基于单片机智能避障灭火小车的设计
基于AT89C52的智能避障小车设计

基于AT89C52的智能避障小车设计智能避障小车就是一种具有避障功能的机器人小车,可以自主进行路径规划,避免障碍物,并且可以根据环境的变化进行自适应调整。
本篇文章介绍一种基于AT89C52单片机的智能避障小车设计。
1. 智能避障小车的硬件设计智能避障小车的硬件部分包括车身、电机、电源和感应器等。
其中,车身可以采用自制或购买的小车底盘,电机可使用直流电机或步进电机,电源使用锂电池或者干电池,感应器包括超声波模块、红外线传感器和巡线传感器等。
本设计中,小车底盘采用购买的4WD智能小车底盘,电机使用直流电机,电源采用两节18650锂电池串联电池组,超声波模块作为主要的感应器。
智能避障小车的软件部分包括路径规划、避障算法和控制系统等。
其中,路径规划决定小车的运动轨迹,避障算法根据感应器检测到的障碍物进行避障处理,控制系统则控制小车运动。
路径规划本设计采用回溯法进行路径规划,首先确定起点和目标点,并定义迷宫的矩阵。
回溯法具体思路如下:设置一个栈,存储当前的路径信息;从起点出发,向四个方向尝试前进,如果能够到达下一个点,就将该点入栈,并将该点标记为已访问;如果走到了死路,就回退到上一个点,并标记该点为已访问;当到达终点时,输出栈中的信息,表示找到了一条合法路径。
避障算法本设计采用超声波传感器进行避障处理,具体思路如下:设置超声波传感器,检测前方距离;如果检测到前方有障碍物,向左或向右转向,找到通行的方向;如果无法找到通行方向,就回退到上一个点,并重新寻找通行方向。
控制系统控制系统采用AT89C52单片机,具体实现如下:通过IO口控制小车的电机;通过超声波传感器控制小车运动方向;通过串口通信发送小车的状态信息。
智能避障小车具有广泛的应用领域,如物流配送、环境巡检、仓库管理等。
本设计中,采用小车底盘、电机以及超声波模块等较为成熟的模块,在单片机的控制下实现了避障功能,并可以通过串口通信输出状态信息,具有一定的参考价值。
基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇

基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计1一、研究的背景近年来,随着机器人技术的不断发展,人们对智能小车的需求越来越高。
智能小车能够根据周围环境的变化,自动地进行信号处理和运动抉择,实现自主导航、路径规划和避障等功能。
在工业生产、物流配送、智能家居、环保治理等领域,智能小车具有广泛的应用前景。
二、研究的目的本文研究的目的是基于ARM单片机的智能小车循迹避障设计。
通过对小车的硬件组成和软件程序的设计,使小车能够自主进行行车,避免撞车和碰撞,并能够遵循预设的路径进行行驶,完成既定的任务。
三、研究的内容1. 小车的硬件组成小车的硬件组成主要包括以下方面:(1)ARM单片机:ARM单片机是一种高性能、低功耗的微处理器,广泛应用于嵌入式系统领域。
在本设计中,ARM单片机作为控制中心,负责控制小车的各项功能。
(2)直流电机:直流电机是小车的动力来源,通过电路控制,实现小车前进、后退、转弯等各种运动。
(3)红外循迹传感器:红外循迹传感器是小车的“眼睛”,能够检测和识别地面上的黑色和白色,实现循迹运行。
(4)超声波传感器:超声波传感器是小车的避障装置,能够探测小车前方的障碍物,实现自动避障。
(5)LCD液晶屏幕:LCD液晶屏幕是小车的显示器,能够显示小车行驶的速度、距离、角度等信息。
2. 小车的软件程序设计小车的软件程序设计分为两部分:一部分是嵌入式软件设计,另一部分是上位机程序设计。
(1)嵌入式软件程序设计嵌入式软件程序是小车控制程序的核心部分,负责控制小车硬件的各项功能。
具体实现过程如下:① 初始化程序:负责对小车硬件进行初始化和启动,包括IO口配置、计数器设置、定时器设置等。
② 循迹程序:根据红外循迹传感器所检测到的黑白线,判断小车的行驶方向。
如果是白线,则小车继续向前行驶;如果是黑线,则小车需要进行转向。
③ 路径规划程序:根据预设路径,计算小车应该按照什么路线进行行驶。
基于OPENART的智能消防小车

基于OPEN ART的智能消防小车摘要据不完全统计,全球范围内每年约发生火灾700万起,因火灾丧生的人数高达七万人,我国每年因火灾造成的财产损失更是高达24.3亿元。
由此可见,随着人们生产活动的增加,全球各地频发的火灾给人们带来了巨大的生命威胁与财产损失,怎样实现火灾的早期预警已经成为了当今互联网时代急需解决的问题。
为此,我们设计了一种可以进行自动避障循迹、识别火源并立即进行报警和灭火的智能消防小车,无需人力,即可通过小车巡视工厂、仓库等易燃场所的消防安全情况,解决火灾的早期预警与扑救工作等问题,具有较高的实际生产应用价值。
