智能灭火机器人的设计与实现
第１８卷第３期电子设计工程２０１０年３月Ｖ０１．１８Ｎｏ．３ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｒ．２０１０
智能灭火机器人的设计与实现
李小燕，陈帝伊，马孝义
（西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气系，陕西杨凌７１２１００）
摘要：根据国际灭火机器人的比赛规则，给出灭火机器人的软硬件设计。该系统硬件设计是以嵌入式ＡＲＭ９６６Ｅ．Ｓ为核心，科学布置６个红外测距传感器，实现远红外火焰传感器组．能够快速精确检测环境。并采用双电源供电，直流电机驱动。而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。实验证明．该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。机器人搜寻４个房间并完成灭火用时８Ｓ左右．达到国际先进水平。
关键词：机器人；嵌入式系统；传感器；灭火机器人
中图分类号：ＴＰ３１ｌ文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－６２３６（２０１０）０３—００５ｌ—０４
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Ｙａｎｓｔｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
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Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ：ｒｏｂｏｔ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｎｓｏｒ；ｆｉｒｅ－ｆｉｇｈｔｉｎｇｒｏｂｏｔ
近年来。随着科技的迅速发展．智能机器人的研究在实
际应用中具有很大发展空间。机器人技术涉及人工智能、计
算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息技术等领域，是
一门综合性很强的学科。代表一个国家的高科技发展水平【－１。
智能机器人是各国科学研究的重要方向删。机器人灭火比赛
是近几年国内外广泛开展的一项机器人竞赛。本文针对基于
嵌入式ＡＲＭ９内核的智能灭火机器人系统进行优化设计。
１系统硬件设计
机器人灭火比赛的目的是在图ｌ（尺寸单位：ｒａｍ）所示的
平面结构房子模型里。将蜡烛代替的火源随机地放于其中一
间．要求机器人快速无碰撞找到火源并将其熄灭。
为满足比赛的功能要求，本设计的灭火机器人硬件结构
由控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、灭火装置以及
声音模块等组成．其总体结构如图２所示。
１．１嵌入式系统
由于该系统设计所用传感器较多，传感器系统在整个灭火过程中不断采集环境信息，故要求控制器的核心必须对实收稿日期：２００９＿０７—２４稿件编号：２００９０ｒ７０８３
基金项目：国家“８６３”计划（２００６ＡＡｌ００２０９）
图１比赛场地平面图
时任务具有很强的支持能力。因此。选用以嵌入式ＣＰＵＡＲＭ９６６Ｅ—Ｓ为核心的ＳＴＲ９１ｌＦＡＭ４４控制器．该器件具有３２位高端ＡＲＭ９处理器。实时处理信息的能力强，处理速度为１．１ＭＩＰＳ／ＭＨｚ，达到２倍以上ＡＲＭ７处理器的处理能力嘲。为
作者简介：李小燕（１９８５一），女，四川成都人。研究方向：智能机器人。
一５ｌ一万方数据