智能灭火小车
消防小车实验报告

一、实验目的1. 了解消防小车的结构和工作原理。
2. 掌握消防小车的基本操作方法。
3. 培养动手实践能力和创新意识。
二、实验器材1. 消防小车1台2. 电源1个3. 水泵1个4. 水管1根5. 灭火器1个6. 电池1块7. 实验台1张8. 实验记录表1份三、实验原理消防小车是一种用于火灾现场灭火的机器人,其主要原理是通过水泵将水输送到火灾现场进行灭火。
消防小车通常由动力系统、控制系统、传感器系统、灭火系统等组成。
四、实验步骤1. 准备工作(1)检查消防小车各部件是否完好,电池电量充足。
(2)将水泵、水管、灭火器连接到消防小车。
(3)将实验台布置好,确保实验过程中安全。
2. 操作消防小车(1)打开电源,启动消防小车。
(2)通过遥控器或手动控制,使消防小车向火灾现场移动。
(3)到达火灾现场后,操作水泵,将水喷向火源进行灭火。
(4)观察灭火效果,记录实验数据。
3. 实验数据记录(1)记录消防小车从启动到到达火灾现场所需时间。
(2)记录水泵喷水压力和流量。
(3)记录灭火效果,如火焰熄灭时间、灭火面积等。
4. 实验总结(1)分析实验数据,评估消防小车的灭火效果。
(2)总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
五、实验结果与分析1. 实验数据(1)消防小车从启动到到达火灾现场所需时间:2分钟。
(2)水泵喷水压力:0.8MPa。
(3)水泵喷水流量:10L/min。
(4)火焰熄灭时间:3分钟。
(5)灭火面积:10平方米。
2. 分析(1)消防小车在实验过程中运行稳定,能够迅速到达火灾现场。
(2)水泵喷水压力和流量满足灭火需求,火焰熄灭时间较短。
(3)实验结果表明,消防小车在灭火过程中具有较高的效率。
六、实验结论通过本次实验,我们了解了消防小车的结构和工作原理,掌握了消防小车的基本操作方法。
实验结果表明,消防小车在灭火过程中具有较高的效率,能够为火灾现场提供有效的灭火支持。
七、实验建议1. 提高消防小车的智能化水平,使其能够自动识别火灾现场并进行灭火。
基于MSP430F169的智能灭火小车设计

a d j u s t s i t s p o s i t i o n t o e x t i n g u i s h t h e i f r e .O t h e r wi s e ,i t c o n t i n u e s t o s e a r c h t h e o t h e r r o o ms a n d r e t u r n s wh e r e i t
中 图分 类 号 :TP 2 3 文 献标 志码 :A
文 章 编 号 :1 0 0 8 —5 4 7 5 ( 2 0 l 3 ) 0 2 —0 0 4 4 —0 5
De s i g n o f a n I n t e l l i g e nt Fi r e - ig f ht i n g Ca r Ba s e d o n M SP4 3 0 F1 6 9 M CU
第2 4 卷 第2 期 2 0 1 3 年6 月
苏州市 职业 大பைடு நூலகம்学 报
J o u r n a l o f S u z h o u Vo c a t i o na l Un i v e r s i t y
Vo 1 . 2 4. NO. 2 J u n.,2 01 3
的 占 空比 驱 动 左 右 轮 运 动 , 确保 小 车 在 规 定场 地 上 不 碰 擦 墙 壁 . 当检 测 到 门 口 白线 时 , 启 动 火 焰 传 感 器检 测房 间 内有 无 火源 . 如果 检 测到 火源 则 进 一 步调 整位 置 灭 火 , 如 果 没 有 发现 火源 则 继续搜 索其 他房 间后 返 回原 点 . 经试 验 测试 , 小车 能在规 则 内 自主 完成 灭火任 务 . 关 键 词 :MS P 4 3 O F 1 6 9 单 片机 ;灰度 传 感 器;距 离传 感 器;火焰 传感 器 ;L 2 9 8 N
智能小车毕业论文完整版

智能小车毕业论文完整版Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】学士学位论文系别:计算机科学与技术学科专业:计算机科学与技术姓名: @@@@@@@2011年 06月智能小车引导控制系统的设计与实现系别:计算机科学与技术学科专业:计算机科学与技术指导老师: @@@姓名: @@@@@@2011年 06月智能小车引导控制系统的设计与实现摘要:面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等),为了有效的避免人员伤亡,就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。
因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。
本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片,设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。
本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。
实际应用表明,该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源,自主识别路线,自主行进接近火源并灭火,最终完成灭火的任务。
关键词:单片机小车引导控制传感器Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection byinfrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task.Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors目录引言现在,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。