关键词: STM32单片机、北斗GPS模块、OPEN ART1 设计背景及目的随着人类生产活动的增加,消防工作也渐渐在公共安全中扮演着越来越重要的角色,如何提升消防水平,降低人员伤亡,成为我们需要面临的一大难题。
而在当今这个智能化、互联化的时代,智能消防小车的应用已经成为一个必然的趋势。
与传统消防模式相比,智能消防小车具有时效性高、反应速度快等特点。
小车采用全区域路径规划方法规划避障路径,通过环境参数辨识分析方法,进行避障路径寻优,可以自动寻找火源并利用电磁水泵对火灾现场展开扑救。
不仅可以在第一时间投入灭火工作,为火灾的扑救工作争取宝贵的时间,也可以代替人力在火场一线冲锋在前,大大降低了火灾中人员伤亡的概率。
随着物联网技术的发展,传统消防向智慧消防的转变已成为当下消防工作的主要发展方向,而智能消防小车的生产应用将为我国智慧消防建设起到深远的推动作用。
2 基本设计思路本设计由infineon TC264单片机作为核心板,Open ART摄像头、北斗GPS 双模定位模块、IMU660RA六轴模块、ESP8266 WIFI透传模块、电磁水泵、液晶显示屏等共同组成。
在小车上电后,北斗GPS定位模块可在几秒内迅速通过北斗卫星精准定位,在液晶显示屏上显示小车的位置信息,随后Open ART摄像头将使用yolo目标检测的方法,采集现场信息,并与生成的神经网络模型进行交互,从而检测小车行驶路况与火灾发生情况,若发现火源,主控芯片会立刻驱动电磁水泵向火源喷射高压水柱,进行精准灭火。
基于单片机的智能小车避障循迹系统设计

基于单片机的智能小车避障循迹系统设计
随着技术的不断发展,智能小车成为人们生活中不可或缺的一部分。
本文主要介绍一款基于单片机的智能小车避障循迹系统设计。
一、系统的硬件设计
本智能小车的硬件设计包括控制模块、电源模块、驱动模块和传感器模块。
其中,控制模块采用C51单片机,电源模块采
用锂电池,驱动模块通过直流电机实现小车的前进、后退、左右转弯等各项动作,而传感器模块则包括超声波传感器、巡线传感器和红外线传感器。
二、系统的软件设计
本智能小车的软件设计包括控制程序和驱动程序。
控制程序主要实现通过巡线传感器和超声波传感器来检测路面情况,从而确定小车行驶方向和速度,同时通过红外线传感器来检测障碍物,从而进行避障。
驱动程序主要用于实现小车的前进、后退、左右转等动作。
三、系统的操作流程
小车启动时,控制程序首先检测巡线传感器和超声波传感器所处位置,从而确定小车行驶方向和速度。
接着,红外线传感器开始检测障碍物,并且在检测到障碍物时,自动转弯避免碰撞。
当小车行驶过程中检测到黑色线条时,巡线传感器将自动控制
小车前进或后退,从而使小车保持在线条上行驶。
四、系统的优点和应用
基于C51单片机的智能小车避障循迹系统具有高度自动化、低成本、易于维护等优点。
该系统可广泛应用于自动化物流、智能家居、机器人等领域。
总之,随着科技的不断发展,传感器技术和单片机技术等已经得到了广泛的应用和推广。
未来,智能小车必将在各个领域发挥更大的作用,创造更多的价值。
基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计

基于单片机的智能寻迹避障小车设计课程设计一、设计背景及目的随着人们对机器人技术的提高和普及,智能小车已应用于很多领域,如工业制造、学术研究等,成为了未来技术发展的重要方向。
本课程设计旨在通过单片机智能寻迹避障小车的设计,让学生了解单片机的基本原理,熟悉电路的设计和程序员的编写,培养学生的动手实践能力,同时增强学生的数字电路、模拟电路、控制系统等方面的综合实践能力。
二、设计过程1.设计方案智能寻迹避障小车把巡线车和避障车的功能集于一身,要实现这个设定的关键是用探测器实时地获取小车与路面间的距离,当距离为某一特定值时,小车就改变行进方向,而通过红外线传感器检测路线,小车就能够在沿着直线行驶时不偏离方向。
为了让设计更具实际意义,小车还可以配合LED灯来实现小车的状态显示。
2.硬件设计(1)原理图设计硬件电路由电源电路、控制电路和传感器组成。
单片机控制模块选用STC12C5A60S2芯片,这是一款强大的外设丰富的低功耗单片机,非常适合最终的应用。
为了让小车更加灵活,我们在使用STA的同时,还增加了音乐播放和语音提示的功能。
(2)电源电路设计电源电路采用两节7号电池的串联,达到12V的工作电压。
画图时还需注意进出电源的楔子,使其距离模块尽可能近,且哆扰较大,避免电路受电源电路噪声的干扰。
此外,还需要注意金属件漏接。
(3)控制电路设计该电路控制选择STC12C5A60S2单片机。
由于片内存储空间,接口丰富,定时器与PWM单元多对多的特点,这种单片机非常适合用于本设计。
传感器的控制电路采用运放直接与单片机相连的电路。
电路复杂度较低,文档在写作时主要是结果的分析。
UV2.0被用于编写程序和模拟仿真,在还原电路的同时验证了单片机的控制电路是否能够达到上设计的外部设备的操作目标。
