【正文】 …… 電機驅(qū)動電路的設(shè)計……………………………………………………15 尋線電路的設(shè)計………………………………………………………….15 火焰檢測電路的設(shè)計…………………………………………………….17 聲音警報與滅火…………………………………………………………20 滅火驅(qū)動電路………………………………………………………. 聲音警報電路……………………………………………………… 本章小結(jié)…………………………………………………………………….第 4 章 軟件的實現(xiàn) 軟件開發(fā)平臺介紹………………………………………………………24 主程序流程圖……………………………………………………………24 尋線程序流程圖………………………………………………………....25 滅火程序流程圖………………………………………………………....26 本章小結(jié)…………………………………………………………………28第一章 緒論 機器人產(chǎn)生的背景首先我介紹一下機器人產(chǎn)生的背景，機器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說是一個科學技術(shù)發(fā)展共同的一個綜合性的結(jié)果，也同時，為社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一個重大影響的一門科學技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中，各國加強了經(jīng)濟的投入，就加強了本國的經(jīng)濟的發(fā)展。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，那么人類的發(fā)展隨著人們逐漸的這種社會發(fā)展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中,來需求能夠解放人的一種奴隸。所以從這張圖可以看出機器人發(fā)展的幾個過程。而機器人技術(shù)的發(fā)展也為這一要求的實現(xiàn)提供了技術(shù)上的保證，使得消防機器人應(yīng)運而生。同時也應(yīng)該看到，我國在研究消防機器人方面較國外同行已落后太多，存在技術(shù)差異和代溝，消防機器人的不斷研制、生產(chǎn)和裝備過程，應(yīng)堅持自主研制為主，引進為輔，提高我國消防部隊消防裝備現(xiàn)代化的水平,并及時裝備消防部隊，提高消防部隊打贏大仗、惡仗、硬仗和特殊戰(zhàn)役的能力，提高消防部隊在處置大型復(fù)雜火災(zāi)和應(yīng)急救援的作戰(zhàn)效能, 提高消防部隊的自我防護能力,減少消防指戰(zhàn)員的人身傷亡，更好地保衛(wèi)我國經(jīng)濟發(fā)展。根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、直流電機及其驅(qū)動模塊、避障傳感器模塊、避障模塊、火焰?zhèn)鞲衅?、滅火系統(tǒng)及其驅(qū)動模塊等模塊構(gòu)成，本系統(tǒng)的方框圖如圖 21 所示。因此我們不選擇此方案。 。本課題選用的是直流電機。但是紫外傳感器檢測的范圍太大，不適用于本系統(tǒng)。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，因此我放棄了這個方案。方案 3：用 TCRT5000 型光電對管。超聲波傳感器的原理是：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來，再被超聲波傳感器接收。光電對管TL1838A2 操作簡單，使用方便。光敏電阻傳感器作為本系統(tǒng)的火焰?zhèn)鞲衅鳌?128 位 寬 度接 口 /加 速 器 ， 可 實 現(xiàn) 高 達 70 MHz 工 作 頻 率 ；? 通 過 片 內(nèi) boot 裝 載 程 序 實 現(xiàn) 在 系 統(tǒng) /在 應(yīng) 用 編 程 （ ISP/IAP） 。? 片 內(nèi) 集 成 振 蕩 器 與 外 部 晶 體 的 操 作 頻 率 范 圍 為 1～ 25MHz。其內(nèi)部的 H 橋原理圖如圖 22 所示。電源模塊為經(jīng)過變壓器變壓后在經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓之后的電壓，穩(wěn)壓器的電路的原理圖如下： 尋線電路的設(shè)計在實際設(shè)計中，我們并選用 AD 采樣的方案來判斷紅外線的接收與否。使用 TL1838A2 紅外線接收頭接收信號時應(yīng)用 38KHz 頻率三分之一占空比的載波發(fā)送紅外線并且用探頭接收。 火焰檢測電路的設(shè)計光敏傳感器的設(shè)計電路如圖所示，光敏電阻串聯(lián)一個 1000 歐姆的上拉電阻，通過端口的輸出信號，來判斷是否檢測到火源，而右邊的風扇開關(guān)驅(qū)動電路是光敏電阻串聯(lián)一個下拉電阻，圖中二極管用來保護電路，當檢測到火源，光敏電阻的阻值減小，三極管基極電壓升高，三極管導通，啟動風扇驅(qū)動電路，從而直接達到滅火的目的，讀者也可以通過 ARM 端口來控制風扇驅(qū)動電路。此時，MOS 截止，風扇不動作。而 C 語言以其結(jié)構(gòu)化，容易維護，容易移植的優(yōu)勢滿足開發(fā)的需要。 支持使用的ARM2103 工具，包括 C 編譯器、宏匯編器。圖 42 尋線子程序流程圖YNYN開始初始化定時器 1設(shè)置外中斷邊沿觸發(fā)開中斷等待中斷置通道號=0， flag1=0Flag1=1?Flag2=1?計算小車位置狀態(tài)不是閥值控制小車小車的控制：小車前進時，兩個電機速度相同；小車左轉(zhuǎn)，左輪速度降低，右輪保持不變；小車右轉(zhuǎn)，右輪速度降低，左輪保持不變；小車后退，電機反轉(zhuǎn)。第 5 章 系統(tǒng)功能調(diào)試本章節(jié)介紹了系統(tǒng)調(diào)試所做的工作以及心得體會。