电动轮履两用救援灭火小车的创新设计

电机 均选 择 传 动 比 为 l 行星 减 速 电机 , 率 为 50 6的 功 0
1前 轮 ;. 架 ;. 架 ;. 轴 器 ;. 落 电 机 ; . 2叉 3车 4联 5起
6 转 向 电机 ;. 向 蜗 轮 蜗 杆 ;. 落 蜗 轮 蜗 杆 ; . 7转 8起 9 蜗 轮 轴 ;0 转 向轴 . 1. 图 2 轮 式 行 走 系统 前 轮 示 意 图
过 能 力 和 现 场 环 境 实 时 显 示 功 能 的 电 动 轮 履 两 用 救 援 灭 火 小
三 轮 车 的运 动 原 理 进 行 设 计 , 一 转 向 轮 和 两 驱 动 轮 构 由
成 , 动 轮 采 用 差 速 器 经 一 台 电 机 集 中驱 动 。轮 履 转 换 驱
车 。提 出 小车 的 总 体 设 计 思 想 , 分 别 对 该 小 车 的 行 走 系统 、 并
的 F me i 下 自定 义 串 口通 信 驱 动 示 例 模 板 进 行 二 次 a Ve w
开发的 。 .
考虑传 动系统 效率和行驶路 面 的复杂 性 , 根据 功率 、 力矩 的计算结果 , 用 70W 的无刷 电机 为小车 提供动 选 5
力 ( 额 定 转 速 40转 / n 额 定 扭 矩 为 1 . 2N ・ 。 其 8 mi, 4 9 m)
根 据 小 车 的设 计 要 求 , 履 带 驱 动 轮 为 1 0×5 负 重 其 3 0,
轮 为 中1 8×5 履 带 宽 度 为 1 0 ml , 度 为 38 0 mm; 8 0, 1 T 长 1 0
( ) 程通 信 : 程 通 信 采 用 某 公 司 的 解 决 方 案 , 3远 远 直 接通过 T P I C /P协议 由 Itre 通 信 。 nen t
智能小车的研究背景及意义

1.1本课题的研究的背景以及现实意义目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。
当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen 等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此,移动机器人从无到有,数量不断增多,智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
智能小车,是一个集环境感知、规划决策,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、导航及白动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。
它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。
智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。
智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机,用来获得道路图像信息;(3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。
智能车辆技术按功能可分为三层,即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。
上一层技术是下一层技术的基础。
三个层次具体如下:(1)智能感知系统,利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息,必要时发出预警信息。
主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。
小车配灭火器规定

小车配灭火器规定小车配备灭火器规定随着私家车数量的不断增加,交通事故也越来越多发生。
在面对突发的火灾事故时,往往需要紧急使用灭火器进行扑灭,以避免灾情扩大。
因此,对小车配备灭火器进行规定是必要的。
下面是小车配备灭火器的规定。
首先,按照法律法规的规定,私家车辆配备灭火器是义务性规定,所有小车都应该配备灭火器。
根据车辆的种类和用途,灭火器的规格和数量有所不同。
一般而言,轿车、SUV等小型私家车应至少配备一支2千克二氧化碳(CO2)灭火器或等效灭火器;大型私家车和商务车应至少配备一支4千克二氧化碳(CO2)灭火器或等效灭火器。
这样的规定能够确保在发生火灾事故时,小车驾驶员和乘客可以及时扑灭火源,避免伤害和财产损失。
其次,灭火器应该放置于容易拿取的位置。
一般来说,应将灭火器放置在车辆的后备箱内,以确保在需要时能够方便取用。
同时,在车内也可以准备一支备用灭火器,以备不时之需。
此外,车内的灭火器应定期进行检查和维护,确保其正常运行。
驾驶员应定期检查灭火器的压力表,确保压力正常,以便在需要时保证扑灭火源的效果。
最后,驾驶员和乘客需要接受相关的灭火器使用培训。
只有具备使用灭火器的操作知识和技巧,才能在火灾发生时正确使用灭火器。
因此,驾驶员和乘客需要接受相关的培训,学习如何正确使用灭火器,并了解灭火器的使用时机和注意事项。
这样可以提高对灭火器的正确使用率,增强火灾自救能力。
总之,小车配备灭火器的规定是非常必要的。
它为发生火灾事故时的应急救援提供了有效的手段,保护了驾驶员和乘客的安全。
同时,规定中的配备要求和使用培训也能够提高大众防火意识和自救能力。
因此,对小车配备灭火器的规定应该得到广泛的宣传和落实,确保每一辆小车都能配备灭火器,为行车安全加上一道有力的保障。
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。
基于STM32的智能火灾监测及灭火系统设计
