发布时间：2020-03-24所属分类：科技论文浏览：1次
摘 要： 摘 要：随着计算机科学与技术等领域的快速发展，数据化城市越来越明显，人工智能技术已深入到我们的各个专业领域，智能机器人也应运而生。一方面，将嵌入式技术、传感器技术、无线通信技术和物联网技术应用于智能机器人，智能化控制和管理各类传感器的数据采
摘 要：随着计算机科学与技术等领域的快速发展，数据化城市越来越明显，人工智能技术已深入到我们的各个专业领域，智能机器人也应运而生。一方面，将嵌入式技术、传感器技术、无线通信技术和物联网技术应用于智能机器人，智能化控制和管理各类传感器的数据采集、传输与分析，满足人工对环境监测平台操作的简单化、智能化的需求。另一方面，基于智能机器人的灵活性和无痛感，可以深入进到湘西地区地形复杂的区域，实现对环境实时监测化和高效率化。
关键词：湘西地区;环境监测;智能机器人
1 项目的背景与意义
湘西地区是湖南省主要的欠发达地区、少数民族地区和生态脆弱地区，同时也是连接东西部、联接长江和华南经济区的枢纽区，具有突出的区位特征和重要的战略地位。且由于湘西地区的山同脉，水同源，风俗左近，旅游资源丰富，因此旅游业是湘西地区的重要经济来源。对于来游客来说，环境质量的好与坏直接影响了旅行体验，而游客的客流量也直接影响了湘西地区人民的经济收入。所以，对湘西地区的环境监测不可忽视。
本文所研究的基于智能机器人对湘西地区的环境监测，是将智能机器人与嵌入式技术、传感器技术、无线通信技术和物联网技术联合起来，对湘西地区的环境进行实时监测，节省人力物力，减小环境监测的危险性，提高效率。湘西地区作为一个独特的以旅游业为导向的地区，充分证明了生态环境对其的重要性。独特地貌决定智能机器人将在湘西地区环境监测中产生很大的价值，本项目的特色在于为湘西地区针对性的有规划性的设计。而智能机器人作为湘西地区环境监测的重要一员，将推动各旅游界的全新技术升级，向高科技世界迈向一大步，让人的旅游视觉大大提升，有可能成为各旅游区的一大新景点。本次项目的设计及研究方向在全国乃至全世界都极具有代表性，其最终产生直接价值的方案具有极佳的移植性和参考性。
2 国内外发展现状与趋势
目前研制中的智能机器人的智能水平不高，只能说是智能机器人的初级阶段。在当前智能机器人研究中有两大重点问题：一是智能机器人的自主能力不强，即希望智能机器人进一步独立于人，具有更为友好的人机交互界面。二是智能机器人的适应能力不高，这是就智能机器人与环境的关系而言，希望加强它们与环境之间的交互关系。现代智能机器人基本能按人的指令完成各种比较复杂的工作，如交战、侦察、搜集情报、深海探索、抢险、服务等工作，模拟完成人类不能或不愿完成的任务，不仅能自主完成工作,而且能和人共同合作完成任务或在人的指导下完成任务，在不同的领域有着广泛的应用。
在科技进步的同时，环境问题也日益突出。在目前的环境监测器中，便携式监测器已经得到了一定的应用，但大多数只是简单的现场监测，实际的监测过程仍需操作员到现场监督，无形中降低了工作的效率。不过，随着科技的发展，环境监测技术的发展也越来越多样化，针对不同地区的环境问题采取不同的环境监测技术是必然的。并且，随着人们环境保护意识的增强，环境监测管理体系也应运而生，完善的环境监测管理体系有助于促进环境监测走向科学化、标准化、法制化。从世界角度来看，环境是全人类长久发展的基础前提;从中国来看，环境问题影响着国民的生活幸福感，它也是促进国民经济发展的根本要素。所以，对环境进行实时检测必不可少。
3 智能机器人的主要技术
智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器, 能够将传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的适应能力、学习能力和自治功能。
3.1 系统远程智能遥控技术。由无线终端和物联网网关组成，以微处理器为核心进行信号检测，通过搭建无线通讯网络对智能机器人远程下达环境监测的指令。
3.2 路径规划技术。将现有的定位与导航技术添加到智能机器人的算法中，根据摄像头所拍摄到的地理环境，智能机器人通过路径规划算法得出最优路径，节省时间，提高效率。
3.3 传感器技术。这是智能机器人中最重要的一项技术。利用温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器将空气中的信息转变成数据，传输到控制台进行数据整合分析，对空气质量进行实时监测。利用土壤温湿度传感器和 PH 传感器实时监测土壤质量。利用水温传感器、氧气传感器和 PH 传感器对水源质量进行实时监测。
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4 智能机器人在湘西地区环境监测中的实际应用
近年来，湘西地区出现的粉尘污染、水土流失、洪涝灾害等生态灾害频率加大，实质上是生态环境被破坏的结果，而湘西地区以旅游景区众多闻名，是一个以旅游业为主导的地区，优美的旅游环境才能吸引更多的游客。而生态灾害的频发严重制约了其经济发展，所以，智能机器人的应用对湘西地区的环境监测和环境保护尤为重要。
在空气质量上，湘西地区需要有一个良好的空气环境才能更加吸引游客，带动其经济发展。所以空气质量的监测是必要的。以无人机为代表的“空中机器人”利用空中和地面结合的控制系统实现影像的自动拍摄，提供高分辨率的影像地图，供后期制作处理成污染正视地图和三维实景地图，获取第一手污染数据、环境影响情况和环保执行情况，缩减了人工实地找寻污染源的时间以及减少了人力资源的浪费，有利于政府及相关部门对空气质量的优化、治理大气污染做出及时的调整。
在水源质量上，水是生命之源，只有清澈无污染的水源才能养育出如此秀美且吸引游客的山川和热情好客的苗族人，所以水源质量的监测必不可少。以无人船为代表的“水面机器人”等设备具有续航时间长，在线监控能力强、可探测水面下排污的特点，具备智能化的分析处理数据能力，可自动生成采集报告和污染浓度分布图，水面污染源回溯定位能力精准，执法精确度高，数据采集时间、采集地点、气候条件等数据自动保存，数据生成后无法修改，便于标准化管理。也减少了人力、物力、时间的浪费，有利于相关部门更准确及时的治理和解决水污染。
在土壤质量上，由于湘西地区特殊的地理环境，使之孕育了多种特色植物，如中华石杉、蛇足石杉、伏地卷柏、光叶山黄麻等具有药用价值的植物，所以，湘西地区的土质监测也是必不可少的。我国在土质监测方面主要还是依靠人力，采样效率、密度、检测效果都很低，而通过因地制宜研制出的智能土壤采样机器人则可以克服这些缺点，节省人力物力，提高效率。
因为湘西地区复杂的地理特性以及特殊的经济来源，智能机器人的投入使用对湘西地区的环境监测来说必不可少，也是科技发展的大势所趋。
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