智能消防洒水车的设计
智能消防洒水车的设计

本设计是一整套城市智能洒水车模拟系统,它主要包括智能洒水车,自动加水系统以及监控台三大部分。
具有自动加水,指定路段洒水以及实时监控等功能。
本设计以TI公司的MSP430F247单片机为中央控制核心,采用彩色CCD摄像头UM-800C采集图像以及识别路径、路标,光电开关检测洒水车的车速,水位开关检测洒水车的载水量,红外线接收管识别红绿灯,一个直流减速电机为主要驱动力,三个水泵驱动洒水车的加水以及洒水,采用DSRC无线定位原理实时监控洒水车的行驶位置以及洒水车的状态。
本设计改变了现有洒水系统的单一模式,大大提高了洒水的灵活性和实时性,适应性强,简单、方便、经济、可靠。
关键字:智能洒水车自动加水实时监控 DSRC无线定位系统1 任务 (2)1.1基本要求 (2)1.2发挥部分 (2)2 方案设计与论证 (3)2.1任务分析 (3)2.2处理器的选择方案与比较 (3)2.3路面监测方案与比较 (3)2.4洒水路段和花池的识别方案与比较 (3)2.5数据无线传输方案与比较 (3)3 总体设计结构框图 (4)3.1洒水车的总体结构 (4)3.2加水系统的总体结构 (4)4 系统的电路设计 (5)4.1系统的电路图设计 (5)4.2硬件部分的实现 (5)4.2.1MSP430F247单片机 (5)4.2.2图像采集 (5)4.2.3电机驱动,水泵的驱动电路设计 (7)4.2.4转向舵机的驱动 (8)4.2.5洒水车测速电路 (9)4.2.6障碍物检测电路 (10)4.2.7315M无线发射接收模块 (10)4.2.8洒水车警示音的发声模块控制电路 (11)5 系统软件的设计(功能的实现) (12)5.1路面图像检测与处理 (12)5.1.1定位行驶 (12)5.1.2岔路口识别与转向控制 (13)5.1.3路标的识别与洒水控制 (13)5.1.4红绿灯的识别与控制 (14)5.2碍物的识别与控制 (14)5.3车载水量的检测 (15)5.4数据的无线发送与接收,数据的编码解码 (15)5.5监控软件与DSRC无线定位原理 (16)6 功能测试与分析 (17)6.1自动识别道路及自动加水功能测试 (17)6.2岔路口识别功能的测试 (17)6.3在洒水路段洒水功能的测试 (17)6.4红路灯检测功能的测试 (17)6.5障碍物检测功能的测试 (18)6.6无线监控功能的测试 (18)7 结束语 (18)附录 (19)附录1:电路图 (19)附录2:实物图 (20)智能消防洒水车的设计1 任务设计并制作城市智能洒水车,洒水车从车库出发,行驶到加水站处停车,加水装置自动给洒水车加满水,然后洒水车自动沿模拟的城市道路行驶,行驶过程中洒水车自动识别岔路口选择正确路线,自动识别指定的路段并喷洒路面,自动识别路边的花池并浇水,途中遇到障碍物时自动停车。
智慧喷淋控制系统设计方案

智慧喷淋控制系统设计方案智慧喷淋控制系统是一种通过感知环境状态、分析数据并自动调节喷淋设备工作参数的系统。
该系统在农业灌溉、工业喷淋等领域具有广泛应用前景。
本文将针对智慧喷淋控制系统的设计方案进行详细介绍。
一、系统结构智慧喷淋控制系统的总体结构包括感知层、数据传输层、数据处理层和执行层四个层次。
1. 感知层:将周围环境的信息转化为电信号,包括温度、湿度、降雨量、土壤湿度等感知设备。
2. 数据传输层:负责将感知层采集到的环境信息传输到数据处理层,可以采用有线或无线通信技术。
3. 数据处理层:对传输过来的环境信息进行分析和处理,判断当前环境状态,根据预设的喷淋策略生成控制命令。
4. 执行层:根据数据处理层生成的控制命令,对喷淋设备进行自动调节,实现智能化控制。
二、关键技术和算法设计智慧喷淋控制系统需要运用到一些关键技术和算法:1. 传感器技术:选择适合的传感器来感知环境信息,如温度传感器、湿度传感器、降雨传感器和土壤湿度传感器等。
2. 通信技术:选择合适的通信技术来传输环境信息,如物联网、无线传输、有线传输等。
