消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(存儲(chǔ)版)
【正文】 很多條路徑，而且小車在走每條路徑的同時(shí)又需要檢測(cè)前方是否有障礙物。然后根據(jù)火焰的坐標(biāo)確定滅火路線。走到邊界后原地轉(zhuǎn)彎180度后走到場(chǎng)地的中間再向右掃描，在向右的過(guò)程中檢測(cè)路徑的兩側(cè)是否有火焰。我們用一個(gè)“遠(yuǎn)視”傳感器和一個(gè)“近視”傳感器是出于如下的考慮：小車轉(zhuǎn)彎后火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測(cè)到遠(yuǎn)列的火焰而停下滅火，使用這種“遠(yuǎn)近視”傳感器交替使用可以較好的避免這種情況的出現(xiàn)。51最小系統(tǒng)板及并口轉(zhuǎn)下載線的示意圖如圖9所示：圖9 AT89S52與并口連接圖將并口線的11117和RST、地線通過(guò)74LS373鎖存器引出，做成七線下載頭。但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。前后三個(gè)傳感器的安裝位置與安裝方法相一致。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本電路工作性能穩(wěn)定，能耗較低，能夠較好的滿足題目的需要。火焰?zhèn)鞲衅鞯膶?shí)物圖如15圖所示：圖15 火焰?zhèn)鞲衅魑覀儾捎秒姍C(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)如圖16所示：圖16 L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路L298N的12四個(gè)引腳接到單片機(jī)上，通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。從而計(jì)算出小車前進(jìn)的路程。這樣的無(wú)線收發(fā)模塊具有發(fā)射距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。用每一個(gè)位來(lái)代表當(dāng)前傳感器的檢測(cè)狀態(tài)。此時(shí)給右輪加速也分為兩種情況：權(quán)值為1時(shí)啟動(dòng)一級(jí)加速；權(quán)值為2時(shí)啟動(dòng)二級(jí)加速。小車路線示意圖如圖26所示：?jiǎn)?dòng)區(qū)圖26 小車路線示意圖（測(cè)試1）（2）在場(chǎng)地中隨機(jī)放置一根蠟燭。將第一根蠟燭熄滅后，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)能夠顯示并語(yǔ)音播報(bào)：已熄滅火源1。同時(shí)遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶屏上繪圖顯示整個(gè)場(chǎng)地地圖以及小車當(dāng)前在地圖上的位置。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)液晶屏可以實(shí)時(shí)顯示整個(gè)過(guò)程，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語(yǔ)音播報(bào)：熄滅火源2。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的應(yīng)用，為實(shí)際生活中的滅火機(jī)器人的模擬遠(yuǎn)程顯示。北京：清華大學(xué)出版社，20033. 船倉(cāng)一朗，土屋 堯等（日）。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。但行進(jìn)路線固定。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)，第2版。通過(guò)遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶繪圖實(shí)時(shí)顯示，能夠直觀、形象、美觀的顯示小車的狀態(tài)?；鹪次恢眉靶≤嚠?dāng)前位置在液晶屏上能夠繪圖顯示。小車完成此過(guò)程的路線示意圖如圖28所示：?jiǎn)?dòng)區(qū)滅火滅火圖28 小車路線示意圖（測(cè)試3） 我們?cè)趫?chǎng)地上隨即放置兩個(gè)蠟燭，蠟燭擺放位置及場(chǎng)地示意圖如圖29所示：?jiǎn)?dòng)區(qū)滅火滅火 圖29 小車發(fā)揮功能及其它功能測(cè)試測(cè)試步驟如下：（1）遠(yuǎn)程復(fù)位啟動(dòng)電動(dòng)車。找到第一根蠟燭時(shí)，遠(yuǎn)程液晶顯示并語(yǔ)音報(bào)警：找到火源1。走到第一列后豎直到底，然后返回場(chǎng)地中間的橫向白線處，按照橫向白線走到場(chǎng)地的盡頭后轉(zhuǎn)彎180度，返回啟動(dòng)區(qū)。當(dāng)?shù)玫降脵?quán)值大于0時(shí)就可以知道小車現(xiàn)在在白線的偏右側(cè)。當(dāng)小車檢測(cè)到火焰時(shí)，由于有障礙物的存在，需要對(duì)不同坐標(biāo)上的火焰分別進(jìn)行判斷。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(gè)無(wú)線模塊之間的干擾。測(cè)速計(jì)程模塊的實(shí)物圖如圖20： 圖20 光電碼盤與測(cè)速對(duì)管光電碼盤為32份黑白相間的圓盤，將其緊貼在車輪的內(nèi)側(cè)?！敖暋眰鞲衅鲗?shí)現(xiàn)是通過(guò)在鋁合金小管上加黑色塑料紙實(shí)現(xiàn)的。圖14 火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{(diào)理電路在該電路中，當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鳑]有檢測(cè)到火焰時(shí)，火焰?zhèn)鞲衅鞑粚?dǎo)通而使得火焰?zhèn)鞲衅鞯年?yáng)極上拉電阻R1上拉為高電平，經(jīng)比較器濾波整形后輸出高電平。在尋跡傳感器的設(shè)計(jì)中，我們?cè)谲圀w底盤的前端裝有三個(gè)傳感器，用來(lái)起到尋跡的作用。