(4)传感器设计两种传感器用来辅助STC12C5A60S2芯片的控制,实现小车的巡线与避障。
红外线传感器用于检测小车行驶时是否偏离,具体实现通过红外识别小车至地面之间的距离,当距离值达到某一阈值,小车就需要改变行进方向,以免偏离路线。
基于STM32单片机的超声波智能避障小车设计.-毕业论文

本科生毕业设计(论文)论文题目基于STM32单片机的超声波智能避障小车设计基于STM32单片机的超声波智能避障小车设计摘要随着我国经济的高速发展,汽车已经成为人们生活中必不可少的出行工具。
但汽车数量的不断增加,也导致了各种交通事故。
车辆追尾、刮蹭以及疲劳驾驶事故等类似事故的频繁发生,严重的影响了安全秩序并造成经济损失,如何有效避免交通事故成为问题的关键。
此外,随着智能汽车的研究不断加深,基于人工智能的半自动驾驶或是全自动驾驶正在潜移默化影响着未来人们的驾驶习惯,安全、高效并且减少驾驶员压力等诸多元素逐渐成为未来智能车的发展趋势。
本次设计了一款智能超声波避障小车模型,采用STM32编程环境的单片机,结合超声波测距系统与步进电机控制系统,实现智能车自主避障功能。
拟解决的主要问题为:智能车超声波传感器对道路环境进行信息采集,单片机进行实时的数据处理和程序执行,完成误差计算并对电机进行PWM脉冲调制进行转向避障。
另外,还设计了单片机主控系统、基于红外传感器的黑线循迹系统、基于光敏电阻的智能寻光系统、基于光电对射传感器的车速检测显示系统以及红外遥控系统。
重点研究信息采集过程和电机驱动过程,对提高超声波传感器测量精度、测量范围以及不同转弯方案进行了分析讨论。
针对障碍物超过超声波传感器检测范围时小车软件程序的不执行,采用了舵机平台式超声波检测法。
针对多方向同时遇到障碍物的情况小车易发生刮蹭问题,采用了后退式检测法。
针对不同速度下的转弯方式进行分析讨论,计算设计了两种安全距离下的转弯流程。
此外,重点分析其它传感器模块的选型设计部分,完成基本功能要求。
后期对各模块系统进行了整合调试,记录数据分析并进行方案优化。
关键词:自动驾驶;超声波避障;PWM脉冲调制;舵机平台式;电机控制AbstractWith the rapid development of Country's economy, cars have become an essential travel tool in people's life. However, the increasing number of cars has also led to various traffic accidents. The frequent occurrence of similar accidents such as rear-end collision, scraping and fatigue driving accidents seriously affect the social safety order and cause economic losses. How to effectively and usefully avoid traffic accidents becomes the key to the problem. In addition, with the deepening of the research on the smart cars, semi-automatic driving or automatic driving based on artificial intelligence is influencing people's driving habits in the future, and many elements such as safety, high efficiency and reducing driver pressure are gradually becoming the development trend of smart cars in the future.This time we design a intelligent ultrasonic obstacle avoidance car model , which uses a single chip microcomputer in STM32 programming environment and combines ultrasonic ranging system and stepping motor control system , to realize the autonomous obstacle avoidance function of the intelligent car. The main problems to be solved are: intelligent vehicle ultrasonic sensor