智能消防小车的设计与实现
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
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。
智能灭火小车演示系统设计实现分析-开题报告书
本科生毕业设计〔论文〕开题报告毕业设计题目：智能灭火小车演示系统的设计与实现智能灭火小车演示系统的设计与实现一、课题研究的目的和意义智能化作为现代社会的新产物，将是以后的开展方向，它可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动地运作，无需人为管理，便可以完成预期所要到达的或是更高的目标。
同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比拟先进的遥控车还能控制其速度，而智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，于是便演化成为了一个集环境感知、规划决策与自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，属于典型的高新技术综合体。
国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。
它的开展历程大体可以分成三个阶段：第一阶段20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。
1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS 〔Autonomous Guided Vehicle System〕。
第二阶段从80年代中后期开场，世界主要兴旺国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。
在欧洲，普罗米修斯工程开场在这个领域的探索。
在美洲，美国成立了国家自动高速公路系统联盟〔NAHSC〕。
在亚洲，日本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。
第三阶段从90年代开场，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。
最为突出的是，美国卡基.梅隆大学〔Carnegie Mellon University〕机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车〔Navlab1—Navlab10〕的研究，取得了显著的成就。
随着我国科学技术的进步，智能化和自动化技术越来越普及，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。
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。
毕业设计--全自动消防小车
毕业设计--全自动消防小车目录绪论 (1)1系统方案选择 (2)1.1任务要求 (2)1.1.1 设计任务 (2)1.1.2 设计要求 (3)1.2总体设计方案 (3)1.3方案选择与分析 (3)1.3.1控制器分析与比较 (3)1.3.2电动车车体的选择 (4)1.3.3电机的选择与分析 (5)1.3.4电机驱动电路方案选择 (5)1.3.5轨迹探测模块设计与比较 (5)1.3.6火源检测设计与比较 (6)1.3.7电源模块 (7)1.3.8避障模块设计与分析 (7)1.3.9灭火模块 (8)1.4最终方案 (8)2硬件实现及单元电路设计 (9)2.1 STC89C52单片机系统概述及其引脚功能介绍 (9)2.1.1 STC89C52单片机系统概述 (9)2.1.2 单片机引脚功能 (10)2.2光电对管电路的设计 (12)2.3火焰传感器及应用 (14)2.4电机驱动电路的设计 (15)2.5灭火模块设计 (17)2.6避障功能的实现方法 (17)3软件系统设计 (17)3.1编译语言及编译环境 (17)3.1.1汇编语言的概述 (18)3.1.2 C语言概述 (18)3.1.3 编译语言及编译环境综述 (18)3.2程序解析 (19)3.2.1各函数功能 (19)3.2.2程序流程图 (25)4测试结果 (25)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A：程序清单 (31)绪论现在，随着科技的快速发展，国内外对小型智能系统的应用越来越广泛，种类也越来越多。
本题目就是结合有关科研项目而确定的设计类课题，所设计的智能寻迹灭火小车应能够实现自动发现火源、自动寻迹、自动前进接近火源并完成灭火任务的功能。
根据题目的要求，智能寻迹灭火小车控制系统采用一片STC89C52单片机作为本控制系统的主控芯片，硬件包括以下几个模块：驱动电机模块、寻迹传感器模块、单片机控制模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块。