河南科技Henan Science and Technology 信息技术总778期第八期2022年4月基于STM32的智能火灾监测及灭火系统设计徐崇奇解建国毕佳琦潘广禄(山东农业大学,山东泰安271018)摘要:近年来火灾频发,尤其是森林、丘陵等地区成为火灾的高发地区,其不仅会造成大量的财产损失,还会对人群造成严重的伤害,甚至引发一系列生态问题,破坏大自然生态平衡。
传统的火情监控方式耗时耗力,且一般不能及时处理险情,极易造成不可挽回的损失。
基于此,本研究设计并制作了以STM32为核心板的智能火灾监测及灭火小车系统。
其采用履带式底盘,可在丘陵等地形复杂的环境中前行,在合理有效避障的过程中检测火源并进行初步灭火,利用透射模块将北斗定位发送至阿里云平台,实现火情信息的实时监测传输,经试验测试,该系统稳定高效,对当今火灾防护研究与探索具有一定的现实价值和意义。
关键词:火源搜索;自动避障;履带底盘;超声波避障;无线通信中图分类号:TP368.1;TP23文献标志码:A文章编号:1003-5168(2022)8-0029-05 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.08.006Design of STM32Based Intelligent Fire Monitoring and Fire Suppres⁃sion SystemXU Chongqi XIE Jianguo BI Jiaqi PAN Guanglu(Shandong Agricultural University,Tai′an271018,China)Abstract:In recent years,fires are frequent,especially in forest,hilly areas and other areas have become fire-prone areas,which not only cause a lot of property damage,but also bring serious injuries to people and even cause a series of ecological problems to destroy the ecological balance of nature.Based on the background that traditional fire monitoring methods are time-consuming and labor-intensive and gener⁃ally fail to deal with dangerous situations in a timely manner,which can easily cause a series of irrepa⁃rable losses,we designed and fabricated an intelligent fire monitoring and fire extinguishing cart system with STM32as the core board.The cart adopts a crawler chassis,which can be applied to travel in hilly and other terrain with complex environment.It can detect the fire source in the process of reasonable and effective obstacle avoidance,carry out preliminary fire extinguishing and use the transmission module to send the Beidou positioning to Ali cloud platform to realize the real-time monitoring and transmission of fire information.Keywords:fire search;automatic obstacle avoidance;crawler chassis;ultrasonic obstacle avoidance;wire⁃less communication0引言目前,我国的火灾形势总体比较严峻。
【CN209900513U】一种新型灭火消防用小车【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920423815.9(22)申请日 2019.04.01(73)专利权人 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心)地址 300222 天津市津南区大沽南路1310号(72)发明人 付萍 (51)Int.Cl.A62C 31/00(2006.01)A62C 31/28(2006.01)(54)实用新型名称一种新型灭火消防用小车(57)摘要本实用新型公开了一种新型灭火消防用小车,包括箱体,所述箱体内设有器材运输结构,所述器材运输结构包括矩形板、万向轮、弧形槽、放置板、存放套管、转动杆、矩形块、豁口、滑轮、竖直杆、横杆、门型杆、圆杆、插孔、密封门以及可视窗口所述万向轮均匀分布在所矩形板底面四角处,所述弧形槽开在所述矩形板表面,所述转动杆设置在所述放置板下端,所述插孔开在所述门型杆表面,所述密封门销轴连接在所述箱体内侧壁,所述可视窗口开在所述密封门侧壁。