collects information on road environment, single chip microcomputer carries out real-time data processing and program execution, completes error calculation and carries out PWM pulse modulation on motor for steering and obstacle avoidance. In addition, the MCU control system, black line tracking system based on infrared sensor, intelligent light-finding system based on photosensitive resistor, speed detection and display system based on photoelectric counter sensor and infrared remote control system are also designed.The information acquisition process and motor driving process are mainly studied, and the improvement of measurement accuracy, measurement range and different turning schemes of ultrasonic sensors are analyzed and discussed. Aiming at the non-execution of the car software program when the obstacle exceeds the detection range of the ultrasonic sensor, the steering gear platform ultrasonic detection method is adopted. In view of the fact that the car is easy to scratch when encountering obstacles in multiple directions at the same time, the backward detection method is adopted. The turning modes at different speeds are analyzed and discussed, and the turning processes at two safe distances are calculated and designed. In addition, the selection and design of other sensor modules are mainly analyzed to fulfill the basic functional requirements. In the later period, the system of each module was integrated and debugged, the data was recorded and analyzed, and the scheme was optimized.Key words:automatic driving; Ultrasonic obstacle avoidance; PWM pulse modulation; Steering gear platform type; Motor control目录摘要 (II)Abstract ............................................................ 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。
基于单片机的智能小车设计(红外避障及循迹)
轮式移动机器人的设计报告单片机系统课程设计智能小车(避障及循迹)的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
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除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于STC89C52RC的智能避障灭火小车论文