3. 控制算法:根据环境信息和预设的喷淋策略,设计合理的控制算法来实现喷淋设备的自动调节。
4. 数据处理技术:对传输的数据进行处理和分析,提取有用信息,并生成控制命令。
三、系统功能和特点1. 自动调节:根据环境信息和预设的喷淋策略,实现对喷淋设备的自动调节,提高工作效率和水资源利用率。
2. 智能化控制:通过分析数据和应用控制算法,实现对喷淋设备的智能化控制,能够适应不同环境条件下的喷淋需求。
3. 节能环保:通过智能控制,减少农业和工业领域的水资源浪费,实现节能和环保目标。
4. 数据监测和预警:通过感知环境信息和数据分析,及时监测设备运行状态和环境变化,发出预警信号,提高设备的可靠性和稳定性。
四、系统实施方案实施智慧喷淋控制系统的方案如下:1. 硬件选型:根据实际需求选择合适的传感器、通信设备和喷淋设备。
智慧工程喷淋系统设计建设方案

喷淋系统设计应因地制宜, 结合项目特点进行
喷淋系统的建设应注重施工 质量和后期维护
推广智慧工程喷淋系统的应用
优化系统设计,提高建设质量
加强维护保养,确保系统稳定 运行
探索新的应用领域,推动喷淋 系统的发展
汇报人:
竞争状况:目前,智慧工程喷淋系统市场竞争较为激烈,但具有技术优势和品牌影响力的企业 仍有较大的发展空间。
发展趋势:未来,智慧工程喷淋系统将更加智能化、高效化、节能化,并广泛应用于建筑、交 通、农业等领域。
风险控制:在市场竞争中,企业需要不断提高产品质量和服务水平,加强技术创新和品牌建设, 以降低市场风险。
工业领域:在工业领域中,智慧工程喷淋系统可以用于工厂的屋顶、室外设备等,为工厂 提供高效、环保的降温和消防措施,同时也可以用于生产线的清洗和冷却。
农业领域:农业领域中,智慧工程喷淋系统可以用于温室、养殖场等场所,为这些场所 提供高效、环保的降温和消防措施,同时也可以用于农田的灌溉和降温。
市场需求:随着人们对环境保护和资源利用的关注度不断提高,智慧工程喷淋系统的市场需求 也不断增加。
农业领域:温室、养殖场 等
定义:智慧工程喷淋系统是一种集成了智能化、自动化、高效化等特性 的喷淋系统,主要应用于工程建设中的消防领域。
特点:智慧工程喷淋系统具有智能化、自动化、高效化、节能环保等特 点,能够提高喷淋灭火效率,降低火灾损失,实现节能环保的目标。
架构图及功能介绍 硬件选型及配置要求 软件功能模块及实现方法 系统安全性及可靠性设计
间接成本:管理、培训、运营 等费用
投资回报:通过智慧工程喷淋 系统节约的成本和提升的效率 计算回报
风险评估:评估建设过程中可 能遇到的风险及应对措施
城市建筑:智慧工程喷淋系统在城市建筑中有着广泛的应用前景,可以用于建筑物的室内 和室外空间,为建筑提供高效、环保的降温和消防措施。
喷洒型自动射流灭火系统的参数设计

喷洒型自动射流灭火系统的参数设计喷洒型自动射流灭火系统是一种常见的灭火设备,广泛应用于各种场所,如办公楼、商场、酒店等。
其主要作用是通过自动喷洒射流,迅速扑灭火灾,并减小火灾带来的损失。
然而,为了确保喷洒型自动射流灭火系统的有效性和可靠性,参数设计是至关重要的。
1. 喷洒型自动射流灭火系统的参数选取依据设计喷洒型自动射流灭火系统的参数时,需要考虑以下几个方面: - 灭火介质的选择:常见的灭火介质包括水、干粉等。
不同的场所和火灾状况需要选择不同的灭火介质。
- 喷洒间距:喷洒间距决定了整个喷洒系统的覆盖范围。
需要考虑场所的大小和形状来确定喷洒间距。
- 喷洒压力:喷洒压力直接影响喷射射流的力量和喷射范围。
根据火灾情况和喷洒间距等因素,合理选择喷洒压力。
- 喷嘴类型和数量:不同类型的喷嘴有着不同的喷射效果和范围,根据场所和设计要求合理选择喷嘴的类型和数量。
2. 喷洒型自动射流灭火系统的参数设计基于深度和广度标准,以下是喷洒型自动射流灭火系统参数设计的一些建议:1. 灭火介质:根据场所和火灾情况选择合适的灭火介质,如干粉、CO2等。
干粉适用于各类火灾,而CO2适用于电气设备等无水灭火场所。
