滅火機器人畢業(yè)論文(定稿)-預(yù)覽頁
【正文】 .............................................3 第一章 引言 .................................. 錯誤 !未定義書簽。尤其是當(dāng)新消防法出臺后，搶險救援已成為公安消防部隊的法定任務(wù)，面對新時期面臨的新情況新任務(wù)，也為了更好地解決前述難題，顯得日益重要 是 消防機器人的配備。智能汽車作為一種智能化的交通工具，體現(xiàn)了車輛工程、人工智能、自動控制、計算機等多個學(xué)科領(lǐng)域理論技術(shù)的交叉和綜合，是未來汽車發(fā)展的趨勢。機器人控制技術(shù)現(xiàn)已實現(xiàn)了陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 機器人的全數(shù)字化控制，基于傳感器的控制技術(shù)已取得了重大進展。目前正研究利用計算機技術(shù)，探索高效的控制驅(qū)動算法，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度；同時利用現(xiàn)場總線技術(shù)，實現(xiàn)的分布式控制 [1]。與普遍意義上的機器人相比該智能小車制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，程序調(diào)試方便， 此設(shè)計在前人研究的基礎(chǔ)上，通過不斷地學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，力求對消防機器人設(shè)計達到更深的了解和研究，促進消防機器人在火災(zāi)中的應(yīng)用并推廣在相關(guān)領(lǐng)域的研究，使消防研究工作不斷向前發(fā)展，具有很大的學(xué)術(shù)價值 。 系統(tǒng)具體設(shè)計要求如下： （ 1） 實現(xiàn)直流減速電機的啟、停、正、反控制； （ 2） 利用直流減速電機實現(xiàn)對小車的運動控制； （ 3） 利用穩(wěn)壓芯片為單片機電路系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓； （ 4） 利用紅外線光電開關(guān)對障礙物的檢測； （ 5） 利用光敏晶體管對火源的檢測； （ 6） 通過單片機控制小車運動狀態(tài)實現(xiàn)小車的滅火避 障； （ 7） 通過編程檢驗系統(tǒng)程序的模塊化設(shè)計。按鍵實現(xiàn)人機交互；可以提供豐富、直觀、友好的信息界面 ； （ 4） 控制模塊，控制模塊主要由電機驅(qū)動電路、滅火模塊等組成，實現(xiàn)對驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)及開啟風(fēng)扇滅火 。 避障模塊 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 方案 1： 用超聲波傳感器進行避障。但是超聲波傳感器需要 40KHz的方波信號來工作，因為超 聲波傳感器對工作頻率要求較高，偏差在 1％內(nèi)，所以用模擬電路來做方波發(fā)生器比較 難以實現(xiàn)。光電開關(guān)的工作原理如圖 4 所示：根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據(jù)此作出判斷反應(yīng)，是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均能檢測。 考慮到本系統(tǒng)只需要檢測簡單障礙物，沒有十分復(fù)雜的環(huán)境?？紤]到易用性，排除了 CCD 傳感器，從而主要考慮以下三種方案。 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 ? 使用紫外線傳感器識別火焰 方案 1 u F1 M ΩU VA / D轉(zhuǎn) 換器顯示 圖 26 紫外線傳感器識別方案 紫外線傳感器只對 185～ 260nm狹窄范圍內(nèi)的紫外線進行響應(yīng)，而對其它頻譜范圍的光線不敏感，利用它可以對火焰中的紫外線進行檢測。紅外火焰探頭將外界紅外光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，通過電位比較器來反應(yīng)高低電平的變化。 綜合考慮此處選用紅外接受二極管。經(jīng)實驗驗證，系統(tǒng)工作穩(wěn)定 。小車的一體電路設(shè)計，比較難良好地實現(xiàn)。用自制模塊或購買完整傳感器模塊，用自制單片機最小系統(tǒng)板控制小車運動。 綜合考慮，我們選定方案 3 作為我們的第一步方案。 方案 2：由于超聲波模塊輸入輸出是方波模擬量，其他模塊對其干擾特別大，用四節(jié)干電池為超聲波供電，用八節(jié)干電池為電機單獨供電，免去了分壓，而且模塊間干擾小，八節(jié)干電池通過 AM1117，進行降壓到 5V,能夠保證單片機和其它模塊的持續(xù)供電，電量充足。 方案 2：采用 STC89C52作為主控制芯片，該芯片有足夠存儲空間，可以方便的在線下載程序，反復(fù)燒寫達十萬次，方便。 電機驅(qū)動模塊 方案 1：采用步進電機作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機 步進電機的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適合小車等有一定速度的系統(tǒng)。 尋 跡傳感器模塊 方案 1：采用光敏電阻和二極管配合，受外界干擾比較大，對地面平整要求較高。 方案 2：采用紅外接受二極管，紅外接收二極管將外界紅外光的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯淖兓?LM324進行電壓比較，后輸出數(shù)字開關(guān)量。 方案 2：用超聲波傳感器進行避 障。超聲波傳感器需要 40KHz 的方波信號來工作，超聲波傳感器對工作頻率要求較高，偏差在 1％內(nèi)，所以用單片機作方波發(fā)生器方便有效。同時驅(qū)動效率大，穩(wěn)定性好。 2． 采用 3+4+8 節(jié)干電池供電。 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第三章 硬件設(shè)計分析與計算 系統(tǒng)技術(shù)路線及功能簡介 本系統(tǒng)利用單片機 STC89C52 單片機作為系統(tǒng)的主控模 塊，采用反射式紅外傳感器識別黑線軌跡，用紅外火源傳感器檢測火源，超聲波傳感器測量規(guī)定區(qū)域，由單片機對傳感器識別到的信號加以分析和判斷，通過對直流電機的控制來實現(xiàn)自動尋跡并滅火 。超聲波 5V， 3 個干電池直接為其供電。紅外尋跡傳感器原理圖如圖 31 所示： 圖 31 紅外尋跡傳感器原理圖 圖中可調(diào)電位器阻值來調(diào)節(jié)比較器的門限電壓，可方便的調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度。 RN RN2 為上下拉電阻 .D1D8 為續(xù)流二極管 IN4007。滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路如圖 34 所示： 圖 34 滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 四、 軟件設(shè)計 在進行微機控制系統(tǒng)設(shè)計時，我們根據(jù)單片機的具體情況使用 Keil C51軟件，采用主流設(shè)計語言 C語言對單片機進行編程實現(xiàn)各項功能。 直走 2 線原地 360176。盡可能的減小時間。對于做控制類小車題目的我們來說，需要很強的動手能力，我們在做車的過程中受益匪淺。歡樂與汗水伴隨著我們成長。 [7] 余國衛(wèi) 譚延軍，基于 AT89S52 單片機的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)（ J），微處理機， 202110，5 [8] 鄧江，基于 AT89S52 的 車用抬頭顯示系統(tǒng)研究（ D），成都：電子科技大學(xué) [9] 黃玉清 張江美等 .模糊控制在移動機器人中的應(yīng)用（ J）：西南科技大學(xué)學(xué)報， 20213，1（ 1） . [10] 姜志海
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