基于单片机的智能灭火小车设计

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智能灭火小车的设计与实现

智能灭火小车的设计与实现

随着社会经济和科学技术的快速发展,化工行业危险化学品和放射性物质泄漏、燃烧及爆炸等事故的隐患逐渐增加,一旦发生火灾,往往会带来巨大的人员伤亡和财产损失,因此开发一款智能设备用于实时监测火灾隐患并代替人工进行灭火,具有重要的现实意义[1]。

1总体方案设计笔者设计了一个智能灭火小车,其总体方案设计如图1所示。

发生火情后,火源检测模块发送信号给单片机,单片机判断后驱动电机前往火源处,途中遇到障碍物后会及时躲避,到达火源后驱动风扇进行灭火。

图1智能灭火小车总体方案设计2系统硬件部分2.1电源电路电源电路(图2)设计选用7805芯片。

7805智能灭火小车的设计与实现张博1,2邓治岗3巨永锋1吕建新2(1.长安大学电子与控制工程学院;2.西安思源学院工学院;3.西安航天动力试验技术研究所)摘要设计了一个以单片机为核心的智能灭火小车,利用红外接收二极管实现对火源的检测,利用红外传感器实现避障。

给出了智能灭火小车系统的软硬件部分和具体的调试过程。

实验结果表明,该小车通过检测火源,将采集到的数据传给单片机,驱动小车寻找火源并进行相应的避障,最后完成了灭火工作并返回。

关键词灭火小车单片机红外接收二极管红外传感器避障中图分类号TH862文献标识码A文章编号1000⁃3932(2020)04⁃0341⁃05作者简介:张博(1994⁃),硕士研究生,从事嵌入式系统的研究。

通讯作者:巨永锋(1962⁃),教授,从事自动控制、智能测控技术的研究,************.cn。

图2电源电路芯片有3个引脚,分别为终端输入端、输出端和地面接地端[2]。

通常情况下,该芯片可提供的最大电流为1.5A,输入电压可以为9、12、15V,输出电压为5V,且误差不超过±0.2V[3]。

综合考虑后, 7805芯片采用电池供电,选择9V的输入电压。

2.2电机驱动电路电机驱动电路(图3)采用L298电机驱动芯片。

电机调速采用PWM调速原理,电机的速度与占空比成正比关系[4],利用该比例关系可以控制电机的转速从而达到灭火的目的。

基于C52单片机的智能灭火小车设计与实现

基于C52单片机的智能灭火小车设计与实现

总740期第六期2021年2月河南科技Henan Science and Technology基于C52单片机的智能灭火小车设计与实现姜英豪耿祺龙杨金山毛乐乐杨丹(衡水学院数学与计算机学院,河北衡水053000)摘要:针对突发火灾问题,本文设计了一款基于单片机的智能灭火小车。

小车软硬件均采用了模块化设计,系统以STC89C52单片机作为主控模块,应用循迹传感器、避障传感器、超声波传感器和火焰传感器等作为感知层,实现了小车的自动循迹行驶、自动避障、检测火焰、自动灭火和报警等功能。

经调试,系统运行良好,具有良好的应用前景。

关键词:单片机;循迹行驶;自动避障;自动灭火中图分类号:F224-39;TP249;TP212.9文献标识码:A文章编号:1003-5168(2021)06-0010-04 Design and Implementation of Intelligent Fire Car Basedon C52Single-chip MicrocomputerJIANG Yinghao GENG Qilong YANG Jinshan MAO Lele YANG Dan(School of Mathematics and Computer,Hengshui University,Hengshui Hebei053000)Abstract:Aiming at the sudden fire problem,in this paper,an intelligent fire car is designed based on single-chip mi⁃crocomputer.Both software and hardware of the car adopt a modular design,the system takgs STC89C52single-chip microcomputer as the main control,and uses tracking sensors,obstacle avoidance sensors,ultrasonic sensors and flame sensors as the sensing layer to realize the functions of the car,such as automatic tracking,automatic obstacle avoidance,flame detection,automatic fire extinguishing and alarm.After debugging,the system is running well and has good application prospects.Keywords:single-chip microcomputer;travel along tracks;automatic obstacle avoidance;automatic fire extinguishing在各种灾害中,火灾是最危险、最常发、最难以解决的,火灾问题已是当今社会最关心、急需解决的问题。

