【正文】 度，返回啟動區(qū)。完成此過程所用時間為 秒。同時小車語音播報：發(fā)現(xiàn)火源 2?；鹪次恢眉靶≤嚠斍拔恢迷谝壕辽夏軌蚶L圖顯示。遠程顯示臺液晶屏可以繪圖顯示小車回到初始位置。我們的遠程顯示監(jiān)控只是應用了無線傳輸，并沒有用攝像頭就實現(xiàn)了機器人位置及狀態(tài)的顯示，節(jié)約了成本。宗光華，楊 洋，唐伯雁譯。單片微型計算機原理與接口技術。數(shù)字電子技術基礎。北京：清華大學出版社 ， 2020 3. 船倉一朗，土屋 堯等（日）。遠程顯示臺的應用，為實際生活中的滅火機器人的模擬遠程顯示。遠程顯示臺液晶屏可以實時顯示整個過程，遠程顯示臺語音播報：熄滅火源 2。同時遠程顯示臺的液晶屏上繪圖顯示整個場地地圖以及小車當前在地圖上的位置。完成這些動作所用時間為 秒。小車按照預定路線將蠟燭熄滅后，遠程顯示臺液晶屏顯示并語音播報：已熄滅火源。 用這種權值相加然后平均的尋跡算法同單純的判斷檢測到對管的位置并作出判斷的方法相比，程序思路清晰，程序執(zhí) 行結果較好。由均值的值就可以得到小車的當前狀態(tài)，進而可以根據(jù)狀態(tài)控制電機從而實現(xiàn)小車的尋跡。 我們用“近視”傳感器和“遠視”傳感器交替使用，避免了誤檢測的情況的出現(xiàn)。該電路非常簡單，是凌陽公司的標準電路。滅火風扇驅動電路如圖 17 所示： 圖 17 滅火風扇驅動電路 在 Uin 處接單片機的 IO 口，通過 IO 口輸出高低電平可以實現(xiàn)三極管的導通與關斷，從而就可以實現(xiàn)對滅火風扇的開關控制。 火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b 我們所設計的火焰?zhèn)鞲衅髟诿恳粋榷加幸弧敖暋被鹧鎮(zhèn)鞲衅骱汀斑h視”火焰?zhèn)鞲衅?。當車體中間通過白線時，小車在相應的坐標方向上加一計數(shù)。 因此我們考慮用比較器的方案。這樣通過 89S52 的下載軟件就可以方便的實現(xiàn)往 S52 中下載程序。 因此我們選擇方案 4 作為本系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。每 組火焰?zhèn)鞲衅鞫加幸粋€報上了一層黑塑料薄膜以縮短其檢測范圍。因此用此種方案實現(xiàn)時，火焰的坐標難以確定。這在無形中為系統(tǒng)硬件和軟件的設計增加了難度。然后小車返回到場地中間在順向走一遍，同時檢測兩側是否有火焰，如果有火焰的話記下火焰的行坐標。如此這樣每走半列就檢測 6 個黑方格，一直掃描完所有的黑方格，圖中標有 X 的黑方格即為每條路徑掃描到的方 格。 （ 9） 4X8 的 LCD 在遠程控制臺實時顯示小車當前狀態(tài)。 最終方案 經過反復論證，我們最終確定了如下方案： （ 1） 車體用鋁合金車架手工制作。 使用高亮度 LED 發(fā)光管構成點陣，通過編程控制可以顯示中英文字符、圖形及視頻動態(tài)圖形。顯示清晰。用數(shù)碼管無法顯示如此豐富的內容，因此我們放棄了此方案。 DF 無線發(fā)射模塊通訊方式為調頻 AM，工作頻率為315MHz，為 ISM 頻段，發(fā)射頻率 500mW。為了能更好的使用語音播放和語音辨識，我們放棄了此方案。用該芯片作為電機驅動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。 方案 2： 采用直流減速電機。 由于我們電動車的尋跡都是用的 RPR220 型光電對管，所以用該型號光電對管進行測速時可以使用同樣的調理電路。特性也不隨時間而變化。 考慮到本系統(tǒng)只需要檢測簡單障礙物，沒有十分復雜的環(huán)境。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，所以用模擬電路來做方波發(fā)生器比較難以實現(xiàn)。由于火焰?zhèn)鞲衅鞯?檢測距離很遠，為了避免錯誤檢測遠處火焰的情況的出現(xiàn)，我們把每一側的較低的傳感器用黑色塑料紙包住。 方案 4：用 CCD 圖像傳感器。試驗驗證用熱電偶檢測火焰精度不高，因此我們放棄了此方案。 （ 3） 體積小，結構緊湊。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。采用此種供電方式后，單片機和傳感器工作穩(wěn)定，舵機直流電機工作互不影響，且電池的體積較小，能夠滿足系統(tǒng)的要求。蓄電池具有較強的電流驅動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。 為了同時方便使用語音的播報和識別，我們選擇了凌陽公司的 SPCE061A 精簡開發(fā)板 8 － 61B 板。但是當凌陽單片機應用語音處理和辨識時，由于其占用的 CPU 資源較多而使得凌陽單片機同時處理其它任務的速度和能力降低。 綜上考慮，我們選擇了方案 2。即左右輪分別用兩個轉速和力矩基本完全相同的直流電機進行驅動，前后裝兩個萬向輪。購買的玩具電動車具有組裝完整的車架車輪、電機及其驅動電路。 （ 5）允許一次重啟動機會。 （ 5）能夠自動計算和顯示撲滅的火源數(shù)。同時本系統(tǒng)用 凌陽單 片機進行語音的播報 ，以提示當前狀態(tài)。但行進路線固定。 關鍵詞： AT89S52 直流電機 舵機 光電傳感器 火焰?zhèn)鞲衅? 