本实用新型能够存放更多的灭火器,并且可以同时将多个灭火器同时运往失火现场,提高救援效率,并且同时能够存放消防水带与消防水枪。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209900513 U 2020.01.07C N 209900513U权 利 要 求 书1/1页CN 209900513 U1.一种新型灭火消防用小车,包括箱体(1),其特征在于,所述箱体(1)内设有器材运输结构,所述器材运输结构包括矩形板(2)、万向轮(3)、弧形槽(4)、放置板(5)、存放套管(6)、转动杆(7)、矩形块(8)、豁口(9)、滑轮(10)、竖直杆(11)、横杆(12)、门型杆(13)、圆杆(14)、插孔(15)、密封门(16)以及可视窗口(17)所述万向轮(3)均匀分布在所矩形板(2)底面四角处,所述弧形槽(4)开在所述矩形板(2)表面,所述转动杆(7)设置在所述放置板(5)下端,所述放置板(5)通过所述转动杆(7)活动连接在所述矩形板(2)表面,所述存放套管(6)倾斜设置在所述放置板(5)侧壁,所述矩形块(8)设置在所述放置板(5)下端且位于所述弧形槽(4)内,所述豁口(9)开在所述矩形块(8)底面,所述滑轮(10)设置在所述豁口(9)内,所述竖直杆(11)数量为两个且均设置在所述矩形板(2)表面,所述横杆(12)连接在所述竖直杆(11)之间,所述门型杆(13)设置在所述矩形板(2)表面,所述圆杆(14)活动连接在所述门型杆(13)相对两侧壁之间,所述插孔(15)开在所述门型杆(13)表面,所述密封门(16)销轴连接在所述箱体(1)内侧壁,所述可视窗口(17)开在所述密封门(16)侧壁。
灭火小车控制系统毕业设计论文
石河子大学本科毕业设计说明书学生姓名张海港岑红蕾指导教师所在学院机械电气工程学院专业电气工程及其自动化年级2008级电气4班中国·新疆·石河子2012年3月石河子大学毕业论文(设计)任务书摘要随着社会与国家的发展,在经济迅速增长的同时,各种危险场所不可避免的火灾频繁出现,给社会安全造成了很多隐患,于是现代火灾及时补救已成为迫在眉睫需要解决的问题,救火早一刻就少一分损失,消防救援人员固然速度已经很快,但也需要一段不小的时间,而且进入救火现场还有生命危险的可能,于是消防机器小车的理念诞生了。
本文是对灭火小车控制系统进行了设计,采用单片机作为控制核心,这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可以位寻址操作功能、价格低廉等优点利用其丰富的资源,实现对各模块的控制;本设计通过加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成,其中电源电路提供系统所需的工作电源,专用电机驱动芯片驱动电机控制机器人的前进后退以及转向,光电对管完成寻迹和避障,光敏电阻传感器检测火焰,灭火风扇进行灭火。
设计的工作过程是:首先通过,光敏电阻传感器寻找火源后将信号传递给单片机,单片机根据已设定好的程序控制机器人运动,完成一系列的灭火动作。
关键词:灭火小车,光敏电阻传感器,单片机,光电对管,AbstractWith the development of society and the country, while rapid economic growth, the inevitable fire of all kinds of dangerous places frequent, caused a lot of hidden dangers to the social security, so the modern fire remedied in time has become an imminent need to address the problem, the fire as early as the moment experience less loss, fire and rescue personnel of course, speed is already very fast, but it also requires a small time, and enter the fire scene possible life-threatening, so the fire machine car concept was born. This article is extinguishing the car control system design, with the MCU eight microcontroller as control core, and this way, the microcontroller can give full play to its rich resources, more powerful control functions and bit-addressable operation function, low price advantage of its rich resources, to achieve control of each module; the design through to the power supply circuit, motor drives, photoelectric sensing circuit of flame detection circuit, fire fans, and other circuit, power circuit to provide the required power dedicated motor driver chip drives the motor to control the robot forward and back, and turned to put out the fire, photoelectric tube to complete the tracing and collision avoidance, photo resistor sensors to detect flame, the fire-fighting fan. The design process is: first through the photo resistor sensors to find the source of fire after signaling to the microcontroller, the microcontroller has set a good program to control the robot to complete a series of fire-fighting action.Keywords:fire-fighting car, photo resistor sensors, MCU,photoelectric tube,目录摘要 (I)Abstract (III)第1章绪论 (1)1.1 灭火小车控制系统的设计背景和意义 (1)1.2 国内国际研究现状 (1)1.3 灭火小车控制系统的目标 ...................... 错误!未定义书签。