基于AT89C52单片机的智能寻迹灭火小车的设计

基于AT89C52单片机的智能寻迹灭火小车的设计

版本:doc附源程序代码毕业论文基于AT89C52单片机的智能寻迹灭火小车的设计I摘要随着社会的发展、科技的进步,工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代,智能化已经成为时代发展的需要。

当工作现场环境恶劣时,人工不能完成的任务如物料运输和灭火等,可采用智能寻迹小车完成相应的任务。

基于工作现场和日常生活的实际需要,研究和开发智能小车寻迹系统具有十分重要的意义。

本文首先简单描述系统硬件工作原理,并附以系统结构框图加以说明,着重介绍了本次毕业设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次,详细阐述了程序和流程和实现过程。

本设计数字集成电路技术为基础和单片机技术为核心。

本文编写的主导思想是软硬件相结合,以硬件为基础,来进行各功能模块的编写。

关键词AT89C52单片机;小车;温度IAbstractAlong with the progress of social development, science and technology, production and management of industry got into automation, information-based turns ages with intelligence, intelligence's turning has already become the demand that the ages develops.When working the spot environment is bad, the artificial can not complete of task such as material conveyance with extinguish fire etc., can adopt intelligence to look for the vestige small car to complete a homologous task.According to the effective demand of the work the spot and the daily life, research and the development intelligence small car look for vestige system to have very important meaning.This text in brief describes the system hardware work principle first, and attach to take into to explain by the system structure frame diagram, emphasized to introduce each hardware applied of this graduation design to connect the function and work process that a people's technique and each one connect a people mold piece, elaborated procedure and process and carry out process in detail secondly.This design number integrated circuit technique is foundation and single slice of machine technique is cores.The predominant thought that this text writes is a soft hardware to combine together and take hardware as foundation, carry on writing of each function mold piece.Keyword:The AT89 C52 single slice of machine;Small car;TemperatureII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1智能寻迹灭火小车控制系统的设计背景和意义 (1)1.2智能寻迹灭火小车控制系统的目标 (1)第2章智能寻迹灭火小车控制系统介绍 (2)2.1智能寻迹灭火小车系统功能概述 (2)2.2系统工作原理 (2)2.3本章小结 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1硬件设计框图 (4)3.2硬件设计及主控芯片介绍 (5)3.2.1AT89C52主控芯片介绍 (5)3.2.2寻迹系统方案设计 (7)3.2.3电机驱动系统方案设计 (11)3.2.4电源系统方案设计 (11)3.2.5显示系统方案设计 (12)3.2.6温度系统方案设计 (13)3.2.7车体方案设计 (14)3.2.8水泵风扇方案设计 (14)3.3本章小结 (15)第4章系统软件设计 (16)4.1软件设计思路 (16)4.2系统程序流程图 (16)4.2.1寻迹模块程序流程图 (16)4.2.2驱动电机模块程序流程图 (17)4.2.3显示模块程序流程图 (18)4.2.4温度模块程序流程图 (19)4.2.5水泵风扇模块程序流程图 (20)4.3各功能模块软件程序设计 (21)4.3.1寻迹模块主程序 (21)4.3.2驱动电机模块主程序 (23)4.3.3显示模块主程序 (24)4.3.4温度模块主程序 (25)III4.3.5水泵风扇模块主程序 (27)4.3.6延时子程序 (28)4.4本章小结 (28)第5章系统调试 (29)5.1硬件调试 (29)5.1.1RPR220信号产生的调试 (29)5.1.2温度模块的时序调试 (30)5.2调试软件WAVE介绍 (30)5.2.1主界面 (30)5.2.2菜单介绍 (31)5.3软件程序调试 (31)5.3.1调试的主要方法和技巧 (31)5.3.2利用WAVE调试本系统 (32)5.4综合调试 (33)5.5本章小结 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录1 (38)附录2 (42)附录3 (48)附录4 (49)IV第1章绪论1.1智能寻迹灭火小车控制系统的设计背景和意义火灾在现实生活中是非常普遍的,它被称为三大自然灾害之一。

