职业，安全至关重要，而在实际操作中，一些维修工作人员出于疏忽、忽视安全，缺少互相帮助及相互监督等因素可能导致悲剧的发生。往往由于电力维修事故发生迅速突然，救援岗位无法迅速响应，而导致了受害人员的无法救治。因此，在电力维修中，必须高度重视安全问题，增强安全意识，遵守相关规章制度，确保工作人员的人身安全。

十四五规划纲要提出，加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，本项目提出一种基于单源路径优化的电力智能巡查机器人，其主要结构包括单片机和二自由度云台，搭载传感器和无线充电模块，在电路设计和云端算法上创新改进，采用轮式运动，具备自主巡检、实时监测等特点，可适用于多种地表巡检和多样化的巡检需求，可以实现电力智能巡查机器人与人的互动协作，提高电力巡检的智能化和自主化水平，为电力行业的数字化转型和智能化升级提供了有力支持。 

整体结构设计：1.超声波传感器 2.红外避障传感器 3.单目高清摄像头4.二自由度平台 5.WiFi模块 6.双2DBi外置增益天线 7.STC11F32XE单片机 8.内置直流减速电机

功能与使用说明：

电力智能巡查机器人是一款高性能的智能机器人，其主要功能是实现电力设备的自主巡检和监测。该设备采用STC11F32XE单片机作为中央微型硬件处理器，能够实现信号的接受、处理和发送，对接受到的Wi-Fi无线通信模块和图像采集模块所采集的信息进行处理。通过将处理后的信号传输到后台云端系统处理器，能够对其信号进行进一步的处理，发出新的指令到L289电机驱动板，驱使机器人进行相关动作，最终实现机器人的对周边环境的监测。电力智能巡查机器人具有自主巡检、智能感知、数据分析、自主导航、远程监控等功能，能够提高巡检效率和准确性，降低巡检成本和风险，为电力行业的发展提供了重要的支持和保障。

设计原理：

本项目是基于单源路径优化的一款自主巡航的轮式电力智能巡查机器人，以STC11F32XE单片机微型硬件作为核心模块，对传感器传输模块和机器人驱动模块进行自动控制，以云端控制系统作为基础，以视觉监测系统作为辅助系统，采用人机交互的方式，运用人工智能算法实现电力智能巡查机器人和人的互动和协作。项目的总体设计框图如下所示： 

设计方案：

1、硬件与软件技术要求

（1）基于单片机的视觉监测系统

该小车采用了先进的视觉监测技术，能够对识别到的图像进行高效处理，并提取目标物的三维坐标信息。此外，该系统还配备了二自由度平台，可以实现摄像头在上下左右方向的自由转动，以确保图像的实时传输，并保证用户能够对当前环境进行实时的监测和掌握。

（2）智能诊断

电力智能巡查机器人内置GSP定位技术以及高精度地图算法，可以自动规划路径并迅速到达目标位置。同时，该机器人配备了先进的智能诊断系统，可对目标进行全方位的智能分析和判断，并通过高清摄像头将实时画面数据传输给单片机处理中心，实现快速、准确地判断目标问题及相应的维修流程。

（3）信号传输模块

设备采用了先进的WiFi传输技术，并配备了双2DBi外置增益天线，使其具有超强的信号覆盖范围和穿透能力。通过这种技术，该设备的信号范围可达50m，并且具有极高的信号强度，从而使网络连接更加稳定和快速。同时，它还支持实时图像传输和双向指令透传，可以满足多种应用场景的需求。

（4）电源模块

电力智能巡查机器人采用高性能锂电池作为能量供应，具备高能量密度、长寿命、轻量化等多重优点。该小车的智能电量管理系统具有先进的电能监测功能，可以实时监测电池电量，并进行精密计算和预测。若电量低于预设值，系统便会自动关闭巡检任务，并迅速返回充电桩接受充电。一旦电量充满，该系统会自动向云端控制系统发出信号，并自主开始执行之前中断的巡检任务。这种创新性的技术设计，极大地提高了巡检效率和质量，为电力巡检行业的现代化进程带来了更加广阔的前景和可能性。

（5）运维识别算法优化

运维顺序规划是一项关键的工作，可以大幅提高电力设备的维修效率和水平。通过采集电力设备状态参数并利用大数据技术进行综合分析，计算出最优的维修方法，维护人员可以更加高效地对设备进行安全维护。

综上，基于深度学习、数据挖掘等技术构建智能化视觉识别系统，搭载传感器，实时对电力设备进行检测和诊断，及时推送预警信息，并为维操作提供参考；通过对维修过程中的相关数据进行收集和分析，实现对维修效率的提高和持续改进，通过大数据的分析，可以深入了解电力设备的工作状况、维修记录等信息，帮助维护人员更好地管理和维护电力设备；智能电量管理系统通过将数据上传至云端进行统计分析，进一步优化巡检方案和能耗控制策略，提高设备的使用寿命和性能；运维顺序规划技术结合了大数据、智能化视觉识别和传感器等先进技术，帮助维护人员更加高效地进行电力设备的安全维护和管理，整个系统的智能化程度和自主化操作提高电力巡检的效率和质量，为未来电力巡检行业的发展带来了更加广阔的前景和可能性。

先进性：

电力智能巡查机器人采用自动化、智能化和数据化技术，具有自主巡检、智能感知、数据分析、自主导航和远程监控等先进功能，能够大大提高巡检效率和准确性。

实用性：

电力智能巡查机器人可以在复杂的电力设备场景中自主移动和巡检，无需人工操作，可以降低人工巡检的风险和成本，提高巡检效率和可靠性，同时也可以减少人工巡检对生产的干扰。

创新性：

（1）自主巡航：电力智能巡查小车具备自主行动和控制的能力，可以自主完成巡检任务，减少人力资源的浪费；同时，搭载调速系统，可以在短时间内完成大量的巡检任务，大大提高了巡检效率和精度。

（2）智能电量管理系统：实时监测电池电量，当发现电量低于预设值时，自动停止巡检工作并返回充电桩接受充电。这种系统可以帮助用户更好地管理电池电量，避免因电量不足而导致巡检任务中断或者无法完成。

（3）视觉监测系统：基于单片机的视觉监测系统在巡检时，通过高清摄像头实时捕获图像，加上深度学习技术，更能准确、可靠的巡检。

（4）基于DE-ABC算法的智能诊断功能：该机器人可针对不同设备上所出现的问题进行策略规划、采集空间信息来规划最优作业路径，并且能对小车进行有效管理。

产品特色：

电力智能巡查机器人是一种集成了视觉平台、传感器、电源管理和云计算技术的智能化设备，主要用于实时监测和检测电力设备及其配件的各种参数和状态，如温度、电压、电流等，通过远程遥控和自主巡航等功能，对电力设备进行实时监测和检测，实现智能诊断规划，进而提高巡检效率，降低巡检成本，提升电力设备的整体运行效能和管理水平。