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襄樊学院毕业论文(设计)论文题目:基于AVR单片机的智能灭火小车的设计EnglishTopic:The Design of Intelligent Fire-fighting CarBased on AVR MCU系别:物理与电子信息工程学院专业:07自动化班级:0711学号:07111056学生姓名:章振保指导教师:贾巍2011年月日基于AVR单片机的智能灭火小车的设计摘要:随着社会与国家的发展,现代火灾及时补救已成为迫在眉睫需要解决的问题,救火早一刻就少一分损失,消防救援人员固然速度已经很快,但也需要一段不小的时间,而且进入救火现场还有生命危险的可能,于是灭火智能小车的理念诞生了。
本设计主要就是针对消防智能技术的制作与研究,小车以ATMEGA128单片机为控制核心,加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成。
电源电路提供系统所需的工作电源,光电对管完成寻迹和避障,光敏电阻传感器检测火焰,采集到的数据通过ATMEGA128单片机处理传输到专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前进后退以及转向,最终启动灭火风扇进行灭火。
本论文进行整体的硬件设计,并编写了软件程序框图,制作的消防小车具有简易灭火功能,达到了实现现场灭火的目的,设计较好地完成了课题目标。
关键词:ATMEGA128单片机;传感器;智能灭火小车;直流电机;寻迹The Design of Intelligent Fire-fighting Car Based on AVR MCU Abstract: With the social and national development, the inevitable fires a variety of dangerous places frequently, to the Social Security created a lot of hidden dangers, so the modern fire remedied in time, has become an urgent need to address the problem, the fire As early as the moment to curbing, fire rescue personnel of course, speed has been fast, but it also needs a big time, and enter the fire scene there is the possibility of life-threatening, so was born the concept of fire-fighting car, stupid design is mainly for the production of fire-fighting carr, car in order to ATMEGA128 microcontroller to control the core,To power supply circuits, motor drives, photoelectric sensor circuit, the flame detection circuit, fire fans, and other circuit. Power circuit to provide the necessary working power supply systems, special-purpose motor driver chip drives car forward backward motor control, as well as steering, photoelectric tracing the completion of the tube and avoid obstacles, and photosensitive resistance sensor detects flame, fire-fighting fans put out the fire. This design produced a simple car fire extinguishing capabilities to achieve the realization of on-site fire-fighting purposes, the design goal of a better way to complete a task.Key words: ATMEGA128 MCU; Sensor; Smart car fire; DC; Tracing1绪论 (1)1.1 智能灭火小车控制系统的设计背景和意义 (1)1.2 智能灭火小车控制系统的目标 (1)1.3 主要内容 (1)2系统设计及方案比较 (2)2.1 整体方案设计 (2)2.2 硬件实现方案 (2)2.3 硬件总体设计方案 (6)2.4 软件总体设计方案 (7)3 硬件单元电路设计 (8)3.1 电源电路 (8)3.2 微控制器模块的设计 (8)3.3 电机驱动电路的设计 (11)3.4 舵机转向模块设计 (13)3.6 火焰检测电路的设计 (17)3.7 灭火与音报警系统的设计 (18)4软件实现 (20)4.1 软件开发平台介绍 (20)4.2 主程序流程图 (20)4.3 寻迹程序流程图 (21)4.4 灭火程序流程图 (22)5 系统功能调试 (25)5.1 测试仪器及设备 (25)5.2 功能测试 (25)5.3 调试心得 (27)结论 (28)[参考文献] (29)附录 (30)致谢 (31)1.1 智能灭火小车控制系统的设计背景和意义近几十年中,大量的高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现。
