【正文】 …………………………………………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(xué)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(xué)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。但從完整的更為深遠(yuǎn)的機器人定義來看，應(yīng)該更強調(diào)機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學(xué)習(xí)、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。 那么第三代機器人，也是我們機器人學(xué)中一個理想的所追求的最高級的階段，叫智能機器人，那么只要告訴它做什么，不用告訴它怎么去做，它就能完成運動，感知思維和人機通訊的這種功能和機能，那么這個目前的發(fā)展還是相對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器人實際上并沒有存在，而只是隨著我們不斷的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能的概念越來越豐富，它內(nèi)涵越來越寬。完成主要功能模塊的程序設(shè)計，分別完成對各個功能模塊的程序進行調(diào)試工作。 較小的封裝和極低的功耗使 LPC2103 適用于訪問控制器和 POS 機等小型應(yīng)用系統(tǒng)中； 由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口（2 個 UART、SPI、SSP 和 2 個 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。方案 1：用煙霧傳感器。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。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)。圖 24 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 軟件總體設(shè)計方案 傳感器組把測得溫度分別通過 AD 轉(zhuǎn)換傳給單片機，單片機通過一定的處理，比較得出溫度最高的三個傳感器，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，火源即在這三個傳感器所對的那個方向上，調(diào)整小車方向并通過避障傳感器避障前進到火源位置驅(qū)動滅火風(fēng)扇進行滅火。 ? 通 過 外 部 中 斷 或 RTC 將 處 理 器 從 掉 電 模 式 中 喚 醒 。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 是輸出信號的參考電壓，Vout 是輸出信號。電路圖如圖 3x 所示。由 C 編譯器產(chǎn)生的目標(biāo)代碼的運行速度極高，所需存儲空間極小，完全可以和匯編語言媲美。當(dāng)小車檢測到火焰時，由于有障礙物的存在，需要對不同坐標(biāo)上的火焰分別進行判斷。同時，檢測到火源的時候，蜂鳴器發(fā)聲，完成“報警”功能。我們特別要感謝我們的導(dǎo)師王祖麟老師。增加舵機方案。 尋線部分將光電管 TCRT5000 分別對準(zhǔn)黑線和白線進行測試，所測結(jié)果如表 52 所示。通過比較三個尋線傳感器的結(jié)果，來得出小車的位置狀態(tài)，從而控制小車做出響應(yīng)的動作，避免小車脫離引導(dǎo)線運動。匯編語言作為傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的編程語言，具有執(zhí)行效率高的優(yōu)點，但其本身是低級語言，編程效率較低，可移植性和可讀性差，維護極不方便。當(dāng)機器人偏離白線時，根據(jù)在白線上光電管的分布情況來調(diào)整機器人的行進姿態(tài)。 對電機的控制信號由 ARM2103 的 四個 IO 口直接輸入， 與 為兩個電機的控制信號，（34）通過對 ARM2103 的編程就可以實現(xiàn)兩個直流電機的正反轉(zhuǎn)。? 多 達 32 個 通 用 I/O 口 （ 可 承 受 5V 電 壓 ） ；? 多 達 13 個 邊 沿 、 電 平 觸 發(fā) 的 外 部 中 斷 管 腳 ；? 通 過 一 個 可 編 程 的 片 內(nèi) PLL （ 100us 的 設(shè) 置 時 間 ） 可 實 現(xiàn) 最 大 為 70M的 CPU 操 作 頻 率 ， 其 具 有 10MHz～ 25MHz 的 輸 入 頻 率 。用 TL1838A2 型光電對管進行避障。 避障傳感器的選擇方案 1：用超聲波傳感器進行避障。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)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生大扭力。但是考慮到本系統(tǒng)要進行避障和火焰?zhèn)鞲衅鞯臋z測以及電機的控制、聲音報警，若使用P89V51RC2 可能在數(shù)據(jù)處理方面有一些不足。 