2. 喷洒间距:根据场所的大小和形状合理设计喷洒间距。
一般情况下,间距应保持在4-5米左右,以保证喷射射流的覆盖范围。
3. 喷洒压力:根据火灾情况和喷洒间距等因素,选择合适的喷洒压力。
一般情况下,喷洒压力应保持在0.6-1.2MPa之间,以保证喷射射流的力量和喷射范围。
4. 喷嘴类型和数量:根据场所和设计要求选择合适喷嘴的类型和数量。
常见的喷嘴类型包括喷雾喷嘴和射流喷嘴,根据需要进行选择。
3. 总结与回顾通过对喷洒型自动射流灭火系统参数设计的探讨,我们可以得出结论: - 喷洒型自动射流灭火系统的参数设计是确保其有效性和可靠性的关键。
- 灭火介质、喷洒间距、喷洒压力和喷嘴类型和数量是设计中需要考虑的主要因素。
- 在设计中,需要根据不同场所、火灾情况和设计要求,从简到繁、由浅入深地进行参数选择。
消防工程施工方案中的施工现场自动喷水灭火系统设计

消防工程施工方案中的施工现场自动喷水灭火系统设计消防工程施工方案中,施工现场的自动喷水灭火系统设计起着至关重要的作用。
它是保障施工现场安全的关键设备之一。
本文将就施工现场自动喷水灭火系统的设计原则、构成和关键要素等方面进行探讨。
一、设计原则1. 安全性原则:自动喷水灭火系统设计应符合国家相关消防法规和标准要求,确保施工现场达到最佳的防火防爆安全状态。
在选择材料和设备时,要考虑其抗腐蚀性、防尘性、耐高温性等指标,以满足现场的实际需求。
2. 经济性原则:自动喷水灭火系统设计应既保证施工现场的消防安全,又要兼顾施工成本和运行费用。
在设计中,需要合理选择设备和管道布置,降低工程造价;同时,在灭火剂的选用上,要尽量选择经济实用的方案。
3. 可靠性原则:自动喷水灭火系统设计应具备可靠性,保证系统在各种极端工况下都能正常工作。
在设计中,需要考虑到消防设备的质量、运行环境、设备配备及人员培训等要素,并合理设计备用方案,确保系统的连续性和稳定性。
二、系统构成施工现场的自动喷水灭火系统主要由以下几部分构成:1. 水源系统:包括水源供应设备、水池、水泵等。
水源供应设备可以选择城市自来水或井水等,需要计算消防水流量和耐火度,确保水源能满足喷水灭火系统的需求。
2. 喷水装置:包括喷头、管道及控制阀等。
喷头的选用要考虑到灭火喷射距离、喷射角度和喷射强度等因素,确保喷水覆盖面积和水雾浓度达到消防要求。
3. 控制系统:包括自动控制面板、手动控制装置等。
自动控制面板具备监测、报警和控制等功能,能够实时反馈施工现场的火灾状态并进行控制;手动控制装置用于人工干预灭火系统,必要时可以手动启停。
4. 能源系统:包括电源设备、备用电源、电缆等。
能源系统是保障自动喷水灭火系统正常工作的关键,需要确保电力供应的可靠性和稳定性,以免出现外力干扰导致系统无法启动或停止的情况。
三、关键要素1. 消防布点:在施工现场的关键位置进行合理的消防布点设计,确保系统的灭火覆盖面积和效果。
智能灭火小车的设计与实现

智能灭火小车的设计与实现一、智能灭火小车的设计需求与目标智能灭火小车的设计旨在能够自主感知火灾环境、准确识别火源位置,并迅速采取有效的灭火措施。
其主要需求包括:具备可靠的火源探测能力、灵活的移动性能、精准的定位系统以及高效的灭火装置。
设计目标是在火灾发生的初期,能够快速响应,自主导航至火源位置,进行灭火操作,最大程度地控制火势蔓延。
二、硬件系统设计(一)车体结构智能灭火小车的车体采用坚固且轻巧的材料制作,以保证在复杂环境中的稳定性和灵活性。
车轮采用防滑、耐磨的材质,并具备良好的悬挂系统,适应不同的地形。
(二)驱动系统选择高性能的电机作为驱动装置,通过精确的电机控制算法,实现小车的前进、后退、转弯等动作,确保小车能够在火灾现场灵活移动。
(三)火源探测系统采用多种传感器组合来探测火源,如温度传感器、烟雾传感器和红外传感器等。
这些传感器能够实时感知环境中的温度变化、烟雾浓度和红外辐射,从而准确判断火源的位置和范围。
(四)定位系统利用 GPS 定位模块和惯性导航系统,实现小车在室内外环境中的精准定位,为导航和灭火操作提供准确的位置信息。