基于单片机的智能消防灭火车模型的原理及设计

基于单片机的智能消防灭火车模型的原理及设计

为了增强驱动能力 , 我们用 三极管 8 5 5 0做驱动电路 以加大
驱 动 电流 .
4 程序 算 法 实 现
2 . 8 通讯模块 采用 R F I D 2 4 L 0 1 通 信 模块 实 现俩 车通 信 ,尺 寸 : 3 4 * 1 7 * l m m, 开阔地最远距离 8 0 米工作频率 2 . 4 G H Z .
找 下一 个 火 源 .
置时, 原地 1 8 0 。转 向, 启动风扇 , 将蜡烛 火焰灭掉 , 然 后 退
块检测. 使小气车在行驶过程中 , 按照规定的路线行驶.
Ⅳ 电 机模 块 :本 系 统为 智 能 消 防 车 ,对 于 电动 车 来
2 4一
回到原来轨 道上来 , 继续顺着轨道前进 , 在前进 的过程 中寻
性能稳 定. 为 了工 作 稳 定 , 采用三个 T C R T 5 0 0 0检 测 独 立 模
在场地上没有放置蜡烛时 , 模型车从启动 区启动 , 就会 沿着设定 的轨道前进 , 在没有遇到火源 的时候 , 它会一直沿 着轨道行驶 , 该转 向时通 过电机控制驱动轮实现转 向功能 , 当遇到火源时 , 它会对 着火源前行 , 不再寻迹 , 走到 合适位
管. T C R T 5 0 0 0采 用 D I P 4封 装 , 其具 有 如 下 特 点 :
图 4 主程序流程 图
5 基 本 功 能 测试
( 1 ) 灵敏度高 , 且 它的有效 检测距离可 以达到 1 2 mm , 工 作 电压 为 5 v,最大 电流可达 1 0 m A最大 测试黑 线区域 为 2 2 . 5 m m, 完全适合本设计 的要求 ; ( 2 ) 体积小 , 结构 紧凑 . 3 . 当发光二极管发 出的光 反射回 来时 , i极管导通输 出低 电平. 光电对管调理 电路简单 , 工作

基于单片机控制的智能灭火小车模型设计

基于单片机控制的智能灭火小车模型设计

基于单片机控制的智能灭火小车模型设计摘要:工厂由于电路老化或操作不规范,时常导致火灾发生,造成极大损失。

本文以此为背景,设计了一款智能灭火小车。

采用单片机STC89C52RC控制,电机驱动芯片L2930驱动。

采用红外传感器和火焰传感器收集环境参数,实现智能灭火小车的循迹、避障、障碍物跟随和火焰识别。

程序设计方面,以C语言在Keil开发环境下进行控制程序编写。

硬件设计方面,使用立创EDA进行元器件的选型,电路图设计,PCB图设计和BOM表生成。

最终实验测试表明:本设计的智能灭火小车能自动避障,并能够快速、精确的行驶到火源点,打开灭火风扇将其扑灭。

关键词:单片机;避障;循迹;灭火;模型车1 智能灭火小车的硬件设计1.1核心控制模块单片机作为小车的控制中心,本文选取的是STC89C52RC单片机,作为整个小车的大脑,负责程序的控制,使智能灭火小车能够正常行驶并且符合当时提出的要求。

本系统设计的控制芯片最小系统电路如图1-1所示:1.2电机驱动模块对于能够使小车动起来的“双脚”,采取的是L293D的控制芯片和脉宽调制(PWM)技术进行控制[1],其工作原理是通过单片机控制输入端的高/低电平,然后控制直流电机的转动方向,进而控制单片机对于驱动电机的输入的脉冲信号的空占比,之后不停地改变对电机的供电,最后控制智能灭火小车的速度。

本系统设计的电机驱动电路图如图1-2所示:图1-1 系统最小系统电路图图1-2 电机驱动电路图1.3灭火传感器模块智能灭火小车使用火焰传感器来寻找是否有高于周围的异常红外光源,从而判断出是否有火焰产生,例如,红外线传感器会把所检测的光信号转变为电信号传输给单片机进行处理[2],处理完成后,判断是否要触发灭火风扇,从而实现对于火焰的检测判断和扑灭。