由于这些建筑的特殊性,发生火灾时,不能快速高效的灭火。
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。
消防人员时时刻刻冲到第一线,面临生命危险,在这种背景下,智能寻迹灭火系统应运而生,实现了对安全防护的质的提高,也大大地减低了消防人员的危险。
在智能寻迹灭火系统中应用单片机来代替人的思考,还可以实现自动化控制,简化了灭火的工作流程,使单片机代替多余的消防人员,节省了国家不必要的支出,减低了危险。
现今,单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域,配以各种接口传感器可以实现系统的智能化。
无论在安全防护领域、工业控制领域、医疗卫生领域、还是在国防军事领域、航天航空领域,微控制器都起着举足轻重的作用。
从最初的8位控制器到现在的32位控制器都还有很大的发展和应用空间。
根据本设计的要求,将采用ATMEL公司生产的ATMEGA128型单片机1.2 智能灭火小车控制系统的目标本论文设计的智能寻迹灭火小车控制系统应用范围十分广泛,设计的智能寻迹灭火小车应该能够实现温度监控、报警、具有自动寻迹、吹风灭火、返回起始点等功能,可通过温度的监控来进行设定小车是否前进。
本设计具有很好的开发前景,将会受到广大安全防护人员的欢迎。
1.3 主要内容本论文设计了以ATMEGA128单片机作为主控制器,光敏电阻作为本系统的火焰传感器,用ST178型光电对管进行寻迹和避障,L298作为直流电机的驱动芯片。
本论文所包含的内容如下:1、以单片机ATMEGA128为核心拟定了系统组成方案,完成了系统的电路硬件总体设计,包括供电模块、单片机系统、寻迹系统、电机驱动系统、壁障系统、火焰检测系统以及灭火系统和各个模块间接口。
2、完成主要功能模块的程序设计,分别完成对各个功能模块的程序进行调试工作。
2 系统设计及方案比较根据课题设计的要求和课题目标,本论文制定出了系统的设计方案,并通过比较论证,选择合适的器件。
最终确定手工制作小车,采用ATMEGA128单片机作为主控制器,用ST178型光电对管进行避障,TN9型热释电非接触式温度传感器作为本系统的火焰传感器,L298作为直流电机的驱动芯片的设计方案。
2.1 整体方案设计课题要求设计一个简易智能灭火小车模型,能到指定区域进行灭火工作(以蜡烛模拟火源,分布在小车行走的场地中)。
小车必须通过内部设备采集现场环境情况进行分析并做出相应的动作,以达到小车智能灭火的目的。
根据题目要求,本系统主要由控制器模块、电源模块、直流电机及其驱动模块、避障传感器模块、避障模块、火焰传感器、灭火系统及其驱动模块等模块构成,本系统的方框图如图1所示。
图1 系统结构框图为较好的实现各模块的功能,本论文分别设计了几种方案并分别进行了论证。
2.2 硬件实现方案2.2.1 MCU的选择近年来,单片机应用技术发展迅速,为智能装置的开发设计带来了很大的便利。
但在开发设计中选择合适的MCU带来了很大的困难。
方案1:采用可编程逻辑器件CPLD作为控制器。
CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。
采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。
但本系统不需要复杂的逻辑功能,对数据的处理速度的要求也不是非常高。
且从使用及经济的角度考虑本论文放弃了此方案。
方案2:采用凌阳公司的16位单片机,它是16位控制器,具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。
处理速度高,尤其适用于语音处理和识别等领域。
但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时,由于其占用的CPU资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。
本系统主要是进行避障和火焰传感器的检测以及电机的控制,兼有声音报警。
如果单纯的使用凌阳单片机,在语音播报的同时小车的控制容易出现不稳定的情况。
从系统的稳定性和编程的简洁性考虑,本论文放弃了单纯使用凌阳单片机而考虑其它的方案。
方案3:采用Atmel公司的ATMEGA128单片机作为主控制器。
ATMEGA128是一个低功耗,高性能的51内核的CMOS 8位单片机,片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器,具有256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个IO口,2个16位可编程定时计数器。
且该系列的51单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。
但是考虑到本系统要进行避障和火焰传感器的检测以及电机的控制、声音报警,若使用ATMEGA128可能在数据处理方面有一些不足。
因此本论文不选择此方案。
方案4:采用Atmel公司的ATMEGA128高端单片机作为主控制器。
ATMEGA128为基于A VR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。