(五)灭火装置搭载适合的灭火设备,如干粉灭火器或二氧化碳灭火器。
灭火装置的控制通过电磁阀和喷头实现,能够根据火源的情况调整灭火剂量和喷射方向。
三、软件系统设计(一)数据采集与处理通过传感器采集到的环境数据,经过滤波、放大和模数转换等处理,得到准确、可靠的信息。
(二)火源识别算法运用先进的图像处理和模式识别技术,对采集到的温度、烟雾和红外图像进行分析,识别出火源的特征和位置。
(三)路径规划与导航算法根据火源位置和环境信息,规划出最优的行驶路径。
导航算法结合定位系统的数据,实时调整小车的行驶方向和速度,确保小车能够准确、快速地到达火源位置。
(四)灭火控制算法根据火源的大小、类型和距离等因素,计算出合适的灭火剂量和喷射时间,控制灭火装置进行有效的灭火操作。
四、系统集成与测试在完成硬件和软件的设计后,进行系统集成和测试。
智慧工程喷淋系统设计方案

智慧工程喷淋系统设计方案智慧工程喷淋系统设计方案一、方案概述智慧工程喷淋系统是一种利用现代化技术手段,结合传感器、智能控制器和喷淋设备等设备,实现智能化管理和控制的系统。
该系统能够依据实时数据和设定的条件,准确地控制喷淋设备的喷射范围、喷淋时间和喷淋强度,从而达到提高生产效率、降低环境污染和节约资源的目的。
二、系统设计方案1. 传感器选择:选择适合喷淋需求的传感器,如温湿度传感器、雾度传感器和二氧化碳传感器等,以实时监测工程环境的状态。
2. 数据采集与处理:采集传感器获取的数据,并通过通信模块传输给智能控制器,由智能控制器进行数据处理和分析,并根据设定的条件制定相应的喷淋策略。
3. 智能控制器设计:智能控制器采用先进的控制算法,结合实时数据和设定的条件,准确判断是否需要进行喷淋,并能够精确控制喷淋设备的喷射范围、喷淋时间和喷淋强度。
4. 喷淋设备选择:根据实际需求选择适合的喷淋设备,如喷淋头和喷淋管道等。
喷淋设备应具备稳定的喷射性能和耐用的材质,以保证系统长期稳定运行。
5. 动力系统设计:为喷淋设备提供稳定的动力供应,可选择电动或气动系统。
电动系统具有功率稳定、噪音低等优点;气动系统具有自控性好、适应性强等特点,根据实际需求选择适合的动力系统。
6. 控制策略设计:根据实际需求制定合理的控制策略,包括喷淋的时间、频率和强度等。
喷淋时间应根据环境状况和工程需要进行合理设定,喷淋频率和强度也应根据实际需求进行调整,以保证系统的高效运行。
7. 监测与调试:安装系统后,进行系统的监测和调试,根据实际情况进行必要的参数调整,确保系统运行的稳定和可靠。
三、系统优势1. 精确控制:智能控制器根据实时数据和设定条件,精确判断喷淋需求,准确控制喷淋设备的喷射范围、喷淋时间和喷淋强度。
2. 高效节能:通过智能控制,喷淋系统能够实时响应环境状况,减少无效喷淋,节省水资源和能源消耗。
3. 环境友好:喷淋系统能够根据不同工程的需求进行参数调整,减少雾化液的使用量和喷淋强度,降低对环境的影响。
智慧工地自动喷淋系统设计方案

智慧工地自动喷淋系统设计方案智慧工地自动喷淋系统主要是为了满足工地施工过程中各种项目的水扬尘处理需求,提高施工现场的环境质量和工作效率。
下面是一个智慧工地自动喷淋系统的设计方案:1. 系统结构设计:- 喷淋设备:选择高效喷嘴和泵浦,确保喷淋效果良好且节水。
- 水源系统:连接工地的水源,通过水源管道供给喷淋系统所需的水。
- 控制系统:采用计算机控制或智能传感器控制系统,根据环境参数和施工情况自动调节喷淋设备的喷水量和喷水时间。
- 监测系统:安装空气质量监测器,实时监测施工现场的空气质量,并根据监测结果调节喷淋系统的工作状态。
- 供电系统:为喷淋设备和控制系统提供稳定的电力供应,可选择使用太阳能或UPS电源为系统提供电力。
2. 工作原理:- 根据施工现场的环境参数,例如温度、湿度、风速等,监测系统实时监测空气质量,并根据设置的阈值判断是否需要启动喷淋系统。
