【正文】 滅火機(jī)器人 設(shè)計(jì) 系 別 ：信息與控制系 班 級(jí)： 自動(dòng) 0602 班 姓 名： 王?。?06061065）孫祥勛（ 06061047） 指導(dǎo)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(shí)現(xiàn)功能 .............................................................. 1 模擬房子介紹 .......................................................... 1 第二章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) ..................................................... 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................................................... 2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 2 第三章 硬件設(shè)計(jì) ....................................................... 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(jī)驅(qū)動(dòng)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(cè)傳感器 HS0038 .................................................. 5 HS0038 簡(jiǎn)介： ...................................................... 5 HS0038 特點(diǎn)： ...................................................... 5 檢測(cè)原理： ........................................................ 6 HS0038 與單片機(jī)連接原理圖： ........................................ 6 地面灰度檢測(cè)傳感 器 ST188 ............................................... 6 ST188 特點(diǎn)： ....................................................... 6 檢測(cè)原理： ........................................................ 6 應(yīng)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(shè)計(jì) ....................................................... 8 滅火機(jī)器人行進(jìn)路線分析 ................................................ 8 軟件流程圖 ........................................................... 10 第五章 調(diào)試記錄及實(shí)驗(yàn)心得 ............................................. 11 調(diào)試記錄 ............................................................. 11 實(shí)驗(yàn)心得 ............................................................. 11 參考文獻(xiàn) ............................................................. 13 附錄 1: 程序清單 ...................................................... 14 附錄 2: 滅火機(jī)器人實(shí)物圖及滅火場(chǎng)地 ..................................... 26 滅火機(jī)器人小車制作 第 1 頁(yè) 共 26 頁(yè) 第一章 引言 課題背景 隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展使得機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，從以往多應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域而漸漸融入人們的生活。 滅火 機(jī)器人作為消防部隊(duì)中的新興力量，加入了搶險(xiǎn)救災(zāi)的行列。 滅火機(jī)器人 是一個(gè)集信號(hào)檢測(cè)、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了 智能機(jī)器人 系統(tǒng)的發(fā)展方向 。 實(shí)現(xiàn)功能 制造一個(gè) 自主 控制的機(jī)器人在一間平面結(jié)構(gòu)房子模型里運(yùn)動(dòng)，找到一根蠟燭并盡快將它熄滅，這個(gè)工作受 地面摩擦、機(jī)器人慣性、機(jī)器人電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)差 、齒輪箱與輪子的摩擦、電壓變化等 多個(gè)因素影響，它模擬了現(xiàn)實(shí)家庭中機(jī)器人處理火警的過(guò)程 ， 蠟燭代表家里燃起的火源，機(jī)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(jī)器人比賽場(chǎng)地（國(guó)際賽制） 比賽場(chǎng)地的墻壁 33cm 高，由木頭做成。墻壁刷成白色。比賽場(chǎng)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(huì)鋪有小地毯，不會(huì)有粗毛地毯。場(chǎng)地中所有的走廊和門口寬都是 46cm。門口并沒(méi)有門，而是一個(gè) 46cm 的開口，將會(huì)有一個(gè)白色的 寬的白色帶子或白漆印跡表示房間入口。 滅火機(jī)器人小車制作 第 2 頁(yè) 共 26 頁(yè) 第二 章 系統(tǒng) 整體方案 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)在規(guī)定區(qū)域能自主搜索火源并實(shí)施滅火的智能機(jī)器人小車，本次設(shè)計(jì)使用的主控芯片使用了 STC89C52 單片機(jī)，所以設(shè)計(jì)重點(diǎn)在傳感器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)上。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)方案是以上述硬件電路為基礎(chǔ)的，包括電機(jī)控制模塊、傳感器模塊的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 程序設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)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(jī)器 人設(shè)計(jì)的 軟件 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)框圖 MCU 小車電機(jī)驅(qū)動(dòng) 傳感器模塊 傳感器模塊 電源部分 風(fēng)扇電機(jī) 滅火機(jī)器人 系統(tǒng)軟件框圖 電機(jī)控制模塊 傳感器模塊 轉(zhuǎn)彎程序 前進(jìn)程 序 停止 程序 ST188 程序 HS0038 程序 火焰 程序 滅火機(jī)器人小車制作 第 3 頁(yè) 共 26 頁(yè) 第 三 章 硬件設(shè)計(jì) 電源管理 模塊 電源是任何一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提條件，為了使機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定，單片機(jī)和電機(jī)的供電系統(tǒng)采用獨(dú)立供電的方法。 穩(wěn)壓 芯片 LM7805CV、 LM7812CV LM7805CV 的技術(shù)指標(biāo)如下表： 表 31 穩(wěn)壓芯片 7805參數(shù) LM7812CV 的技術(shù)指標(biāo)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(jī)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(yùn)行電機(jī)的供電電壓應(yīng)該達(dá)到