【正文】 靈敏度高，相應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)明火特別敏感，能對(duì)火災(zāi)立即做出反應(yīng)。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測(cè)出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測(cè)出黑線繼而輸出高電平。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。 避障傳感器的選擇方案 1：用超聲波傳感器進(jìn)行避障。光電開(kāi)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)此做出判斷反應(yīng)，是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，當(dāng)檢測(cè)到有障礙物的時(shí)候，光電對(duì)管就能夠接收到物體反射的紅外光，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)。用 TL1838A2 型光電對(duì)管進(jìn)行避障。 （31） 微控制器模塊的設(shè)計(jì) ARM2103 微控制器介紹周 立 功 公 司 的 基 于 支 持 實(shí) 時(shí) 仿 真 的 16/32 位 ARM7 TDMIS CPU 的 較 高 配 置 的一 款 微 控 制 器 ， 應(yīng) 用 極 其 廣 泛　 　 ATmega128 主 要 特 性 如 下 ：? 16/32 位 ARM7 TDMIS 微 控 制 器 ， 超 小 LQFP48 封 裝 ； ? 8KB 的 片 內(nèi) 靜 態(tài) RAM 和 32KB 的 片 內(nèi) Flash 程 序 存 儲(chǔ) 器 。? 多 達(dá) 32 個(gè) 通 用 I/O 口 （ 可 承 受 5V 電 壓 ） ；? 多 達(dá) 13 個(gè) 邊 沿 、 電 平 觸 發(fā) 的 外 部 中 斷 管 腳 ；? 通 過(guò) 一 個(gè) 可 編 程 的 片 內(nèi) PLL （ 100us 的 設(shè) 置 時(shí) 間 ） 可 實(shí) 現(xiàn) 最 大 為 70M的 CPU 操 作 頻 率 ， 其 具 有 10MHz～ 25MHz 的 輸 入 頻 率 。它相應(yīng)頻率高，一片 L298 可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。 對(duì)電機(jī)的控制信號(hào)由 ARM2103 的 四個(gè) IO 口直接輸入， 與 為兩個(gè)電機(jī)的控制信號(hào)，（34）通過(guò)對(duì) ARM2103 的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。該接收頭的特點(diǎn)是：低功耗，高靈敏度，抗干擾性強(qiáng)。當(dāng)機(jī)器人偏離白線時(shí)，根據(jù)在白線上光電管的分布情況來(lái)調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)姿態(tài)。由于選用的是增強(qiáng)型 MOS 管，所以，當(dāng) Port 信號(hào)為高時(shí)，MOS 管在 VGS下開(kāi)始工作，MOS 導(dǎo)通，風(fēng)扇開(kāi)始動(dòng)作，進(jìn)行滅火；當(dāng) Port 信號(hào)為低時(shí)，由于增強(qiáng)型 MOS 管特點(diǎn)，V GS=0時(shí)，i D=0。匯編語(yǔ)言作為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的編程語(yǔ)言，具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，但其本身是低級(jí)語(yǔ)言，編程效率較低，可移植性和可讀性差，維護(hù)極不方便。 環(huán)境包括菜單、工具條、編輯及顯示多種窗口。通過(guò)比較三個(gè)尋線傳感器的結(jié)果，來(lái)得出小車的位置狀態(tài)，從而控制小車做出響應(yīng)的動(dòng)作，避免小車脫離引導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。圖 43 滅火子程序流程圖YYNNNY開(kāi)始讀入左右火焰?zhèn)鞲衅餍畔⒆筮吇鹧鎻?qiáng)？左轉(zhuǎn) 右轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)火焰？等待 開(kāi)滅火風(fēng)扇等待 5s讀入火焰?zhèn)鞲衅餍畔⒒鹧嬉驯粶?？關(guān)風(fēng)扇并記錄時(shí)間結(jié)束 本章小結(jié)本章介紹主程序設(shè)計(jì)思路與流程圖，尋線程序流程圖，滅火程序的流程圖，編制了相關(guān)調(diào)試程序，為下一章做系統(tǒng)的調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。 尋線部分將光電管 TCRT5000 分別對(duì)準(zhǔn)黑線和白線進(jìn)行測(cè)試，所測(cè)結(jié)果如表 52 所示。如果你一開(kāi)始就編寫(xiě)軟件，我們就會(huì)避免很多挫折和麻煩。增加舵機(jī)方案。同時(shí)感謝機(jī)電學(xué)院學(xué)院為我們提供實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及計(jì)算機(jī)，讓我們能夠安靜順利地完成項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。我們特別要感謝我們的導(dǎo)師王祖麟老師。手工焊制了電路。同時(shí)，檢測(cè)到火源的時(shí)候，蜂鳴器發(fā)聲，完成“報(bào)警”功能。然后是用開(kāi)發(fā)板和穩(wěn)壓源來(lái)調(diào)整重心，使重心在中軸線上，在所有模塊都安裝好后，再布好線路。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。在小車行進(jìn)過(guò)程中檢測(cè)火焰，一旦發(fā)現(xiàn)火焰則切換到趨光程序，計(jì)算火焰位置，準(zhǔn)確定位并啟動(dòng)風(fēng)扇滅火，滅火后檢測(cè)火焰是否被撲滅，確定火焰被撲滅后計(jì)數(shù)并回到發(fā)現(xiàn)火焰的位置繼續(xù)搜索房間，直至撲滅所有火焰后啟動(dòng)回家程序，回到原始位置。由 C 編譯器產(chǎn)生的目標(biāo)代碼的運(yùn)行速度極高，所需存儲(chǔ)空間極小，完全可以和匯編語(yǔ)言媲美。 本章小結(jié)本章主要講述了以 ARM2103 為主控制器，設(shè)計(jì)相關(guān)的硬件電路。電路圖如圖 3x 所示。設(shè)計(jì)出的電路原理圖如圖 37 所示。輸出電壓為： 2*RIUeout?R1 R2 D VCC Vref Vout IeR1為發(fā)射管的限流電阻，R 2是輸出分壓電阻，V CC是發(fā)射管供電電壓，Vref 是輸出信號(hào)的參考電壓，Vout 是輸出信號(hào)。