- 控制系统收到监测系统的信号后,自动调节喷淋设备的喷水量和喷水时间,根据实时情况调整喷淋系统的工作状态。
- 喷淋设备通过喷嘴均匀喷洒水雾,将空气中的扬尘颗粒湿润并沉降,以净化施工现场的空气质量。
3. 系统优势:- 自动化控制:智能传感器和控制系统的使用,能够实时监测环境参数并自动调节喷淋设备的工作状态,不需要人工操作。
- 高效节水:采用高效喷嘴和泵浦,保证喷淋效果良好的同时,最大限度地节约水资源的使用。
- 环境保护:通过净化空气质量,减少施工现场的扬尘颗粒排放,保护环境和施工现场的工人健康。
- 灵活可调节:根据不同的施工情况和环境要求,可以灵活调整喷淋系统的工作参数,满足不同的喷淋需求。
4. 施工现场应用:- 建筑工地:在建筑施工现场,可根据不同工序和施工区域的需要,进行有针对性的喷淋处理,提高施工效率和环境质量。
- 道路施工:在道路施工中,可以根据施工区域的扬尘情况,选择性地启动喷淋系统,减少对周围居民和交通的影响。
- 矿山工地:在矿山开采过程中,可以根据矿石破碎、运输等环节产生的扬尘情况,定期或实时启动喷淋系统进行处理。
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本设计是一整套城市智能洒水车模拟系统,它主要包括智能洒水车,自动加水系统以及监控台三大部分。
具有自动加水,指定路段洒水以及实时监控等功能。
本设计以TI公司的MSP430F247单片机为中央控制核心,采用彩色CCD摄像头UM-800C采集图像以及识别路径、路标,光电开关检测洒水车的车速,水位开关检测洒水车的载水量,红外线接收管识别红绿灯,一个直流减速电机为主要驱动力,三个水泵驱动洒水车的加水以及洒水,采用DSRC无线定位原理实时监控洒水车的行驶位置以及洒水车的状态。
本设计改变了现有洒水系统的单一模式,大大提高了洒水的灵活性和实时性,适应性强,简单、方便、经济、可靠。
关键字:智能洒水车自动加水实时监控 DSRC无线定位系统1 任务 (2)1.1基本要求 (2)1.2发挥部分 (2)2 方案设计与论证 (3)2.1任务分析 (3)2.2处理器的选择方案与比较 (3)2.3路面监测方案与比较 (3)2.4洒水路段和花池的识别方案与比较 (3)2.5数据无线传输方案与比较 (3)3 总体设计结构框图 (4)3.1洒水车的总体结构 (4)3.2加水系统的总体结构 (4)4 系统的电路设计 (5)4.1系统的电路图设计 (5)4.2硬件部分的实现 (5)4.2.1MSP430F247单片机 (5)4.2.2图像采集 (5)4.2.3电机驱动,水泵的驱动电路设计 (7)4.2.4转向舵机的驱动 (8)4.2.5洒水车测速电路 (9)4.2.6障碍物检测电路 (10)4.2.7315M无线发射接收模块 (10)4.2.8洒水车警示音的发声模块控制电路 (11)5 系统软件的设计(功能的实现) (12)5.1路面图像检测与处理 (12)5.1.1定位行驶 (12)5.1.2岔路口识别与转向控制 (13)5.1.3路标的识别与洒水控制 (13)5.1.4红绿灯的识别与控制 (14)5.2碍物的识别与控制 (14)5.3车载水量的检测 (15)5.4数据的无线发送与接收,数据的编码解码 (15)5.5监控软件与DSRC无线定位原理 (16)6 功能测试与分析 (17)6.1自动识别道路及自动加水功能测试 (17)6.2岔路口识别功能的测试 (17)6.3在洒水路段洒水功能的测试 (17)6.4红路灯检测功能的测试 (17)6.5障碍物检测功能的测试 (18)6.6无线监控功能的测试 (18)7 结束语 (18)附录 (19)附录1:电路图 (19)附录2:实物图 (20)智能消防洒水车的设计1 任务设计并制作城市智能洒水车,洒水车从车库出发,行驶到加水站处停车,加水装置自动给洒水车加满水,然后洒水车自动沿模拟的城市道路行驶,行驶过程中洒水车自动识别岔路口选择正确路线,自动识别指定的路段并喷洒路面,自动识别路边的花池并浇水,途中遇到障碍物时自动停车。