本文设计火焰传感器电路图如图1-3所示:1.4 行走方向判定模块行走方向判定主要是通过主板上左右两个光敏传感器感应是否有光信号产生,当右边光敏传感器检测到光信号而左边无,小车则控制电机驱动从而右转弯,当两个光敏传感器同时检测到光信号时,小车则控制电机驱动从而前进,当把光信号移动到左边时,左边光敏传感器检测到光信号而右边无,小车则控制电机驱动从而左转弯[4]。

基于STM32单片机的多功能WiFi视频智能灭火小车软件设计

基于STM32单片机的多功能WiFi视频智能灭火小车软件设计

INFORMATION TECHNOLOGY 信息化建设基于STM32单片机的多功能WiFi视频智能灭火小车软件设计摘要:论文基于STM32单片机设计的一款专门为消防员设计的履带式消防车具备实现实时视频与控制。

改装置可实现直线与悬崖红外避障、自动寻迹、超声波避障,自动启动灭火装置进行灭火等功能,因此可以实现无人驾驶进入危险区域,从而保证了消防员的安全。

关键词:消防;STM32;智能车;视频;红外一、前言采用STM32单片机作为控制核心,实现了汽车智能化控制。

系统由多个传感器组成分别为超声波传感器,红外传感器,火焰传感器,循迹的反射式传感器,各个模块都通过单片机来控制各模块功能的实现。

该设计研究不仅解决了消防人员的安全问题,而且能够现场实时图像监控,能自动找到运动轨迹,能自动避开障碍物,也可切换到手动操作[1]。

二、智能消防小车系统软件设计(一) 系统总体方案系统总体框图如图所示:图1 系统总体框图系统分为两个模式;一种是手动模式,另一种是循迹模式,小车将自动运行跟随黑色跑道运行,通过超声波模块发出的方波来监测发出信号的返回情况来设置超声波避障功能,遇到障碍物小车立即停止;红外线发射管检测返回光来实现悬崖避障功能;设计手机app与智能灭火小车之间用WiFi模块实现,通过网络连接能够现场实时图像监控;用火焰传感器来判断是否有火源,在火焰传感器发现传感器测回来的值大于或者等于我设定值之后单片机会立马发出指令让系统灭火当火焰消失之后灭火装置停止。

从中来实现智能小车灭火的功能[2]。

(二)各模块程序编写1.自动循迹功能程序设计小车的循迹是依赖于TCRT5000传感器,照射的是白线道,TCRT5000传感器输出低电平,如果监测的红外光线弱则说明很大部分管线被吸收发射的地方是黑线道TCRT5000传感器输出高电平。

程序如下:if(XunjiL == 1 && XunjiR == 0) // 偏右{TurnLeft();for(xunji_i=0;xunji_i<0x1F;xunji_i++);}else if(XunjiL == 0 && XunjiR == 1) // 偏左{TurnRight();for(xunji_i=0;xunji_i<0x1F;xunji_i++);}else if(XunjiL == 1 && XunjiR == 1) // 正常{Forward();for(xunji_i=0;xunji_i<0x1F;xunji_i++);}else if(XunjiL == 0 && XunjiR == 0) // 失去轨迹{Stop();for(xunji_i=0;xunji_i<0x1F;xunji_i++ )}2.火焰监测以及灭火火焰传感器灭火是通过四线制的传感器,程序的实现具体如下:while(FireCheck == 0) // 检测到火焰{Stop();miehuo_i++;if(miehuo_i<100){GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_11);}else if(miehuo_i>300){miehuo_i = 0;GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_11);}}GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_11);3.超声波避障系统超声波测距的基本工作原理是传感器每次发送一个大于10 us的脉冲,然后测量返回高电平的时间即可。

基于单片机的智能灭火小车设计

基于单片机的智能灭火小车设计

基于单片机的智能灭火小车设计摘要:如今,我国正处于经济迅猛发展的时期,人民的生活水平得到普遍提高,居住环境和生活环境也不断的改善,但同时,我国的消防安全隐患仍是个巨大的问题。