单片机暑期培训(实训项目)论文基于STC89C52RC的智能避障灭火小车目录中文摘要 (1)一.工作目的 (1)二.研究方法 (2)三.成果 (2)四.结论 (3)English Abstract (3)A. Work purposes (4)B.The research methods (4)C.Results (4)D.Conclusions. (5)绪论 (6)1.智能灭火小车控制系统的设计背景和意义 (6)2.智能灭火小车控制系统的目标 (8)3.主要内容 (8)论文主体 (8)一.设计方案的确定 (8)系统设计及方案 (8)整体方案设计 (8)2.2 硬件实现方案 (9)2.2.1 MCU的选择 (9)2.2.2 电机选择 (10)2.2.3 传感器的选择 (11)2.3 硬件总体设计方案 (14)2.4 软件总体设计方案 (15)3.硬件单元电路设计 (16)3.1 电源电路 (16)3.2 微控制器模块的设计 (16)3.2.1 STC89C52RC单片机介绍 (16)3.3 电机驱动电路的设计 (18)3.4 传感器电路的设计 (20)3.5 火焰传感电路的设计 (22)3.7 灭火驱动电路 (22)4.软件的实现 (27)4.1 软件开发平台介绍 (27)4.2 主程序流程图 (30)4.3 寻迹程序流程图 (31)5 系统功能调试 (33)5.2 功能测试 (33)5.2.1 驱动电路部分 (34)5.2.2 寻迹部分 (34)5.2.4 灭火效果部分 (34)5.3 调试心得 (35)中文摘要本次设计CPU采用Atmel公司STC系列单片机中的89C52RC,完成的是暑期单片机培训结束后的实习项目。
完成的作品基本功能要求是在规定时间内找出限定场地内的火源,从而采取灭火动作,同时用液晶显示屏显示小车的执行任务,使得我们对小车的运行状况有一个更好的了解。
一.工作目的1.集成了几乎完善的8位中央处理单元2.指令系统近乎完善3.把微型计算机的主要部件集成在一块芯片上,使得传送距离大大缩短、可靠性更高,运算速度更快4.具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点,广泛应用与仪器仪表中,且功能比起电子或数字电路更加强大因此,基于单片机的灭火机器人设计也具有重要的理论和实践意义,能够使自己在完成过程中学到许多知识和实践能力。
基于单片机的自动避障小车
基于单片机的自动避障小车在科技不断发展的今天,自动化和智能化的产品越来越多地融入到我们的生活当中。
其中,基于单片机的自动避障小车作为一个具有代表性的应用实例,展现了电子技术、传感器技术和控制算法的完美结合。
自动避障小车的核心在于能够自主感知周围环境,并根据所获取的信息做出准确的决策,从而实现避开障碍物的目的。
要实现这一功能,单片机起着至关重要的作用。
单片机,就像是小车的“大脑”,负责处理各种传感器传来的数据,并下达相应的控制指令。
在选择单片机时,需要考虑其处理能力、存储容量、引脚数量等因素。
常见的单片机如STM32 系列、Arduino 等,都具有较高的性价比和丰富的开发资源,为自动避障小车的设计提供了有力的支持。
为了让小车能够感知障碍物,需要配备合适的传感器。
超声波传感器是一种常见的选择,它通过发射超声波并接收反射回来的波,根据时间差来计算与障碍物的距离。
红外线传感器也常被使用,它可以检测物体发射或反射的红外线,从而判断是否有障碍物存在。
当传感器获取到障碍物的信息后,这些数据会被传输给单片机进行处理。
此时,就需要一套有效的控制算法来决定小车的行动。
一种简单的算法是基于距离阈值的判断。
例如,当小车前方的障碍物距离小于设定的安全距离时,单片机控制小车转向;当距离大于安全距离时,小车继续直线前进。
在硬件设计方面,除了单片机和传感器,还包括电机驱动模块、电源模块等。
电机驱动模块负责将单片机输出的控制信号转换为电机的实际动作,从而实现小车的前进、后退、转向等操作。
电源模块则为整个系统提供稳定的电能供应,确保小车能够正常工作。
为了实现小车的灵活转向,通常采用两轮驱动或四轮驱动的方式。
两轮驱动的小车结构相对简单,但转向控制较为复杂;四轮驱动的小车则具有更好的稳定性和通过性,但硬件成本和控制难度也相对较高。
在软件编程方面,需要根据所选的单片机和传感器进行相应的代码编写。
编程的过程中,要注意数据的采集、处理和控制指令的输出。
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1引言
在当今时代,随着科技逐渐发达,很多的家电因为自身质量和老化的原因,易引发火焰,给个人带来诸如轻如财产损失重则人员伤亡的诸多弊端,除此之外,大量货物使得仓库的使用成为主流趋势,大仓库的管理相对较难,人力物力的使用大大的浪费了资源,同时得不到很好的效果,常常一点的火星都会引起熊熊大火,防火安全问题困扰着过去每一个人,电器电线老化,大量易燃物不能安全存放等原因引发的火灾造成数额巨大的经济损失、生命安全问题,因此快速发现明火并将其扑灭从而保护社会财产
是现社会保护人身和财产安全急需解决的重要问题[1]。
