一种分层架构自主移动AI智能空气净化器硬件系统的制作方法

本发明空气净化设备，具体涉及一种分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统。

背景技术：

1、传统固定式空气净化器受摆放位置限制，仅能对设备周边局部区域进行净化，无法跟随污染源或污染区域的变化实现动态移动净化。目前市面上少量具备移动功能的净化设备普遍存在硬件分层设计混乱的问题，人机交互模块、净化执行模块与移动导航主控模块耦合度较高，整体硬件拓展性较差。

2、同时现有设备的导航感知元器件与净化功能元器件共用主控资源，容易出现净化工作与自主避障巡航相互抢占算力的调度冲突，且由于缺乏清晰的分层架构，后期软硬件迭代升级需要对整机电路板进行整体改动，也难以一体化集成多项感知净化与互联功能，制约了产品的优化升级与实际场景应用。

3、因此，需要一种集成一体化的技术方案，来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够实现硬件解耦，兼顾自主移动导航、自主回充补电、空气多重净化、环境感知、人机交互的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统。

2、本发明的具体技术方案为：

3、一种分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，包括上层人机交互层、中层感知净化层、底层主控运动层，三层硬件之间通过中控通讯总线建立双向数据交互通道；

4、所述上层人机交互层包括灯显模组、开关面板以及数显屏幕；

5、所述中层感知净化层包括风机、负离子模块、空气质量传感器、超声波模块以及蜂鸣器；

6、所述底层主控运动层包括算力芯片主控板、前线激光传感器、侧线激光传感器、uv灯、两个行走轮、wi-fi/2.4g/5g通讯模组、电池、四个跌落灯、激光雷达lds以及回充模块；

7、所述主控板接收上层传输的操作指令与中层上传的环境传感数据，经运算处理后控制行走轮带动设备移动，同时管控中层净化组件及底层uv灯的启停工作。

8、优选地，所述上层人机交互层、中层感知净化层、底层主控运动层分别设置有独立的pcb电路板，各层级之间通过排线对接中控通讯总线，各层级模块能够独立拆装、单独替换升级。

9、优选地，所述主控板联合激光雷达lds、前线激光传感器、侧线激光传感器以及中层的超声波模块组成多传感器融合导航建图与避障系统；

10、主控板可依据激光雷达构建的地图与空气质量传感器采集的污染点位信息规划移动路径。

11、优选地，四个所述跌落灯均匀安装在设备底部驱动轮的四周，用于检测悬空台阶；主控板接收跌落灯的检测信号后，控制设备执行制动、转向的避险操作。

12、优选地，所述主控板设置有分时算力调度机制，将导航建图避障进程与空气净化控制进程相互隔离。

13、优选地，中层的风机提供空气循环动力，负离子模块用于空气除味净化，底层的uv灯用于风道内紫外线杀菌。

14、优选地，所述wi-fi/2.4g/5g通讯模组与主控板连接，用于实现设备与移动终端、云端服务器的通讯。

15、优选地，上层的数显屏幕与灯显模组接收底层主控传输的数据，实时展示空气质量、剩余电量、运行模式以及故障告警信息。

16、优选地，所述回充模块包括设置于前线激光支架中的前回充模块、设置于设备正后方的后回充模块，以及设备左右两侧各设置的两个回充接触片；设备通过回充信号与回充座信号码值的扫描匹配，实现准确自动回充补电。

17、本发明的有益效果在于：

18、本方案采用分层模块化硬件架构，实现人机交互、净化执行与移动主控的相互解耦，便于各层级独立开发、维修与升级。同时一体化集成自主导航、多重净化与自动回充功能，搭配分时算力调度机制避免功能冲突，依托统一通讯总线提升拓展性，实现本地与远程两种操控方式，有效提升产品的实用价值与开发维护效率。

19、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

1.一种分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，包括上层人机交互层、中层感知净化层、底层主控运动层，三层硬件之间通过中控通讯总线建立双向数据交互通道；

2.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，所述上层人机交互层、中层感知净化层、底层主控运动层分别设置有独立的pcb电路板，各层级之间通过排线对接中控通讯总线，各层级模块能够独立拆装、单独替换升级。

3.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，所述主控板联合激光雷达lds、前线激光传感器、侧线激光传感器以及中层的超声波模块组成多传感器融合导航建图与避障系统；

4.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，四个所述跌落灯均匀安装在设备底部驱动轮的四周，用于检测悬空台阶；主控板接收跌落灯的检测信号后，控制设备执行制动、转向的避险操作。

5.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，所述主控板设置有分时算力调度机制，将导航建图避障进程与空气净化控制进程相互隔离。

6.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，中层的风机提供空气循环动力，负离子模块用于空气除味净化，底层的uv灯用于风道内紫外线杀菌。

7.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，所述wi-fi/2.4g/5g通讯模组与主控板连接，用于实现设备与移动终端、云端服务器的通讯。

8.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，上层的数显屏幕与灯显模组接收底层主控传输的数据，实时展示空气质量、剩余电量、运行模式以及故障告警信息。

9.根据权利要求1所述的分层架构自主移动ai智能空气净化器硬件系统，其特征在于，所述回充模块包括设置于前线激光支架中的前回充模块、设置于设备正后方的后回充模块，以及设备左右两侧各设置的两个回充接触片；设备通过回充信号与回充座信号码值的扫描匹配，实现准确自动回充补电。