每年,我国的火灾事故频频出现,尤其是发生了重大火灾时,消防工作人员自身在抢救时也面临着生命的危险,甚至有时候根本无法达到目的地进行灭火抢救。

如何能在高效灭火的同时保障消防员的生命安全,是我们当今所考虑的问题,于是,当代人们想出了智能灭火小车,由机器代替人们进行一些不可完成的工作,同时也能减少生命和财产的损失。

关键词:智能灭火小车;MX1508;STC89C52引言基于单片机的智能灭火小车设计的研究背景,源于对火灾扑救效率和安全性的需求和对智能科技的追求。

通过单片机技术的应用,可以实现智能灭火小车的自主导航、实时感知、智能控制等功能,提高灭火效率和消防安全,同时也为智能科技的发展提供了基础和支撑。

本次设计的研究旨在设计一个基于单片机的智能灭火小车,能够实现火源的检测并且自动寻迹前往进行灭火。

并结合了蓝牙模块,可以实时向手机反馈小车的运转状况,也可以通过手机发送指令控制小车的运行。

1系统硬件介绍1.1单片机最小系统STC89C52单片机最小系统电路是一种基于STC89C52单片机的基本电路,包括STC89C52芯片、11.0592MHz晶振和复位电路。

晶振提供时钟信号,复位电路用于初始化单片机,为其提供稳定的工作环境,实现基本的操作和程序运行。

这个最小系统电路是STC89C52单片机开发和应用的基础。

1.2避障检测模块电路HC-SR04超声波检测模块是一种常用的超声波测距模块,包含超声波发射器和接收器。

它通过发射超声波脉冲并接收其回波来测量物体与模块之间的距离。

模块工作原理是通过发送一个短脉冲的超声波信号,然后计算从发射到接收回波的时间差来确定距离。

HC-SR04模块广泛应用于无人机、机器人、智能小车等领域,提供非接触式、精确的距离测量功能。

基于单片机的智能灭火小车设计

基于单片机的智能灭火小车设计

目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................... I I引言 (3)第一章智能灭火小车整体设计 (4)1.1 整体设计任务 (4)1.2 整体设计要求 (4)1.3 智能灭火小车系统整体方案设计 (4)1.3.1 智能灭火小车整体模块设计 (4)1.3.2 智能灭火小车整体设计方案选择 (5)第二章智能灭火小车的硬件设计 (7)2.1 智能灭火小车系统硬件基本组成部分的设计方案 (7)2.1.1 控制器模块 (7)2.1.2 火源检测模块 (8)2.1.3寻光电路模块 (9)2.1.4电机驱动模块 (10)2.1.5灭火模块 (12)2.1.6电源模块 (12)2.2智能灭火小车系统控制部分的设计思想 (12)2.2.1 控制部分 (12)2.2.2控制部分单元电路图 (13)2.3智能灭火小车系统检测部分的设计思想 (13)2.4系统各模块的最终方案 (14)第三章智能灭火小车的软件设计 (15)3.1 智能灭火小车系统的软件设计 (15)3.2智能灭火小车主程序流程图 (15)3.3火焰探测子程序流程图 (16)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 A ...................................................................................... 错误!未定义书签。

附录 B ...................................................................................... 错误!未定义书签。

附录 C ...................................................................................... 错误!未定义书签。

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目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (3)第一章智能灭火小车整体设计 (4)1.1 整体设计任务 (4)1.2 整体设计要求 (4)1.3 智能灭火小车系统整体方案设计 (4)1.3.1 智能灭火小车整体模块设计 (4)1.3.2 智能灭火小车整体设计方案选择 (5)第二章智能灭火小车的硬件设计 (7)2.1 智能灭火小车系统硬件基本组成部分的设计方案 (7)2.1.1 控制器模块 (7)2.1.2 火源检测模块 (8)2.1.3寻光电路模块 (8)2.1.4电机驱动模块 (9)2.1.5灭火模块 (12)2.1.6电源模块 (12)2.2智能灭火小车系统控制部分的设计思想 (12)2.2.1 控制部分 (12)2.2.2控制部分单元电路图 (13)2.3智能灭火小车系统检测部分的设计思想 (13)2.4系统各模块的最终方案 (14)第三章智能灭火小车的软件设计 (14)3.1 智能灭火小车系统的软件设计 (15)3.2智能灭火小车主程序流程图 (15)结论 (19)致谢.............................................. 错误!未定义书签。