洒水车完成任务后回到车库停车。
整个过程洒水车自动完成,不需人为控制。
下面是一张模拟的城市道路地图,具体参数如图1所示:任务具体要求如下:1.1基本要求1 发动洒水车,洒水车从车库A处出发,行驶到加水处B,停车。
2 加水处的加水装置自动感应洒水车并给洒水车加满水,水不能溢出。
3 洒水车按地图中箭头标识的路线行驶,在岔路口C、D、H、J处自动识别正确路线。
可以设置洒水路段,洒水车行驶途中识别洒水路段并喷洒路面。
4 洒水车工作完成后,自动进入车库。
等待下次工作。
1.2发挥部分1 识别沿途的花池1,花池2并浇水。
2 行驶过程遵守交通规则,在岔路口D、J红绿灯处遇到红灯时停车等待。
途中遇到车辆、行人等障碍物时停车,障碍消除后继续行驶。
3 制作监控中心,实时监控洒水车的行驶速度,车载水量,工作状态等。
4 其它2 方案设计与论证2.1任务分析有任务要求可知:洒水车要解决的问题有道路识别、岔路口的识别、花池的识别的。
自动加水,喷洒路面,喷灌花池,车载水量检测,障碍物检测,红绿灯检测,洒水车状态的监控等。
针对这些问题我们制定了以下的方案,并作较优方案的选择。
2.2处理器的选择方案与比较本系统所要实现的功能较多,最好采用可编程的器件才能易于实现。
方案一:采用目前流行的可编程器件EDA技术实现本系统的功能。
方案二:采用DSP处理器,DSP(digital signal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。
其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒钟数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
方案三:采用MSP430F247单片机实现,用程序流程来实现洒水车的各个功能。
方案比较:虽然利用DSP比较容易实现各种传感器信号的采集和处理,但为了体现本次TI杯电子设计竞赛的精神,我们采用方案三,选择TI公司出品的MSP430系列16位超低功耗单片机MSP430F247,处理速度较快,并且成本低廉。
采用msp430F247单片机作为控制器能够满足设计要求。
并采用我们较为熟悉的C语言对程序进行编写。
2.3路面监测方案与比较方案一:在模拟的城市道路上铺设引导线,采用光电传感器构成“线型检测阵列”,来寻引导线。
这种方案简单可靠,且经济。
方案二:采用黑白摄像头作为寻线传感器,图像采集信息量大。
方案比较:虽然采用光电传感器构成“线型检测阵列”的方案简单易行,但是单个线型检测阵列所能确定的引导线信息较少,在遭遇弯路与交叉路时,很难做到准确寻线。
于是我们选择摄像头作为寻线传感器。
一方面摄像头所能探测的赛道信息远多于“线型检测阵列”所能探测的的信息,便于对控制算法进行优化;另一方面摄像头对其成像范围的调整十分灵活,可以提供足够远的预判距离识别道路,并能识别交叉路。
2.4洒水路段和花池的识别方案与比较方案一:在洒水路段的边沿以及花池的边沿做黑色字母标记,如:A、B、C、D等。
当摄像头采集到所做的标记信息的时候,洒水车自动洒水或者自动给花池浇水,摄像头每20ms 发送一帧信号,所以其稳定性较好。
方案二:在洒水路段的边沿以及花池的边沿做红外线装置,当洒水车检测到红外时,洒水车自动洒水或者自动给花池浇水,但红外线易受光线、热源的影响,所以其稳定性一般方案三:在洒水路段的边沿以及花池的边沿放一块磁钢,在洒水车上安装霍尔传感器,当洒水车检测到磁钢的时候,洒水车自动洒水或者自动给花池浇水。
由于洒水车受光线亮度的影响,小车行驶的路线有微小的变动,所以其稳定性差。
方案比较:根据任务要求,洒水路段可以设置,洒水车应该能够识别每个路段和每个花池,因此选择方案一比较合适。
2.5数据无线传输方案与比较方案一:采用FSK方式调制载波传输,发射电路采用变容二极管直接调频的西勒电路,可以获得叫大的频偏。
