【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)算轉(zhuǎn)換為控制電機(jī)的PWM信號，從而進(jìn)行消防車的控制。當(dāng)接收發(fā)生錯誤時，進(jìn)行蜂鳴器報警。 控制模塊電路 報警部分的硬件電路設(shè)計報警電路由NPN三極管驅(qū)動蜂鳴器，主要思路是通過單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率的PWM實現(xiàn)不同報警信息的反饋。 報警電路4 智能遙控消防車程序設(shè)計 主程序設(shè)計該系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化編程方式，這種編程方式不但可以減少程序塊之間的關(guān)聯(lián)性， 還能提高軟件的穩(wěn)健性和抗干擾能力。主要的模塊程序為主程序模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送接收模塊和PWM控制模塊等。、。 遙控器程序結(jié)構(gòu) 接收機(jī)程序結(jié)構(gòu) 主程序流程圖設(shè)計 遙控器程序設(shè)計遙控器主要實現(xiàn)的功能是將兩個搖桿電位器的ADC量轉(zhuǎn)換為控制消防車的PWM量，并且處理數(shù)據(jù)產(chǎn)生出剎車、加速、參數(shù)顯示等功能，最后將數(shù)據(jù)完整地通過nRF905無線數(shù)傳發(fā)送至接收機(jī)。 遙控器程序流程 接收機(jī)程序設(shè)計接收機(jī)主要是接收來自遙控器發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的PWM和啟動或者剎車動作，在于程序抗干擾保護(hù)方面，由于障礙物等會造成數(shù)據(jù)傳輸失敗，所以需要編程一個定時器對數(shù)據(jù)接收的監(jiān)視，一旦監(jiān)視不到數(shù)據(jù)傳輸，則認(rèn)為通信失敗。控制器立即鎖死消防車，并且命令發(fā)出滴滴響。 接收機(jī)主程序流程 定時器0負(fù)責(zé)監(jiān)視數(shù)據(jù)發(fā)送錯誤和報警動作。 接收機(jī)數(shù)據(jù)接收監(jiān)視程序流程5 智能遙控消防車的機(jī)電聯(lián)合調(diào)試 機(jī)械部分調(diào)試 機(jī)械部分的銷軸、張緊輪、支撐輪軸架、中間軸、主動輪等設(shè)計完畢后，要仔細(xì)地核對出圖尺寸，在下料加工前要確定材料的物理應(yīng)力和材料的重量等。由于消防車要拖動20米長的水帶，經(jīng)試驗水帶可以噴射出70米的射程，在抗后坐力方面的設(shè)計需要非常留意。所以本設(shè)計用8mm厚度的槽鋼作為機(jī)械主體，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、裝配、機(jī)械調(diào)試，最終將機(jī)械部分完整地實現(xiàn)。 系統(tǒng)電子調(diào)試部分 系統(tǒng)硬件模塊調(diào)試為了保障所設(shè)計的系統(tǒng)能發(fā)揮出應(yīng)有的功能，就必須在完成系統(tǒng)硬件電路設(shè)計后，經(jīng)過要仔細(xì)，反復(fù)進(jìn)行模塊調(diào)試。一個良好的調(diào)試方法至關(guān)重要，它可以縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，節(jié)約人力和物力成本。首先要對所繪電路的原理圖、PCB 圖進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后，便可以進(jìn)制板。對加工和焊接好的電路板，確認(rèn)電路板及所焊的元器件正確后，就可以對硬件的各個分部分進(jìn)行模塊化調(diào)試。先檢查各模塊的電源線、通訊線是否連接好，主要檢查電源和地是否有短路，地線是否與總的數(shù)字地或模擬地相連。電源連接正確后，給整個消防車系統(tǒng)上電路，用萬用表檢查蓄電池電源和控制模塊兩端的電壓是否正常。如果發(fā)生芯片異常發(fā)熱的情況，則要馬上切斷電源，然后再重新檢查電路，直到輸出正常。電壓工作正常后，對遙控器進(jìn)行調(diào)試，實現(xiàn)遙控器搖桿變位器的ADC檢測和顯示。同時對接收機(jī)基本PWM的輸出進(jìn)行編寫，嘗試PWM控制電機(jī)，查看電機(jī)的機(jī)動性能。下一步，編寫好無線通信，是遙控器能正常地遙控接收機(jī)，測試不同環(huán)境下通信數(shù)據(jù)丟失率，記下能通信的最大距離作為后續(xù)遙控距離的依據(jù)。最后，制定遙控器和接收機(jī)的通信協(xié)議，使得使用者更容易地操控消防車。，經(jīng)過嚴(yán)格的性能測試和現(xiàn)場試驗，nRF905模塊作為本次測試的射頻芯片。nRF905的配置參數(shù)為：，50kbps，32byte數(shù)據(jù)，開啟CRC。 nRF905無線傳輸數(shù)據(jù)包丟失率與傳輸距離和發(fā)射功率的關(guān)系實測表離距率功射發(fā)5dB7dB10dB50m0%0%0%100m2%0%0%200m5%1%0%300m10%7%3%500m54%34%28%由表格得出，在軟件設(shè)置無線模塊發(fā)射功率在10dB條件下，在300米的傳輸距離情況下數(shù)據(jù)包丟失率極少（3%），穩(wěn)定的傳輸距離在300米左右，滿足了該設(shè)計的無線通信要求。 