参考文献.. (21)附录 A ............................................. 错误!未定义书签。

附录 B ............................................. 错误!未定义书签。

附录 C ............................................. 错误!未定义书签。

附录 D ............................................. 错误!未定义书签。

基于单片机的智能灭火小车设计摘要:当今社会,火灾在现实生活中普遍存在,被称为自然界三大灾害之一。

当火灾发后,灭火工作坏境恶劣时,人工不能完成一些灭火任务,此时便可以使用智能灭火小车去完成相应的任务。

本文设计了一个以单片机为核心的智能灭火小车。

本设计是利用单片机作为灭火的控制中心,检测火源用火焰传感器,小车行驶由直流减速电机驱动行驶。

电机驱动电路部分使用L293D芯片,小车行驶使用舵机控制方式。

实现的功能是:从安全区出发,沿着路线前进,火焰传感器检测到火源之后,启动水泵进行灭火。

关键词:STC89C52;舵机控制;吹灭火源Design of Intelligent Fire Extinguishing Car Based on Single ChipMicrocomputerAbstract:Nowadays, fire is one of the three natural disasters. When the fire fighting environment is bad after the fire, the artificial can not complete some fire fighting tasks, at this time can use the intelligent fire fighting car to complete the corresponding tasks. In this paper, an intelligent fire fighting car with single chip microcomputer as the core is designed. The design is the use of single-chip microcomputer as the fire control center, fire source detection with the flame sensor, the car driving by dc deceleration motor driving. The motor drive circuit part USES L293D chip, and the steering gear control mode is used in the car driving. The realized functions are: starting from the safety zone, moving forward along the route, after the fire sensor detects the source of fire, start the water pump to extinguish the fire.Key words:STC89C52; Steering gear control; Blow the source引言近几十年中,高层建筑、地下建筑与大型工厂越来越多。

由于这些的特殊性,当火灾发生时,不能进行快速有效的灭火从而造成各种灾难的发生。

无论是在国内还是国外,火灾救援绝大多数时候仍然是设备辅助人工救援,但是救援人员在救援过程中承担一定的风险以及设备存在一定的缺陷,而在火灾现场又要面临巨大的生命危险,为解决这一问题,人们开始人工智能化救援方面的研究。

如今,人工智能已经广泛应用到各个领域。

灭火技术种类有很多,但大都遵循灭火原理进行设计,当前还没有通用有效的灭火技术来改善救援人员的伤亡。

在实际灭火操作中,需要针对具体起火原因和火灾环境,采用合适类型的灭火技术进行灭火。

目前,对于改善救援的方案大都倾向于智能化救援。

在灭火和救援的过程中,消防机器人发挥着重大的作用。

在上个世纪八十年代中期,第一个用于灭火的机器人被日本设计出来并且制造成功。

在七年前,美国的弗吉尼亚理工大学设计了一款用于消防工作的机器人并且将其制造出来,可以在战舰发生火灾的时候协助消防人员工作。

而在2002年,上海交通大学、上海市消防局、应急管理部上海消防研究所联合起来,经过3年的研究,设计并制作了“履带式、轮式消防灭火机器人”。

截至到目前,灭火机器人已经向第三代高端智能机器人稳步发展。

目前,世界最新消防机器人有日本用于掌握火灾现场情况的侦察机器人、美国Pandora侦察机器人、挪威形似蟒蛇的消防机器人等。

第一章整体设计方案1.1 整体设计任务本设计是制作一个智能灭火小车,使其能够沿着指定路线进行灭火工作。

其工作原理如下图:图1.1 灭火实验场地1.2 整体设计要求综合考虑实际工作的要去提出下列的设计目标:(1)在启动以后能够自动探测火源的位置并且前往火源处(2)在到达目的地以后停止前进,开始灭火装置扑灭火源。

(3)检测火源的存在状态,一直到被扑灭为止,扑灭之后探测下一个火源并前往灭火1.3 系统整体方案设计1.3.1 整体模块设计本设计的整体设计方案:火源是通过火焰传感器来检测的,然后单片机STC89C52接收到火焰传感器输出的热源信号并进行处理。