消防智能電動車 DF 無線收發(fā) Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, AT89S52 MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control. Keywords: AT89S52 Motor Servo Photo sensor Flame sensor Electrical fire engines DF wireless transmission 4 1．系統(tǒng)設計 設計要求 設計任務 設計制作一個消防智能小車模型，能到制定區(qū)域進行搶險滅火工作。 （ 3）能夠用不同聲音對不同的狀態(tài)進行報警。 （ 7）障礙物尺寸 15cm 15cm 15cm，且位置固定。再 次，玩具電動車的電機多為玩具直流電機，力矩小，空載轉速快，負載性能差，不易調速。當小車前進時，左右兩驅動輪與前萬電源模塊 控制器模塊 尋跡傳感器模塊 火焰?zhèn)鞲衅髂K 電機驅動前進轉向模塊 滅火風扇及其驅動模塊 語音模塊 無線發(fā)射模塊 無線接收模塊 語音模塊 顯示臺顯示模塊 避障模塊 車載顯示模塊 測速計程模塊 7 向輪 形成了三點結構。采用 并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模控制系統(tǒng)的控制核心。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和編程的簡潔性考慮，我們放棄了單純使用凌陽單片機而考慮其它的方案。 該精簡系統(tǒng)板體積小，功能齊全，資源豐富。 方案 2：采用 3 節(jié) 可充電式鋰電池串聯(lián)共 給直流電機供電，經過 7805 的電壓變換后為單片機，傳感器和舵機供電。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。 這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響，因此我們放棄了這個方案。 因此我們選擇了方案 3。但是由于此題目的火源是用蠟燭模擬的，沒有太大的煙霧，因此用煙霧傳感器作為此小型電動車的火焰?zhèn)鞲衅饕膊粔驅嵱?，因此我們放棄了此方案? 方案 5：用遠紅外傳感器。“近視”傳感器和“遠視”傳感器配合交替使用，可以更好的完成計劃任務。 方案 2：用紅外光電開關進行避障。當載流導體或半導體出于與電流相垂直的磁場中時，在其兩端將產生電位差。因此我們嘗試著尋找其它的方案。由于本題要實現(xiàn)對路徑的準確定位和精確測量，我們綜合考慮了一下兩種方案。 我們所選用的直流電機減速比為 1： 74，減速后電機的轉速為 100r/min。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。凌陽 61 單片機是 16 位單片機，具有 DSP 功能，有很強的信息處理能力，最高時 鐘頻率可達 49MHz，具有運算速度高等優(yōu)勢。 方案 2：其他無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，如 nRF40紅外線或藍牙模塊，由于其價格較昂貴，不利于調試，而且系統(tǒng)中不需傳輸大量的數(shù)據(jù)，因此我們放棄了此方案。對于此系統(tǒng)我們選用 4X8 的 LCD 能夠很好的滿足顯示要求，因此我們選擇了此方案。因此我們考慮其他的更好的方案。 CH451 是一個整合了數(shù)碼管顯示驅動和鍵盤掃描控制以及 uP 監(jiān)控的多功能外圍芯片。 （ 4） 用 RPR220 型光電對管進行尋跡。而不能判斷小車前進的方向。 但是這種掃描方法有如下幾種缺點： （ 1） 這種檢測需要的時間太多。知道了火焰的坐標后就可以知道區(qū)吹滅火焰。 啟動區(qū) 此時已記錄下火焰的坐標 16 方案 3：我們還設想了一種不用固定路線的方案。同時還存在著最優(yōu)路徑的判斷的問題。一旦掃描到火焰，就停下來，關閉“遠視”傳感器而打開“近視”傳感器，然后轉彎去滅火。 我們所設計的 51 最小系統(tǒng)板操作簡單，使用方便。 VT1 在該電路中起到濾波整形的作用。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測與調理電路。我們設計制作的火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{理電路如圖 14 所示。 在傳感器上面加上鋁合金 的小管可以增加傳感器的準確度。 滅火風扇的安裝實物圖如圖 18 和圖 19 所示： 圖 18 滅火風扇安裝實物圖 24 圖 19 滅火風扇前視圖 測速計程模塊的安裝 小車的速度的測量是通過光電對管檢測碼盤實現(xiàn)的。 接收芯片 PT2272M4 是非 鎖存型 4 位 數(shù)據(jù)輸出 ，有 8位地址編 碼，有效防止了各個無線模塊之間的干擾。 滅火子程序的流程圖如圖 24 所示： 判斷檢測到火焰的傳感器類型 停車 ，舵盤轉向，滅火 “近視”傳感器 小車轉向相應分支 “遠視”傳感器 返回原地 尋找火源 29 判斷檢測到火焰時的 Y 坐標 關閉尋跡驅動 Y 坐標為奇數(shù) 更正坐標值 后退至上一個交點處 打開尋跡驅動 等待車到 交點處 Y 坐標為偶數(shù) 轉彎