基于人工智能的不斷發(fā)展，各項高新技術(shù)的不斷成熟，在可預(yù)見的將來，消防機器人在功能上會更具多樣特點，在較多危險區(qū)域可以完全代替消防員，避免消防員生命傷亡。 在 20 世紀(jì) 70 年代到 20 世紀(jì) 80 年代初期，工業(yè)機器人變成產(chǎn)品以后，得到全世界的普遍應(yīng)用以后，那么很多研究機構(gòu)開始研究第二代具有感知功能的機器人，出現(xiàn)了瑞典的 ABB 公司，德國的 KUKA 機器人公司，日本幾家公司和日本的 FUNAC 公司，都在工業(yè)機器人方面都有很大的作為，同時我們也看到機器人的應(yīng)用在不斷拓寬，它已經(jīng)從工業(yè)上的一些應(yīng)用，擴展到了服務(wù)行業(yè)，擴展了它的作業(yè)空間，向海洋空間和服務(wù)醫(yī)療等等行業(yè)的使用。 DC motor。那么這給機器人提出來更高層次的要求，展望 21 世紀(jì)，機器人將是一個與 20 世紀(jì)計算機的普及一樣，會深入地應(yīng)用到各個領(lǐng)域，在 21 世紀(jì)的前 20 年是機器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個重要時期，也是智能機器人發(fā)展的一個關(guān)鍵時期。 那么從三代機器人發(fā)展過程中，從另一個方面，我們對機器人從應(yīng)用的角度進行了分類，比如說工業(yè)機器人，它包括點焊、弧焊、噴漆、搬運、碼垛，在工業(yè)現(xiàn)場中工作的這種機器人，我們統(tǒng)稱為工業(yè)機器人，那么從不同的應(yīng)用中，到水下去作業(yè)的叫水下機器人，到空間作業(yè)的叫空間機器人，同時又存在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)，對醫(yī)療機器人叫醫(yī)用機器人，還包括娛樂機器人，建筑和居室上用的機器人，所以從應(yīng)用分類，它包括從行業(yè)、應(yīng)用角度，也可以進行這樣簡單的分類。第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計及方案比較根據(jù)課題設(shè)計的要求和課題目標(biāo)，我制定出了系統(tǒng)的設(shè)計方案，并通過比較論證，選擇合適的器件。32/16 位定時器、增強型 10 位 ADC、定時 器輸出匹配 PWM 特性、多達 13 個邊沿、電平觸發(fā)的外部中斷、32 條高速 GPIO，使得 LPC2103 微控制器特別適用于工業(yè)控制和醫(yī)療系統(tǒng)中。煙霧傳感器廣泛應(yīng)用與火警檢測。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。而用單片機作為方波發(fā)生器未免有些浪費資源。TL1838A2 光電對管尋跡 滅火風(fēng)扇火焰?zhèn)鞲衅?聲音報警模塊L298 驅(qū)動直流電機ARM2103控制芯片光電開關(guān)避障模塊第 3 章 硬件單元電路設(shè)計本章主要講述了以 ARM2103 為主控制器，設(shè)計相關(guān)的硬件電路?！?ARM2103 最小系統(tǒng)電路ARM2103 最小系統(tǒng)電路如圖 32 所示。工作時，發(fā)射管 D 發(fā)射出的波長約為 940nm 的紅外線信號經(jīng)反射面?zhèn)魉偷浇邮展苌?，反射信號的強度隨反射面的材料和顏色的不同而不同，接收管的導(dǎo)通電阻 RGB 隨接收到的反射信號強弱而改變，信號越強電阻越小，信號越弱電阻越大。 聲音報警與滅火位置狀態(tài)=010 位置狀態(tài)=100 位置狀態(tài)=001 滅火驅(qū)動電路 圖 39 滅火風(fēng)扇的驅(qū)動電路如圖 310 所示。周立功公司提供的專用 ARM 嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具套件，可以編譯 C 源文件、匯編源文件、連接定位目標(biāo)模塊和庫、生成并調(diào)試目標(biāo)程序，為實際的 ARM 及其派生系列產(chǎn)品生成嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。由于設(shè)計中使用一個風(fēng)扇，安裝在小車的正前方，沒有使用舵機的方案，風(fēng)扇只能朝前方吹風(fēng)。 調(diào)試心得最好把驅(qū)動電機系統(tǒng)設(shè)計成可以承受機器人預(yù)計最終重量的兩倍，這樣增加模塊不會太影響控制性能。王老師作為我們項目驅(qū)動設(shè)計的指導(dǎo)老師，引導(dǎo)我們?nèi)媪私鈾C器人開發(fā)技術(shù)，悉心指導(dǎo)我們作項目開發(fā)。工作展望：使用下面一些設(shè)計，可以節(jié)約滅火時間，達到更好的滅火效果。在電路焊接好，編制好程序調(diào)試時，出現(xiàn) 2 個電機一個能正常轉(zhuǎn)動，但是另外一個電機卻不按照程序控制，自行無規(guī)律亂動的情況，并且在檢查軟件程序無誤的情況下，還是不能控制小車的右電機正常動作，后來細(xì)心的研讀程序，一項一項的查找問題所在，最后，檢查到，原來是在焊接的時候，由于不夠仔細(xì)，把一路線走來與焊盤焊點短路，造成了硬件電路的錯誤。