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。
基于STM32的消防小车设计共3篇
基于STM32的消防小车设计共3篇基于STM32的消防小车设计1消防小车是一种可以在紧急情况下快速响应的灭火设备。
它可以在火场中进行精确定位和目标搜索，并通过自主导航技术和遥控操作实现火场内部和外部的水枪喷射。
今天，我将讨论基于 STM32 的消防小车设计。
1. 系统设计为确保消防小车的高可靠性和快速响应，我们需要采用分布式控制设计，将解决方案分为两个部分：①车体电控系统：这是消防小车的核心系统，采用STM32作为主控芯片，主要实现车体驱动、导航定位、图像采集和识别、云端数据传输等功能。
②远程控制系统：在消防小车实际应用中，操作员通常需要远程控制车辆，并与车载硬件实现实时通信。
因此，我们需要开发适用于手机或电脑的遥控软件，以保证消防工作人员能快速响应火灾。
2. 车体结构设计消防小车的车体设计应以易于操作和便于携带为原则。
基于这一原则，我们设计了以下结构：①底盘：采用四轮驱动的底盘设计，可以提高消防小车的悬挂性能和越野能力。
②上层机构：上层机构包括水泵、水管、水枪等配件。
水泵负责将水源（如消防水源或水箱）中的水通过管道送入水枪，以便消防工作人员进行灭火。
③传感器：传感器可用于检测温度、气体、光线等指标，从而实现对火场的实时监控，并及早发现潜在危险。
3. 系统硬件设计为了实现消防小车的各项功能，我们需要设计一系列的硬件模块，包括驱动模块、通信模块、电源模块和传感器模块等。
在STM32控制下，我们可以使用各种类型的传感器，如红外线传感器、超声波传感器、逐行扫描摄像头等，以便检测火点、障碍物、路线等信息。
此外，可以使用无线模块实现车载设备和操作员之间的实时数据传输，以支持火场内、外的联动操作。
4. 系统软件设计消防小车的软件系统包括车辆控制程序、导航程序、图像处理程序等多个模块。
这些程序的设计将为实现装备运行、路线规划、火情识别等任务奠定基础。
①控制程序：可实现车辆的前进、后退、左转和右转等基本功能，同时还可以启动水泵和水枪等硬件设备。
智能消防车设计与总结报告
智能消防车设计与总结报告学校：参赛学生：学院：目录一、摘要 (2)二、比赛要求 (3)三、系统方案 (4)1.解决方案设计 (4)2.各部分设计 (4)1)车体设计 (4)2)控制器模块 (5)3)电机模块 (5)4)电机驱动模块 (5)5)循迹传感器模块 (5)6)火焰传感器模块 (5)7)电源模块 (5)8)显示模块 (6)9)报警声音模块 (6)10)灭火模块 (6)11)创新功能 (6)12)总体设计 (6)四、系统硬件设计 (7)1.控制器模块 (7)2.电机驱动模块 (7)3.循迹传感器模块 (8)4.火焰传感器模块 (8)5.电源模块 (9)6.显示模块 (10)7.报警声音模块 (10)8.灭火模块 (11)9.语音模块 (12)10.电池保护模块 (13)五、系统软件设计 (14)六、系统功能测试 (16)测试一：小车循迹 (16)测试二：直角处转弯 (16)测试三：液晶屏显示 (17)七、创新功能 (18)1.电源警报 (18)2.语音提示 (18)八、结语 (19)九、参考文献 (19)一、摘要本系统采用STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片，以L298N作为直流电机驱动芯片，通过PWM控制智能消防车的驱动电机，本设计可实现智能消防车循迹进入场地，绕过障碍物，检测火焰，发出报警并将火焰熄灭返回仓库，以及在此过程中通过液晶屏显示提示信息等功能。
整个系统在设计中注意低功耗处理，同时力求高性价比等细节，电路结构简单，可靠性能高，在结构和技术上具有一定参考价值。
关键词：单片机循迹灭火液晶屏本设计主要特点：1.所用元器件简单，稳定性好2.低功耗电源设计，有效降低系统功耗。
3.信息采用LCD汉字显示，清晰、直观二、比赛要求注：图中A为车库，B为指定地点，C、I、J为点燃的蜡烛（模拟火源），D、E、F、G、H为5个障碍物，黑线为模拟街道。
1.在场地大面积黑色区域随机放置一只蜡烛和一个障碍物。
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唐山学院毕业设计设计题目：智能消防小车设计与实现系别：智能与信息工程学院班级：12电气工程及其自动化（2）班姓名：刘亚东指导教师：张国旭2016年6月 1 日智能消防小车设计与实现摘要本智能消防小车采用STC89C52单片机为主控，由火焰传感器、避障传感器、3路寻线传感器和电机等器件组装而成。
小车可以实现自动寻找火源、自动靠近火源和自动灭火等设计的核心功能。
除此之外，小车还可以实现在指定区域内行驶，当遇到障碍物时，能避开障碍物等功能。