目前你防火、灭火措施仍然以人力为主,但人力资源短缺、人的能力和精力的限制、效率低、发现不及时等问题,常常会延误最佳的灭火时间,此时,寻求一合理有效的针对智能灭火的仪器就势在必行,不可忽视,本设计中使用智能小车这一设备来解决这个问题[2]。
2系统硬件电路设计
图1整体框架图
该避障灭火小车主要由6模块构成(图1所示),分别是主控制器模块、电源供电模块、L298N电机驱动模块、红外避障模块、光敏寻火模块、电机灭火模块[1]。
电源模块是由3节3.7V电池构成,电源模块给其它各个模块供给电能。
在小车的行进过程中红外避障模块不断发出红外射线,当遇到障碍物时,避障模块发出的红外线会被障碍物反射回来,并被红外接收管收到转换为电信号反馈与主控制器,然后由主控制器做出判断向驱动模块发出信号,在合适的时机进行避障转弯。
当寻火模块检测到火焰时将信号发送给主控制器,主控制器将根据具体参数,判断具体火焰相对于小车的方向,在前侧,左侧还是右侧,并向驱动模块发出信号控制小车进行转弯或直行。
当小车寻火并到达距火焰一定距离时,主控制器会发出信号,使灭火模块开始工作,并实时监测灭火效果。
STC89C52虽然是8位控制器,但在考虑到当此小车投入到现实生产中必然是成本越低越好,另外经过试验证明此主控芯片完全可以胜任所需要的各项需求,所以最终确定使用该主控芯片作为小车的主控芯片。
L298N是一种能够产生较高电压和较大电流电机驱动芯片。
本设计中的电机使用的是2只5V的直流电机,将两只直流电机装在小车的左右后方,构成后轮驱动的智能小车。
只要控制驱动模块输入端IN1、IN2、IN3、IN4的高低电平,就可以使小车左右轮实现正反转。
当小车在行进中遇到障碍时,驱动模块驱动左右两轮使它们有相反的转向,从而使小车进行转弯,当小车避开障碍后,两轮具有相同转向,小车继续前行[3]。
其电路如图2。
3系统软件设计
软件部分是在Keil软件中完成的,该软件具有很好的可视化界面,大部分8位单片机的编程均是在该软件中完成的。
软件开发采用的是模块化程序,将程序分成若干个子程序,然后进行每个模块程序的逐一编写[4]。
分模块进行程序的编写与调试,方便后期的检查。
在所有程序编写完成后,将程序烧录至STC89C52进行整机测试,反复调试后得到最后想要的结果。
系统上电,单片机开始工作,首先进行各模块的初始化,L298N电机驱动模块、红外避障模块、光敏寻火模块、电机灭火模块分别初始化,小车开始前进。
智能避障灭火小车在行进过程中,单片机中不断扫描避障子程序,当红外避障模块检测到左方或右方有障碍时,智能小车响应的向右转或左转。
在转向过程中,单片机仍不断扫描并执行避障子程序,直到红外避障模块检测不到障碍,此时将退出避障程序。
智能避障灭火小车在行进过程中,不断进行火焰的检测,当检测到火焰时小车将寻找合适的位置,反馈与单片机。
同时单片机做出响应反映,打开灭火装置,进行灭火,并在灭火过程中,不断监测灭火情况。
当火焰熄灭时,灭火完成,小车将关闭灭火装置。
4结束语
本文设计了采用STC89C52为主控制器,把电源供电模块、L298N电机驱动模块、红外避障模块、光敏寻火模块、电机灭火模块结合起来,并且经过硬件反复调试、软件的反复修改,最终成功设计出了一辆智能避障灭火小车。
该小车能较好的完成避障、寻火、灭火的功能,具有准确度高、灭火迅速的特点,且该智能小车具有精准度高、设计简单、耗能低、操作方便,具有一定的推广价值。
参考文献:
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[4]陆斌.自动避障和火焰搜索在智能灭火机器人中的实现[J].工业控制计算机,2012,(2):105-106.
作者简介:朱国良,男,本科生在读,徐州工程学院数理学院,江苏徐州221000
王思炜,本科生在读,徐州工程学院数理学院,江苏徐州221000渠祥祥,本科生在读,徐州工程学院数理学院,江苏徐州221000种法力(通讯作者)(1977-),男,博士,副教授,徐州工程学院数理学院,江苏徐州221000
基于单片机智能避障灭火小车的设计
朱国良王思炜渠祥祥种法力
摘要:大多数的房屋和仓库中的防火、灭火措施仍然以人力为主,但单单靠人的力量来解决此类问题仍然存在欠缺,为解决该问题设计了采用STC89C52为主控制器的智能小车。
该小车是一款集避障、寻火、灭火,实时监测灭火效果等多功能于一身的智能小车。
能够主动寻找火源并有效躲避途中障碍,在灭火时能够实时监测灭火效果,最终实现安全灭火。
关键词:STC89C52单片机避障监测灭火
中图分类号:G642.0文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2017.11.029
图2
电机驱动模块电路
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