【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生大扭力。我們所選用的直流電機(jī)減速比為1：74，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/min。我們的車(chē)輪直徑為6cm，因此我們的小車(chē)的最大速度可以達(dá)到V=2πrv=2***100/60=能夠較好的滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。方案1：采用專(zhuān)用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個(gè)直流電機(jī)，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。方案2：對(duì)于直流電機(jī)用分立元件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路。由分立元件構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。因此我們選用了方案1。方案1：選擇專(zhuān)門(mén)的語(yǔ)音存儲(chǔ)芯片ISD1420，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行錄放音的控制。用這種方法雖然比較簡(jiǎn)介方便，但是在地址模式所占IO口較多,在操作模式下進(jìn)行隨機(jī)播放又需快進(jìn),較適合于順序播放。且存儲(chǔ)空間較小，只能存儲(chǔ)總計(jì)20s的語(yǔ)音，無(wú)法進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別。為了能更好的使用語(yǔ)音播放和語(yǔ)音辨識(shí)，我們放棄了此方案。方案2：選擇DSP進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，DSP具有很強(qiáng)的信息處理能力，能夠進(jìn)行語(yǔ)音的存儲(chǔ)錄放和語(yǔ)音的辨識(shí)，但是考慮到系統(tǒng)的成本和使用的靈活和方便，我們放棄了此方案。方案3：使用凌陽(yáng)精簡(jiǎn)板開(kāi)發(fā)板61B板，該精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板體積小，使用方便，且具有凌陽(yáng)系列的很強(qiáng)的語(yǔ)音處理功能，且具有語(yǔ)音播報(bào)和辨識(shí)的模塊。凌陽(yáng)61單片機(jī)是16位單片機(jī)，具有DSP功能，有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時(shí)鐘頻率可達(dá)49MHz，具有運(yùn)算速度高等優(yōu)勢(shì)。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3。無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸被廣泛應(yīng)用在車(chē)輛監(jiān)控、遙控、遙測(cè)、小型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信、機(jī)器人控制、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像的傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。方案1：用DF無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。DF無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊通訊方式為調(diào)頻AM，工作頻率為315MHz，為ISM頻段，發(fā)射頻率500mW。DF超再生式接收模塊通訊方式為調(diào)頻AM，接收靈敏度高，用示波器觀察輸出波形干凈，抗干擾能力強(qiáng)。系統(tǒng)中為保證穩(wěn)定，采用芯片PT2262,PT2272M4進(jìn)行數(shù)據(jù)編解碼，由于數(shù)據(jù)傳輸量較小，經(jīng)過(guò)測(cè)試，方案可行。方案2：其他無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，如nRF40紅外線(xiàn)或藍(lán)牙模塊，由于其價(jià)格較昂貴，不利于調(diào)試，而且系統(tǒng)中不需傳輸大量的數(shù)據(jù)，因此我們放棄了此方案。DF無(wú)線(xiàn)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。方案1：用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。數(shù)碼管由于顯示速度快，使用簡(jiǎn)單，顯示效果簡(jiǎn)潔明了而得到了廣泛應(yīng)用。但是由于我們計(jì)劃在顯示臺(tái)顯示小車(chē)前進(jìn)的路線(xiàn)、路程以及當(dāng)前的滅火狀態(tài)。用數(shù)碼管無(wú)法顯示如此豐富的內(nèi)容，因此我們放棄了此方案。方案2：用LCD液晶進(jìn)行顯示。LCD由于其顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于此系統(tǒng)我們選用4X8的LCD能夠很好的滿(mǎn)足顯示要求，因此我們選擇了此方案。為滿(mǎn)足題目要求，需要在車(chē)上顯示小車(chē)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)。因此需要在車(chē)上顯示這些數(shù)據(jù)。方案1：用OCM2X8C液晶屏。該液晶屏可以?xún)尚酗@示數(shù)字、漢字，也可以實(shí)現(xiàn)繪圖功能。顯示清晰。如果用串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，使用的數(shù)據(jù)線(xiàn)也較小。但是由于小車(chē)是在不停的運(yùn)動(dòng)中，使用液晶屏在遠(yuǎn)距離觀測(cè)時(shí)顯示不易觀察。因此我們考慮其他的更好的方案。方案2：用8位數(shù)碼管進(jìn)行顯示小車(chē)走過(guò)的路程，滅火時(shí)間和數(shù)目。用8X8的LED點(diǎn)陣顯示當(dāng)前的滅火狀態(tài)。由于車(chē)載顯示模塊只是用來(lái)顯示路程、時(shí)間和滅火數(shù)目，都為一些數(shù)字，這就為數(shù)碼管的使用變成了可能。數(shù)碼管顯示亮度高，遠(yuǎn)程觀測(cè)也比較醒目。使用高亮度LED發(fā)光管構(gòu)成點(diǎn)陣，通過(guò)編程控制可以顯示中英文字符、圖形及視頻動(dòng)態(tài)圖形。