當(dāng) IN1 和 IN2 電平相同時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。 ? 通 過(guò) 外 部 中 斷 或 RTC 將 處 理 器 從 掉 電 模 式 中 喚 醒 。? 2 個(gè) 32 位 定 時(shí) 器 /外 部 事 件 計(jì) 數(shù) 器 （ 帶 7 路 捕 獲 和 7 路 比 較 通 道 ） 。圖 24 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 軟件總體設(shè)計(jì)方案 傳感器組把測(cè)得溫度分別通過(guò) AD 轉(zhuǎn)換傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)一定的處理，比較得出溫度最高的三個(gè)傳感器，根據(jù)能量在自由空間的衰減規(guī)律可知，火源與傳感器的距離與傳感器測(cè)得溫度的大小呈負(fù)相關(guān)，溫度越高，距離火源越近，所以，火源即在這三個(gè)傳感器所對(duì)的那個(gè)方向上，調(diào)整小車方向并通過(guò)避障傳感器避障前進(jìn)到火源位置驅(qū)動(dòng)滅火風(fēng)扇進(jìn)行滅火?？紤]到本系統(tǒng)只需要檢測(cè)簡(jiǎn)單障礙物，沒(méi)有十分復(fù)雜的環(huán)境。但是超聲波傳感器需要 40KHz 的方波信號(hào)來(lái)工作，因?yàn)槌暡▊鞲衅鲗?duì)工作頻率要求較高，偏差在 1％內(nèi)，所以用模擬電路來(lái)做方波發(fā)生器比較難以實(shí)現(xiàn)。所示。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。光敏電阻在光照條件下電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的組件，光越強(qiáng)阻值越小，光越弱阻值越大。方案 1：用煙霧傳感器。下面我們分析了幾種常見(jiàn)電機(jī)。 較小的封裝和極低的功耗使 LPC2103 適用于訪問(wèn)控制器和 POS 機(jī)等小型應(yīng)用系統(tǒng)中； 由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口（2 個(gè) UART、SPI、SSP 和 2 個(gè) I2C）和 8KB 的片內(nèi) SRAM，LPC2103 也適合用在通信網(wǎng)關(guān)和協(xié)議轉(zhuǎn)換器中。但在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中選擇合適的 MCU 帶來(lái)了很大的困難。完成主要功能模塊的程序設(shè)計(jì)，分別完成對(duì)各個(gè)功能模塊的程序進(jìn)行調(diào)試工作。 我國(guó)從八十年代末期開(kāi)始消防機(jī)器人的研究，公安部上海消防研究所等單位在消防機(jī)器人的研究中取得了大量的成果，自行式消防炮已經(jīng)投入市場(chǎng)，履帶輪式消防滅火偵察機(jī)器人也于 2022 年 6 月通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收。 那么第三代機(jī)器人，也是我們機(jī)器人學(xué)中一個(gè)理想的所追求的最高級(jí)的階段，叫智能機(jī)器人，那么只要告訴它做什么，不用告訴它怎么去做，它就能完成運(yùn)動(dòng)，感知思維和人機(jī)通訊的這種功能和機(jī)能，那么這個(gè)目前的發(fā)展還是相對(duì)的只是在局部有這種智能的概念和含義，但真正完整意義的這種智能機(jī)器人實(shí)際上并沒(méi)有存在，而只是隨著我們不斷的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能的概念越來(lái)越豐富，它內(nèi)涵越來(lái)越寬。 那么機(jī)器人怎么產(chǎn)生的呢？這是在 1920 年，有一個(gè)捷克斯洛伐克的一個(gè)作家叫卡佩克，他寫(xiě)了一本科幻小說(shuō)，叫《羅薩姆的機(jī)器人萬(wàn)能公司》。但從完整的更為深遠(yuǎn)的機(jī)器人定義來(lái)看，應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)機(jī)器人智能，所以人們又提出來(lái)機(jī)器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學(xué)習(xí)、情感和對(duì)外界一種邏輯判斷思維的這種機(jī)器。電源電路提供系統(tǒng)所需的工作電源，專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制小車的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向，光電對(duì)管完成尋跡和避障，光敏電阻傳感器檢測(cè)火焰，滅火風(fēng)扇進(jìn)行滅火。 tracing第 1 章 緒論 機(jī)器人產(chǎn)生的背景 .................................................1 機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................................2 機(jī)器人的發(fā)展 ..................................................2 滅火機(jī)器人 ....................................................2 本文的主要內(nèi)容及組織 .............................................3第 2 章 整體方案設(shè)計(jì)及背景知識(shí) 整體方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………….……...4 硬件實(shí)現(xiàn)方案……………………………………………………………………....5 MCU 的選擇…………………………………………………………….…..5 電機(jī)的選擇…………………………………………………………5 傳感器的選擇…………………………………………………….5. 火焰?zhèn)鞲衅鞯倪x擇………………………………………………5. 避障傳感器的選擇………………………………………………5 硬件總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………….7 軟件實(shí)現(xiàn)方案……………………………………………………………7第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 電源電路…………………………………………………………………14 微控制器模塊設(shè)計(jì)………………………………………………………14 ARM2103…………………………………………… ARM2103 最小系統(tǒng)電路……………………………