接收电路采用低噪声高频晶体管2SC763的共射极谐振放大电路,解调器采用摩托罗拉的单片继承窄带FM解调芯片MC361构成解调电路。
这种传输方式传输距离比较远。
缺点是抗干扰能力不是很高。
方案二:采用红外无线传输,采用红外发射管发射和红外接收管接收,优点是误码率低,传输可靠,抗干扰能力高,由于红外无线传输为直线传输,具有信息的保密性,试用与进距离无障碍的无线数据传输。
方案三:采用声表滤波器315MHZ高频无线传输,这种滤波器体积小,重量轻,中心频率可做的很高,相对带宽较宽,具有理想矩形系数的选频特性。
采用ICRF002美国Micrel 公司推出的单片集成电路,可完成接收及解调。
方案比较:选用方案三,通过软件的编码解码,实现数据的无线传输。
3 总体设计结构框图 3.1洒水车的总体结构洒水车的总体结构如图3.1图3.1 洒水车系统的总体结构3.2加水系统的总体结构图3.2 加水系统的总体结构4 系统的电路设计4.1系统的电路图设计系统总图见附件1。
4.2硬件部分的实现4.2.1 MSP430F247单片机MSP430系列单片机的迅速发展和应用范围的不断扩大,主要取决于以下的特点:强大的处理能力 MSP430F247单片机是一个16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7 种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下指令周期为125ns。
这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
MSP430单片机引脚图如图4.1所示图4.1 MSP430F247单片机最小系统电路图4.2.2图像采集图4.2 CCD图象传感器LM1881视频同步信号分离芯片可从摄像头信号中提取信号的同步时序信息,如行同步脉冲,场同步脉冲,奇、偶场信息等。
LM1881的连线图如图4.3图4.3 LM1881 信号连接原理图引脚2为视频信号输入端,摄像头信号即由此输入LM1881。
引脚1为行同步信号输出端,它输出的信号波形只是输入的摄像头信号在黑屏电位之下的波形的简单复制(对比图中b和a)。
引脚3为场同步信号输出端,当摄像头信号的场同步脉冲到来时,该端将变为低电平,一般维持230us,然后重新变回高电平(如图中的c)。
引脚7为奇-偶场同步信号输出端,当摄像头信号处于奇场时,该端为高电平,当处于偶场时,为低电平。
奇-偶场的交替处与场同步信号的下降沿同步,也就是和场同步脉冲后的上升沿同步(如图4.4中的d)。
事实上,我们不仅可以用场同步信号作为换场的标志,也可以用奇-偶场间的交替作为换场的标志。
图4.4 LM1881信号时序图摄像头采集图像的电路图如图4.5注:其中t为正脉冲宽度(ms);θ为转动角度;当左转时取加法计算,右转时取减法计算结果。
图4.8 舵机驱动PWM波形光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线,以实现被检测物体不在相近区域的检测。
通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。
其实物图如图4.11所示图4.114.2.6 障碍物检测电路反射型红外传感器是也称为光电开关(如图4.12),是一种集发射器和接收器于一体的传感器,多用于检测障碍物。
其原理是由传感器辐发射出来的调制红外光束被物体反射回来,当被检测物体的表面光亮或其反光率比较高时,反射式的红外传感器反应是非常灵敏和可靠的。
这种传感器体积小,易安装,且输出信号易于采集和处理。
如图4.14:图4.14 315M发射模块的电路图接收模块为超再生接收板。
超再生式接收机具有电路简单、性能适中、成本低廉。
超再生接收模块的电路图如图4.15所示:图4.15 超再生接收模块的电路接收模块采用SMD贴片工艺制造生产,为超再生接收方式,它内含放大整形及解码电路,使用极为方便。