系統(tǒng)軟件調(diào)試 各個模塊調(diào)試完畢后，即可進(jìn)行軟件固件聯(lián)合調(diào)試。將各個模塊聯(lián)合起來，在主程序?qū)懭胄枰獙崿F(xiàn)的功能，每加入一個功能隨即調(diào)試對應(yīng)的功能，直到每個功能結(jié)合完善為止。值得注意的是，有時候獨(dú)立硬件模塊調(diào)試的時候沒什么問題，一旦模塊結(jié)合在一起調(diào)試時就會出現(xiàn)想不到的問題。出現(xiàn)這種問題的原因主要在于模塊化編程留出的接口太多，要注意在模塊化編程的時候盡量具有獨(dú)立性[21]。 機(jī)電聯(lián)合調(diào)試在對整個系統(tǒng)的機(jī)械部分及電子部分分別進(jìn)行調(diào)試后，要分別整機(jī)進(jìn)行在實驗室環(huán)境下和現(xiàn)場環(huán)境下的調(diào)試及測試。因為實驗室環(huán)境有別于現(xiàn)場環(huán)境，現(xiàn)場環(huán)境干擾，復(fù)雜性要多于實驗室。實驗室調(diào)試與測試，主要從整機(jī)系統(tǒng)的抗干擾性，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率及響應(yīng)時間，消防車控制的動作準(zhǔn)確性等。對出現(xiàn)的問題分別從系統(tǒng)的機(jī)械及電子部分上考慮，并不斷的改進(jìn)問題，使系統(tǒng)更好的實現(xiàn)設(shè)計時所要求的功能。表 實驗室環(huán)境下系統(tǒng)工作穩(wěn)定性測試表格距離（米）平均通信數(shù)據(jù)丟失率誤動作報警次數(shù)機(jī)械故障次數(shù)遙控動作情況500%01正常1000%02正常2003%11正常3007%32 正常，稍微有滯后動作40024%83 蜂鳴器報警，動作滯后大，由于20AH鉛蓄電池的容量給消防車的能量供應(yīng)只能持續(xù)1小時，因此系統(tǒng)控制以1小時為測試的基準(zhǔn)時間，在實驗環(huán)境下遙控消防車在300米時控制比較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)丟失少，控制及時，遙控動作達(dá)到要求。400米遙控時誤動作報警的次數(shù)增加，通信數(shù)據(jù)丟失幾率加大，而且遙控動作滯后大，達(dá)不到設(shè)計的指標(biāo)?，F(xiàn)場測試主要模擬實際的消防現(xiàn)場，如高溫，噴水，煙霧，障礙等特殊環(huán)境進(jìn)行實地模擬。查看通信錯誤及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有不符合實際操作的機(jī)械或者電子部分，及時改進(jìn)。下表記錄了現(xiàn)場環(huán)境下的工作測試表格，具體條件：利用消防栓模擬水壓噴水，利用墻體、樹木等作為障礙物、同時啟動多點(diǎn)433MHZ射頻模塊作為射頻干擾源等。表 現(xiàn)場模擬環(huán)境下系統(tǒng)工作穩(wěn)定性測試表格距離（米）平均通信數(shù)據(jù)丟失率誤動作報警次數(shù)機(jī)械故障次數(shù)遙控動作情況500%01正常1000%01正常2004%22正常，稍微有滯后動作30012%51蜂鳴器報警，動作滯后大40038%124蜂鳴器報警，車輛停止運(yùn)行，現(xiàn)場環(huán)境下，由于障礙物和外界無線射頻等的干擾，遙控效果比實驗條件下明顯差很多，在實際環(huán)境下遙控消防車在200米時控制比較穩(wěn)定，數(shù)據(jù)丟失較少，控制及時，遙控動作達(dá)到要求。300米遙控時誤動作報警的次數(shù)明顯增加，通信數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重，而且遙控動作滯后大，達(dá)不到設(shè)計的指標(biāo)。由于實驗效果和實際的測試效果有明顯的差異，而且在以后更復(fù)雜的消防場所條件下有可能會遇到更惡劣的環(huán)境，因此本系統(tǒng)將穩(wěn)定的遙控距離設(shè)定為150米。經(jīng)過一個月的軟硬件結(jié)合后，智能遙控消防車系統(tǒng)完全實現(xiàn)了預(yù)期的功能，程序運(yùn)行穩(wěn)定，通信中斷情況極少，完全達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)要求?？偨Y(jié)本系統(tǒng)采用AVR單片機(jī)為主控制器，以四輪一帶為核心的機(jī)械主結(jié)構(gòu)，通過機(jī)電一體化的設(shè)計，優(yōu)勢互補(bǔ)，機(jī)電結(jié)合，克服了純機(jī)械消防器具帶來的體積、控制的問題。穩(wěn)定的機(jī)電結(jié)構(gòu)，完善的報警機(jī)制和簡便的操作方式，給消防人員帶來了方便的同時，大大節(jié)約了設(shè)計成本。未來的世界日益趨向于機(jī)電一體化，相信類似智能遙控消防車的消防器械很大程度上會取代人工消防。致謝轉(zhuǎn)眼之間，浮華遠(yuǎn)去，再轉(zhuǎn)身，大學(xué)僅留下背影。對于畢業(yè)設(shè)計，感慨萬千，它就像是我四年大學(xué)求學(xué)生活的縮影與總結(jié)。在不斷嘗試中不斷失敗，在不斷努力中偶爾成功。對于即將進(jìn)入社會大學(xué)的我們，腳踏實地才是最重要的。此刻大學(xué)的背影漸漸遠(yuǎn)去，謹(jǐn)借此機(jī)會真誠感謝老師的殷勤指導(dǎo)！同時，也要感謝在實驗室里相