經(jīng)試驗(yàn)和示波器驗(yàn)證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。我們的自制下載線可以將并口轉(zhuǎn)化為7線下載口。由于障礙物的存在，當(dāng)檢測(cè)到偶數(shù)列上有火焰時(shí)，小車需要后退半個(gè)黑格的距離拐彎去滅火?？紤]到本方案的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有一定難度，因此我們放棄了此方案。由于火焰?zhèn)鞲衅鞯姆较蛐蕴貏e好，我們可以設(shè)計(jì)遙望掃描方案。但是這種方案也有如下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1） 小車所處的位置坐標(biāo)以及火焰的坐標(biāo)不容易確定。（2） 由于傳感器可以檢測(cè)到較遠(yuǎn)的距離，所以不容易實(shí)現(xiàn)小車只檢測(cè)兩側(cè)的6個(gè)黑方格?；诖?，我們共設(shè)想了如下幾種方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證而最終選中一種最終方案。（5） 遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅髯鳛楸鞠到y(tǒng)的火焰?zhèn)鞲衅鳌H451內(nèi)置RC振蕩電路，可以動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或者64位LED，具有BCD譯碼、閃爍、移位等功能。方案2：用8位數(shù)碼管進(jìn)行顯示小車走過(guò)的路程，滅火時(shí)間和數(shù)目。為滿足題目要求，需要在車上顯示小車走過(guò)的路程，滅火時(shí)間、數(shù)目以及當(dāng)前的滅火狀態(tài)。DF無(wú)線收發(fā)模塊由于其優(yōu)良的特性和低廉的價(jià)格而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及日常商品中，因此我們選擇了此方案。這些都為語(yǔ)音處理和辨識(shí)準(zhǔn)備了很好的條件。因此我們選用了方案1。我們的車輪直徑為6cm，因此我們的小車的最大速度可以達(dá)到V=2πr方案1：采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。方案2：用RPR220型光電對(duì)管進(jìn)行測(cè)速。這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)。光電開關(guān)的工作原理是根據(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(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無(wú)，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線的物體均能檢測(cè)。 避障模塊方案1：用超聲波傳感器進(jìn)行避障。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)距離遠(yuǎn)，線性度好，檢測(cè)準(zhǔn)確，且體積較小。方案3：用紫外傳感器檢測(cè)火焰。 火焰?zhèn)鞲衅髂K火焰檢測(cè)有溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器、紫外傳感器以及CCD圖像傳感器。方案3：用RPR220型光電對(duì)管。當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)電池為直流電機(jī)供電時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。能夠滿足系統(tǒng)的要求。方案3：采用Atmel公司的AT89S52單片機(jī)作為主控制器而用凌陽(yáng)單片機(jī)作為輔助控制器。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)前后兩輪過(guò)低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。而且這種電動(dòng)車一般都價(jià)格不扉。（8）試驗(yàn)場(chǎng)地可采用黑膠皮，—，測(cè)試時(shí)可自帶。（4）其他3）說(shuō)明（1）小車尺寸小于30cm30cm，所用電源電壓小于等于24V。以蠟燭模擬火源，隨機(jī)分布在場(chǎng)地中，場(chǎng)地如圖1所示：圖1 場(chǎng)地示意圖1）基本要求（1）智能小車從安全區(qū)域啟動(dòng)，自動(dòng)尋找到火源并顯示。消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作畢業(yè)論文消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作目錄 摘要： 4關(guān)鍵詞： 4Abstract: 4Keywords: 41．系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 5 5 51. 2模塊方案比較與論證 6 7 8 9 9 火焰?zhèn)鞲衅髂K 10 避障模塊 10 11 11 11 12 12 12 12 13 142．硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 19 19 19 21 22 22 23 24 24 25 26 263．軟件實(shí)現(xiàn) 27 27 29 314．系統(tǒng)功能測(cè)試 32 32 32 33 36 37 37 37摘要：本智能車是以鋁合金為車架，AT89S52單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、舵機(jī)、光電傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱碗娫措娐芬约捌渌娐窐?gòu)成。關(guān)鍵詞：AT89S52 直流電機(jī) 舵機(jī) 光電傳感器 火焰?zhèn)鞲衅? 消防智能電動(dòng)車 DF無(wú)線收發(fā)Abstract: The smart car is alumin
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