3路寻线模块是由反射式光电传感器和比较器组成，当采集到信号时会传送给单片机进行数据处理；避障模块主要是由红外避障传感器构成，通过发射器发射红外光，当被接收器接收到时，证明前方有障碍物；灭火模块由升压电路和灭火风扇组成，再以L293D为核心的电机驱动模块作为电机驱动电路，完成灭火功能。
程序设计采用的是C51编程，将各个模块组装在一起后，结合程序，通过单片机的控制，最终完成小车的设计。
本设计详细地介绍了各传感器的原理和特点，以及STC公司所生产的STC89C52的性能和应用。
并在分析智能消防小车灭火的基础上，进一步指出设计的不足，然后进行改进。
关键词：单片机传感器避障灭火Design and Realization of intelligent firecontrol carAbstractThe intelligent fire car adopts STC89C52 single-chip microcomputer as the master, by the flame sensor, obstacle avoidance sensor,3 road line devices such as sensors and motor assembled. Car can realize automatic looking for fire, automatic near the fire source and the design of the core functions such as automatic fire extinguishing. In addition, the car can also be implemented in the designated area, when faced with obstacles, can avoid obstacles, and other functions.3 road tracking module is composed of reflection type photoelectric sensor and comparator, when collected signals transmitted to the microcontroller for data processing; Obstacle avoidance module mainly consists of infrared sensor of obstacle avoidance, through infrared transmitter launch, when the receiver, then prove the obstacles ahead; Fire extinguishing module is composed of booster circuit and fire fan, again with a core of L293D motor driver module as a motor drive circuit, complete function of fire. Programming using C51 programming, after various modules assembled together, combining with the program, through the MCU control, finally completed the design of the car.This design were introduced in detail, the principles and characteristics of various sensors, as well as on STC company produces STC89C52 performance and application. And on the basis of the analysis of intelligent fire car fire, further points out the shortcomings of the design, and then to improve.Key words: single chip mircocomputer; sensor; obstacle avoidence; fire fighting目录1 引言 01.1 设计目的及意义 01.2 国内外发展现状及前景 01.3 研究内容及预期结果 (1)2 设计方案 (2)2.1 设计方案选择 (2)2.1.1 CPU芯片选择 (2)2.1.2 小车底盘选择 (2)2.1.3 火焰传感器选择 (3)2.1.4 避障探测器选择 (3)2.1.5 电源选择 (4)2.2 最终设计方案 (4)2.3 小车灭火流程 (5)3 系统硬件模块设计 (6)3.1 主控模块设计 (6)3.1.1 STC89C52芯片 (6)3.1.2 STC89C52的外部结构及特性 (6)3.1.3 STC89C52内部组成 (9)3.2 电机驱动模块设计 (10)3.2.1 电机的介绍 (10)3.2.2 驱动模块设计 (10)3.3 火焰传感器模块设计 (11)3.4 避障传感器模块设计 (12)3.5 寻线模块设计 (14)3.6 串行口模块设计 (15)3.7 小车的整体硬件设计 (16)4 系统软件设计 (17)4.1 编程语言介绍 (17)4.2 所使用软件介绍 (17)4.2.1 Keil uVision4软件概述 (17)4.2.2 官方STC_ISP下载软件概述 (19)4.3 各模块程序设计 (20)4.3.1 寻线模块子程序 (20)4.3.2 躲避障碍物子程序 (20)4.3.3 小车灭火子程序 (21)5 系统的调试与分析 (23)5.1 小车的制作过程 (23)5.2 智能小车的调试 (23)5.2.1 调试中问题的解决 (23)5.2.2 调试结果 (24)5.2.3 调试的分析与改进 (25)5.3 小车的优缺点分析 (26)5.3.1 小车的优点 (26)5.3.2 小车的缺点 (26)结论 (27)谢辞 (28)参考文献 (29)附录一电路原理图 (30)附录二程序代码 (31)1引言1.1 设计目的及意义在各种灾害中，对公共安全和社会发展危害最大的，且最常见、最普遍的，火灾毫无疑问是其中之一。
无论是在农村还是在城市都会出现不同程度的火灾，尤其是在城市，随着中国城镇化速度的加快，火灾的类型和程度出现了变化。
为了更好地解决这些问题，提高灭火工具的功能就成了不可回避的问题，而在灭火工具中能应对较大火灾非常有效工具无疑是消防车。
消防车是人们用于灭火、辅助灭火或消防救援的机动消防装备，是按照不同施救对象和灭火战斗需要而设计制造的适于消防人员乘用、装备各类消防工具或灭火剂的专用车辆，已成为消防队的主要装备[2]。
随着科技的飞速发展，自动化和智能化技术越来越普及，各类高科技也广泛应用于智能车辆和机器人制造领域。
智能消防小车的发展主要集中在自动化控制领域，该智能车辆是一个将计算机、通信、自动控制和人工智能等领域的技术集于一身，综合了许多学科领域的知识，而且涉及到今天许多前沿的科学知识。
现在，许多的院校和协会开设了各种形式的电子设计竞赛，这种竞赛既可以提高学生的动手能力，又可以使学生从实践中更加牢固地掌握理论知识，更重要的是使学生在未来的职场中脱颖而出。
最近几年，以智能小车为题的设计出现的频率较高，因此，智能小车的设计受到许多老师和学生的青睐，越来越多的毕业生选择智能小车作为毕业设计题目。
本设计是以STC89C52芯片为核心，利用光电传感器检测、火焰检测和电机驱动等技术，完成使小车自动寻找火源、避开障碍物以及自动灭火等功能[3]。
除此之外，设计的本身更注重基础性和实用性，以本研究为基础可以进行不同的拓展和改进使之功能更加全面与使用。
该智能车的模型不仅为未来的消防车发展提供了一种参考和思路，也是适应于我国智能车辆的发展。
1.2 国内外发展现状及前景我国智能消防车辆从改革开放时期的全部依靠进口，之后随着我国汽车工业整体技术水平的提升，消防车的生产取得了飞速的发展。
但我国在智能车辆的研究领域与国外的发达国家仍有一定的差距，尤其是大型的智能车辆（如大型智能消防车）基本依靠进口，目前国内无法生独立生产。
由于智能车辆的研究会促进汽车工业及其他相关产业的发展，所以其中蕴涵着巨大的市场潜力。
我国科技部则于2002年正式启动了“十五”科技攻关计划重大项目[5]，联合有关的研究机构、汽车厂商、高等院校等，发挥各自的长处，力争与发达国家进一步拉近在智能车辆系统领域的差距，尽快将这一潜在市场开发出来[6]。
美、欧等西方发达国家十分重视智能车的研究和发展，亚洲的日本也对智能车的发展给予了较大的关注，他们都投入了大量的人力、物力和财力。
美国开始组织实施智能车辆先导( intelligent vehicle initiative, IVI) 计划，欧洲提出公路安全行动计划( road safety action program, RSAP)，日本提出超级智能车辆系统[7]。
更值得注意的是，智能消防车的发展较为迅速，美欧等发达国家正将智能消防车朝着节水化、轻型化、智能化、多用化方向发展，依照这个趋势可预见未来智能车辆系统会有一个持续稳定的研究和开发前景。
随着科技和交通系统的发展，世界各国都在将智能消防车作为重点研究方向，尤其在中国这个老龄化不断加剧的国家，为了人们在生活中更加方便，尽可能地减少火灾对人员的伤害，对智能消防车辆的各种安全要求会不断地提高。
因此，作为对智能消防车辆的研究的基础，智能消防小车的研究会不断地得到重视，且具有极大的开发潜力。
在可预见的未来，人们对智能消防车辆的研究将是一个重要的研究方向，而且是未来人类发展的必不可少的一部分，其也将继续推动着人类的进步。
1.3 研究内容及预期结果设计制作一个智能消防小车模型，能实现在指定区域内避障、灭火工作。