智能消防机器人

1 智能消防机器人 目录 第一章 引言……………………………………………………………………..2 1.1 课题背景……………………………………………………………………2 1.2 Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire..2 1.3 实现功能……………………………………………………………………3 1.4 模拟房子介绍………………………………………………………………3 第二章 系统整体方案设计……………………………………………………….4 2.1 系统硬件设计……………………………………………………………..4 2.2 系统软件设计……………………………………………………………..4 第三章 硬件设计…………………………………………………………………...5 3.1 电源管理模块………………………………………………………………5 3.11稳压芯片LM7805、7806CV……………………………………………5 3.12电源模块电路原理图………………………………………………….5 3.2 电机驱动芯BTS7960……………………………………………………….6 3.21 BTS7960的逻辑功能……………………………………………………..6 3.22 外形及封装……………………………………………………………..6 3.23 BTS7960电路原理图…………………………………………………….7 3.3地面灰度检测传感器 ST188……………………………………………….7 3.3.1 ST188特点…………………………………………………………….7 3.3.2 检测原理………………………………………………………………7 3.3.3 应用范围………………………………………………………………7 3.3.4 外形尺寸（单位mm）…………………………………………………7 3.3.5 ST188原理图………………………………………………………….8 3.4火焰传感器………………………………………………………………….8 3.4.1火焰传感器使用……………………………………………………….8 3.5报警电路…………………………………………………………………….8 第四章 软件设计…………………………………………………………………9 4.1 灭火机器人行进路线分析…………………………………………………9 4.2 软件流程图…………………………………………………………………11 4.3软件开发平台介绍………………………………………………………….11 第五章 调试记录及实验心得……………………………………………………12 5.1 调试记录…………………………………………………………………....12 参考文献………………………………………………………………………….13 附录: 程序清单………………………………………………………………..13 2

第一章 引言 1.1课题背景 如今国内外对消防设备的研究越来越重视，投入也越来越多。慢慢趋向于自动化、智能化。实现灭火、火场侦查、危险物品泄露探测、破拆等功能。本文设计主要完成的功能是扑火救人。 本设计是基于STC89C52单片机对电动车进行控制的自动控制系统，研究的内容有：主要方案论证、硬件设计、软件设计、系统实物调试。硬件设计主要有电机驱动电路、热光源采集电路、声音采集电路、电风扇驱动电路、停车信号采集电路、LCD显示电路、电源电路及单片机最小系统。本系统以STC89C52单片机作为控制核心，通过接受到热光源采集电路传送的信号和声音采集电路传送的信号，对电动车电机进行控制，从而实现对电动车的转向控制。当两处着火，一处是物品，另一处是人着火；电动车通过声音识别，优先将人身上的火扑灭。其所实现的功能相当于简易消防机器人。

【关键词】 消防车 热光源 STM32单片机 LM298 ST178

1.2 Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire

Abstract Today, fire-fighting equipment at home and abroad more and more emphasis on the study, input more and more. Slowly tends to automation and intelligence. To achieve fire fighting, fire detection, hazardous materials leak detection, ripper and other functions. This function is primarily designed to complete fire fighting to save people. The design is based STC89C52 microcontroller to control for electric vehicle control system to study the contents of the following: the main program feasibility studies, hardware design, software design, system debugging in kind. Hardware design, main motor drive circuit, thermal light source acquisition circuit, the sound collection circuit, fan drive circuit, stopping the signal acquisition circuit, LCD display circuit, power circuit and microcontroller minimum system. The system STC89C52 microcomputer as the control core, through the acquisition circuit receives light transmitted thermal signal and voice signal acquisition circuit transmission of electric vehicle motors to be controlled in order to achieve steering control for electric vehicles. When the two fire, one is the items, another is a human on fire; electric vehicle through voice recognition, give priority to the human body fire. They achieve the functional equivalent of simple fire-fighting robot.

【Key words】： fire engine 、hot light、 STM32 MCU 、 LM298 ST178 3

1.3 实现功能 制造一个自主控制的机器人在一间平面结构房子模型里运动，找到一根蜡烛并尽快将它熄灭，这个工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响，它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程，蜡烛代表家里燃起的火源，机器人必须找到并熄灭它。

1.4 模拟房子介绍

模拟房子平面图单位：mm

比赛场地的墙壁22cm高，由KT板做成。墙壁为白色。比赛场地的地板将是贴有导航黑线的KT板。所有的房间和走廊的地板上都是光滑的。场地中所有的门口并没有门，而是一个适当宽度的开口。 4

第二章 系统整体方案设计 2.1 系统硬件设计 本次设计的目的是设计一个在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的智能机器人小车，本次设计使用的主控芯片使用了STC89C52单片机，所以设计重点在传感器和电机驱动上。系统总体设计框图如图2.1：

图2.1 系统总体设计框图 2.2 系统软件设计

软件设计方案是以上述硬件电路为基础的，包括电机控制模块、传感器模块的程序设计与实现。程序设计采用C语言编写，编程环境是集成Keil STM32编译器的集成编译环境。灭火机器人设计的软件设计结构框图如图2.2所示。

图2.2 系统软件设计框图

MCU 小车电传感器传感器

电源部分

水枪

灭火机器人系统软

电机控

传感器模前进子程序

停止子程序 灰度子程序 壁障子程序 火焰子程序

转弯子程序 5

第三章 硬件设计 3.1电源管理模块 电源是任何一个系统稳定运行的前提条件，为了使机器人运行稳定，单片机和电机的供电系统采用独立供电的方法。

3.1.1稳压芯片LM7805CV、LM7806CV LM7805CV的技术指标如下表： 表3-1 稳压芯片7805参数

LM7806CV的技术指标如下表： 表3-2 稳压芯片7806参数

3.1.2电源模块电路原理图 由于单片机及所有的传感器系统供电采用的是5V和6V的电源,所以在电源的处理上采用了稳压芯片7805CV和7806CV。