【正文】 滅火機器人 設計 系 別 ：信息與控制系 班 級： 自動 0602 班 姓 名： 王?。?06061065）孫祥勛（ 06061047） 指導老師：趙勇 2021 年 7 月 —— 2021 年 9 月 目錄 第一章 引言 ............................................................... 1 課題背景 ............................................................... 1 實現(xiàn)功能 .............................................................. 1 模擬房子介紹 .......................................................... 1 第二章 系統(tǒng)整體方案設計 ..................................................... 2 系統(tǒng)硬件設計 .......................................................... 2 系統(tǒng)軟件設計 .......................................................... 2 第三章 硬件設計 ....................................................... 3 電源管理模塊 ........................................................... 3 穩(wěn)壓芯片 LM7805CV、 LM7812CV ........................................ 3 電源模塊電路原理圖 ................................................. 3 電機驅(qū)動芯片 L298N ..................................................... 4 L298N 的邏輯功能： ................................................. 4 外形及封裝： ....................................................... 4 L298N 電路原理圖： ................................................. 5 避障檢測傳感器 HS0038 .................................................. 5 HS0038 簡介： ...................................................... 5 HS0038 特點： ...................................................... 5 檢測原理： ........................................................ 6 HS0038 與單片機連接原理圖： ........................................ 6 地面灰度檢測傳感 器 ST188 ............................................... 6 ST188 特點： ....................................................... 6 檢測原理： ........................................................ 6 應用范圍： ........................................................ 6 外形尺寸（單位 mm）： ............................................... 7 ST188 原理圖： ..................................................... 7 火焰?zhèn)鞲衅?............................................................. 7 火焰?zhèn)鞲衅魇褂?..................................................... 7 第四章 軟件設計 ....................................................... 8 滅火機器人行進路線分析 ................................................ 8 軟件流程圖 ........................................................... 10 第五章 調(diào)試記錄及實驗心得 ............................................. 11 調(diào)試記錄 ............................................................. 11 實驗心得 ............................................................. 11 參考文獻 ............................................................. 13 附錄 1: 程序清單 ...................................................... 14 附錄 2: 滅火機器人實物圖及滅火場地 ..................................... 26 滅火機器人小車制作 第 1 頁 共 26 頁 第一章 引言 課題背景 隨著社會的進步，機器人技術的不斷發(fā)展使得機器人的應用領域不斷擴展，從以往多應用于工業(yè)領域而漸漸融入人們的生活。 滅火 機器人作為消防部隊中的新興力量，加入了搶險救災的行列。 滅火機器人 是一個集信號檢測、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了 智能機器人 系統(tǒng)的發(fā)展方向 。 實現(xiàn)功能 制造一個 自主 控制的機器人在一間平面結(jié)構房子模型里運動，找到一根蠟燭并盡快將它熄滅，這個工作受 地面摩擦、機器人慣性、機器人電機的轉(zhuǎn)數(shù)差 、齒輪箱與輪子的摩擦、電壓變化等 多個因素影響，它模擬了現(xiàn)實家庭中機器人處理火警的過程 ， 蠟燭代表家里燃起的火源，機器人必須找到并熄滅它。 模擬房子介紹 模擬房子平面圖單位： mm 圖 滅火機器人比賽場地（國際賽制） 比賽場地的墻壁 33cm 高，由木頭做成。墻壁刷成白色。比賽場地的地板將是被漆成黑色的光滑木制表面。在所有的房間和走廊的地板上，可能會鋪有小地毯，不會有粗毛地毯。場地中所有的走廊和門口寬都是 46cm。門口并沒有門，而是一個 46cm 的開口，將會有一個白色的 寬的白色帶子或白漆印跡表示房間入口。 滅火機器人小車制作 第 2 頁 共 26 頁 第二 章 系統(tǒng) 整體方案 設計 系統(tǒng) 硬件 設計 本次設計的目的是設計一個在規(guī)定區(qū)域能自主搜索火源并實施滅火的智能機器人小車，本次設計使用的主控芯片使用了 STC89C52 單片機，所以設計重點在傳感器和電機驅(qū)動上。系統(tǒng)總體設計框圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)總體設計框圖 系統(tǒng)軟件設計 軟件設計方案是以上述硬件電路為基礎的，包括電機控制模塊、傳感器模塊的程序設計與實現(xiàn)。 程序設計采用 C 語言編寫，編程環(huán)境是集成 Keil C51 編譯器的集成編譯環(huán)境。滅火機器 人設計的 軟件 設計結(jié)構框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)軟件設計框圖 MCU 小車電機驅(qū)動 傳感器模塊 傳感器模塊 電源部分 風扇電機 滅火機器人 系統(tǒng)軟件框圖 電機控制模塊 傳感器模塊 轉(zhuǎn)彎程序 前進程 序 停止 程序 ST188 程序 HS0038 程序 火焰 程序 滅火機器人小車制作 第 3 頁 共 26 頁 第 三 章 硬件設計 電源管理 模塊 電源是任何一個系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提條件，為了使機器人運行穩(wěn)定，單片機和電機的供電系統(tǒng)采用獨立供電的方法。 穩(wěn)壓 芯片 LM7805CV、 LM7812CV LM7805CV 的技術指標如下表： 表 31 穩(wěn)壓芯片 7805參數(shù) LM7812CV 的技術指標如下表： 表 32 穩(wěn)壓芯片 7812參數(shù) 電源模塊電路原理圖 由于單片機及所有的傳感器系統(tǒng)供電采用的是 5V 的電源，而車體要良好的運行電機的供電電壓應該達到