电机驱动方式采用舵机控制。

本设计方案大致由6个部分组成,其系统构成如图1.2:图1.2系统模块示意图系统各个功能模块简介:1.控制器模块:作为整个控制系统的核心器。

2.寻光模块:主要用来给灭火小车做导航作用。

3.电源模块:主要用来给整个控制进行供电。

4.火焰检测模块:主要用来对火焰进行检测。

5.电机驱动模块:主要用来驱动小车的行驶。

6.灭火模块:主要是用来控制水泵进行灭火。

1.3.2 整体设计方案选择方案一:在智能灭火小车的两侧各安装两个轮子并由两个普通直流减速电机驱动,方便智能灭火小车行驶并起平衡支撑作用。

用传感器来探测是否存在火源,可以将其安装位置选择在小车两侧,通过比较其来火焰距离小车的距离,在左侧的传感器上安装放大器,用来寻找远处的火源,右侧的传感器用来寻找近处的火源。

为了能够精确的定位火源的位置,在小车的中部也安置两个传感器,两个之间的距离稍稍超过前后的两个传感器之间的距离。

小车启动后,从安全区行驶出来,到达中线以后左转弯,然后通过左侧的传感器来寸照是否在一侧存在火源,如果存在火源的时候下一次转弯的时候向左转,如果在这个时候刚好前方不远有障碍物存在则沿着之前行走的路程往回行使,一直到前一个路口在向左转,无论是在左侧探测到存在火源还是在右侧探测到存在火源,就前往火源处将其扑灭。

接下来继续回到中线上行使,在行使过程中随时监测火源,在行驶到了墙边的位置以后,通过一个一百八十度的转角探询另一侧的火情。

此设计方案中,需要用的硬件并不复杂,在软件方面,也有很清晰的编写思路,然而实际上其未必能够达到足够的避障效果,目前的情况是,如果障碍物是静止不变的话,那么在探测到其位置可以实现良好的避障效果,但是如果障碍物会发生移动,则避障效果就难以保证,从而灭火任务也有可能无法完成。

方案二:比方案一相比,车身不变,在小车前方添加一个红外测距仪,用来探测障碍物的位置,在两侧安装火焰传感器,传感器发出信号,信号通过比较器的时候会被探测出距离大小。

两侧的传感器都能够检测到何处存在火源。

小车启动以后,出发到达中线处,然后想作转动,同时开启左侧的传感器探测火情,如果不存在火源的话,就继续前行,如果存在火源的话,就在下个转角处左转,前往货源出扑灭火源。

接下来继续向前行驶一直到发现下一个火源。

结合实际情况以及两种方案的特点综合考虑以后在这里选择方案二。

第二章系统的硬件设计2.1 系统硬件基本组成部分的设计方案2.1.1 控制器模块本设计中,系统的控制中心是STC89C52单片机。

STC89C52是宏晶科技生产的低能耗、高速可靠、低抗干扰、价格低的8位微处理器。

STC89C52具有的优点:(1)高抗静电(ESD保护);(2)32位I/O口线;(3)内置2KB EEPOM;(4)4个外部中断;(5)3个16位定时器;(6)最高运作频率35MHZ,6T/12T可选;(7)晶振频率为11.0592MHZ;(8)内部集成A/D、D/A转换;(9)可直接进行串口下载。

STC89C52单片机引脚图如图2.1所示:图2.1 STC89C52单片机引脚图2.1.2 火源检测模块火源检测模块的设计在设计中是一项重要的内容,小车前往火源灭火的前提就是能够准确的探测到火源的位置。

若是此部分出现问题,则灭火小车在火源的寻找过程中无法寻找到火源从而导致整个设计任务的失败。

所以在设计此模块的时候考虑了两种方案。

第一种方案是通过一个火焰传感器来完成寻找火源的任务。

将其安装位置选择在车底板前方,自其收集到信号开始,在通过单片机内部的A/D转换确定火焰的位置,小车停在火焰前方,开启水泵将火焰熄灭。

这个方案在硬件选择使用上比较简单方便,但火焰位置与火焰传感器距离较近,容易造成因停靠位置不当而导致火焰传感器损坏,不过编程过于困难,同时A/D转换又缺乏足够的稳定性,并且精确程度也不够,所以这里将这种方案排除在外。

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