從所測數(shù)據(jù)我們可以看出，當光電管檢測黑線時輸出低電壓，檢測到白線時輸出高電壓，通過電壓比較器比較之后，分別輸出低電平和高電平，供 ARM 作控制信號。 本章小結(jié)本章介紹了主要功能模塊的調(diào)試工作，特別是驅(qū)動電路模塊、尋線電路模塊、光源檢測電路模塊的詳細調(diào)試工作，并對調(diào)試工作中的心得體會做了總結(jié)。為小車安裝一個舵機，將滅火風扇安裝在可以旋轉(zhuǎn)的舵機上，在檢測到火焰的大致位置的情況下，可以不用調(diào)節(jié)車體位置而通過舵機的旋轉(zhuǎn)就可以輕松滅火，可以達到節(jié)約時間的效果。最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師表示感謝！參 考 文 獻[1 ]蔣新松. 機器人與工業(yè)自動化[M] . 石家莊: 河北教育出版社,2022.[2 ]王耀南. 機器人智能控制工程[M] . 北京:科學出版社,2022.[3 ]倪星元,等. 傳感器敏感功能材料及應(yīng)用[M] . 北京:化學工業(yè)出版社,2022.[4 ]雨宮好文. 傳感器入門[M] . 北京:科學出版社,2022.[5]許大中等. 電機控制[M] . 杭州:浙江大學出版社,2022.[6]黃玉清 梁靚 張玲霞 [J].信息與電子工程.20229,2(3).[7]ARM 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程. .[8] [9]黃玉清 [J].3,19(1).[10]康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,1999.[11]黃玉清 [J].《微計算機信息》嵌入式(72).[12]萬永倫 丁杰雄. 一種機器人尋線控制系統(tǒng)[J]. 電子科技大學學報,2022,32(1).[13]黃玉清 梁靚. 基于嵌入式 PC 的機器人光電尋線系統(tǒng)[J].西南科技大學學報.202212,19(4).。致 謝本論文是在江西理工大學實驗室中完成的。所做工作和確定的成果如下：以 ARM2103 為核心擬定了系統(tǒng)組成方案，完成了系統(tǒng)的電路硬件總體設(shè)計，包括供電模塊、微控制器系統(tǒng)、尋線系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、火焰檢測系統(tǒng)以及滅火系統(tǒng)和各個模塊間接口。表 53 光敏電阻調(diào)試數(shù)據(jù)被測對象 普通光強 強光 無光線時光敏電阻左 光敏電阻右 被測對象 調(diào)節(jié)前閾值/輸出 調(diào)節(jié)后閾值/輸出強光調(diào)節(jié)后閾值/輸出暗光 滅火效果部分系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)開關(guān)電路對滅火電機的驅(qū)動，可以在檢測到光源的時候，電機動作，以表示滅火過程。在安裝好以上模塊后，再檢查一次，保證位置合理，能正常得檢測到外部情況。 滅火程序流程圖滅火子程序的流程圖如圖 43 所示。用右手法則搜索整個房間，可以容易地檢測到房間各個角落，避免出現(xiàn)檢測盲區(qū)。C 編譯器是 ARM 軟件開發(fā)的一種高性能的 C 編譯器。當“SPEAK”為高電平時，三極管基級為高電平，此時，三極管處于截止狀態(tài)，蜂鳴器不工作；當“SPEAK”為低GNC12MBQOSFET04Port+5RLpeak8AK電平時，三極管處于放大工作狀態(tài)，驅(qū)動蜂鳴器，開始發(fā)聲，蜂鳴器工作。傳感器測得的信號直接輸入到 ARM2103A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端口。之后不斷的重復(fù)的定時發(fā)送。圖 36 紅外線對管典型應(yīng)用電路其中，I e是紅外線接收管的導通后的發(fā)射極電流。當使能端 EnA 有效，IN1 為低電平IN2 為高電平時，三極管 2，3 導通，1，4 截止，電機反轉(zhuǎn)。? 可 通 過 個 別 使 能 /禁 止 外 圍 功 能 和 外 圍 時 鐘 分 頻 來 優(yōu) 化 額 外 功 耗 。? 10 位 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 提 供 8 路 模 擬 輸 入 （ 每 個 通 道 的 轉(zhuǎn) 換 時 間 低 至 us） ， 以 及 特 定 的 結(jié) 果 寄 存 器 來 最 大 限 度 地 減 少 中 斷 開 銷 。使用蜂鳴器進行滅火報警。當沒有光線反射回來時，輸出高電平。超聲波傳感器在避障的設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。它采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成，以非接觸檢測方式，檢測距離可調(diào)整范圍大，410mm 可用。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。所謂光敏，就是對光反應(yīng)敏感。我綜合論證了這幾種傳感器，制定了如下幾種方案。 電機選擇本系統(tǒng)為智能電動車，對于電動車來說，其驅(qū)動電機的選擇就顯得十分重要。LPC2103 是一個基于支持實時仿真的 16/32 位 ARM7 TDMIS CPU 的微控制器，并帶有 32kB 的嵌入高速 Flash 存儲器，128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使 32 位代碼能 夠在最大時鐘速率下運行。 硬件實現(xiàn)方案 微控制器的選擇近年來，ARM 微控制器應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，為智能裝置的開發(fā)設(shè)計帶來了很大的便利。所做工作和確定的成果如下：以 ARM2103 為核心擬定了系統(tǒng)組成方案，完成了系統(tǒng)的電路硬件總體設(shè)計，包括供電模塊