我們用LED點(diǎn)陣來(lái)動(dòng)態(tài)圖形的顯示當(dāng)前的滅火狀態(tài)。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)是用CH451實(shí)現(xiàn)的。CH451是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤(pán)掃描控制以及uP監(jiān)控的多功能外圍芯片。CH451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。CH451可以通過(guò)級(jí)聯(lián)的串行接口與單片機(jī)交換數(shù)據(jù)，因此占用單片機(jī)的IO口較少。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CH451能夠很好的實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管和LED點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)。因此我們使用數(shù)碼管和LED點(diǎn)陣作為車(chē)載顯示。經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案：（1） 車(chē)體用鋁合金車(chē)架手工制作。（2） 采用AT89S52單片機(jī)作為主控制器。（3） 用3節(jié)鋰電池為直流電機(jī)供電，用兩組每組兩節(jié)電池分別為單片機(jī)傳感器和舵機(jī)供電。（4） 用RPR220型光電對(duì)管進(jìn)行尋跡。（5） 遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅髯鳛楸鞠到y(tǒng)的火焰?zhèn)鞲衅?。?） L298N作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。（7） 凌陽(yáng)61B板作為語(yǔ)音控制模塊。（8） DF無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊用來(lái)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)。（9） 4X8的LCD在遠(yuǎn)程控制臺(tái)實(shí)時(shí)顯示小車(chē)當(dāng)前狀態(tài)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示：2節(jié)鋰電池AT89S52光電對(duì)管尋跡火焰?zhèn)鞲衅鱈298N驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)3節(jié)鋰電池光電開(kāi)關(guān)避障模塊滅火風(fēng)扇2節(jié)鋰電池DF無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊DF無(wú)線(xiàn)接收模塊4X8LCD液晶屏顯示SPCE061B車(chē)載數(shù)碼管和LED點(diǎn)陣SPCE061B語(yǔ)音播報(bào)語(yǔ)音播報(bào)光電對(duì)管測(cè)速圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)的目的是能夠滅掉兩個(gè)或更多的火源，并且能夠返回啟動(dòng)區(qū)。由于場(chǎng)地為方格型場(chǎng)地，而我們的光電對(duì)管可以順利的實(shí)現(xiàn)尋跡，轉(zhuǎn)彎與方格的計(jì)數(shù)。而不能判斷小車(chē)前進(jìn)的方向?；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。方案1：小車(chē)由啟動(dòng)區(qū)啟動(dòng)，先沿第一列走到中間，同時(shí)檢測(cè)第一列啟動(dòng)區(qū)到中間的6個(gè)黑方格中的火焰。然后返回到場(chǎng)地中間處徑直往右走到場(chǎng)地的中間，在這個(gè)過(guò)程中并不檢測(cè)小車(chē)的火焰?zhèn)鞲衅?。走到中間后在向上走檢測(cè)兩次的6個(gè)黑方格中是否有火焰。如此這樣每走半列就檢測(cè)6個(gè)黑方格，一直掃描完所有的黑方格，圖中標(biāo)有X的黑方格即為每條路徑掃描到的方格。一旦檢測(cè)到火焰小車(chē)即停下將火吹滅。小車(chē)行進(jìn)路線(xiàn)的示意圖如圖5所示：XXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX啟動(dòng)區(qū)圖5 小車(chē)行進(jìn)路線(xiàn)示意圖（方案1）這樣小車(chē)可以?huà)呙璧剿械暮诜礁駚?lái)檢測(cè)有沒(méi)有火源。但是這種掃描方法有如下幾種缺點(diǎn)：（1） 這種檢測(cè)需要的時(shí)間太多。（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(chē)只檢測(cè)兩側(cè)的6個(gè)黑方格。當(dāng)小車(chē)在列上進(jìn)行掃描時(shí)，容易檢測(cè)到比較遠(yuǎn)的距離的火焰而產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷。（3） 這種檢測(cè)方法走的路程較多，小車(chē)略顯不夠智能。方案2：小車(chē)先走到中間的白線(xiàn)，然后橫向走到場(chǎng)地的邊界，同時(shí)檢測(cè)兩側(cè)是否有火焰，如果有火焰的話(huà)記下火焰的列坐標(biāo)。然后小車(chē)返回到場(chǎng)地中間在順向走一遍，同時(shí)檢測(cè)兩側(cè)是否有火焰，如果有火焰的話(huà)記下火焰的行坐標(biāo)。這種尋找火焰的方式可以克服火焰?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)距離較遠(yuǎn)的問(wèn)題。小車(chē)的路線(xiàn)示意圖如圖6所示：?jiǎn)?dòng)區(qū)此時(shí)已記錄下火焰的坐標(biāo)圖6 小車(chē)行進(jìn)路線(xiàn)示意圖（方案2）這樣在小車(chē)走完一遍橫向和縱向的路程后，就可以知道任意位置的火焰的坐標(biāo)。知道了火焰的坐標(biāo)后就可以知道區(qū)吹滅火焰。但是這種方案也有如下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1） 小車(chē)所處的位置坐標(biāo)以及火焰的坐標(biāo)不容易確定。（2） 該方案最不容易克服的缺點(diǎn)就是即使知道了火焰的坐標(biāo)，從小車(chē)的當(dāng)前位置走到火焰的位置的路線(xiàn)