【導(dǎo)讀】機(jī)、光電傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱碗娫措娐芬约捌渌娐窐?gòu)成。系統(tǒng)由89S52通過IO口控制。小車的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向。舵機(jī)帶動(dòng)滅火風(fēng)扇左右轉(zhuǎn)向擺動(dòng)進(jìn)行滅火。電對(duì)管完成，遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅鬟M(jìn)行火焰掃描。同時(shí)本系統(tǒng)用凌陽單片機(jī)進(jìn)行語音的播報(bào)，以提示當(dāng)前狀態(tài)。本系統(tǒng)同時(shí)通過DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，將該車當(dāng)前的。狀態(tài)遠(yuǎn)程傳送給顯示臺(tái)。顯示臺(tái)由OCMJ4X8C液晶屏和2個(gè)按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和啟動(dòng)控

　　

【正文】 2R21KC41 04+54612837U1S P Y 0 0 3 0+C21 00 u1 2 3J1單片機(jī)音頻接口 圖 21 語音播放與辨識(shí)電路 PT2262/2272 是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射 /接收芯片。其中發(fā)射芯片PT2262 將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。 接收芯片 PT2272M4 是非 鎖存型 4 位 數(shù)據(jù)輸出 ，有 8位地址編碼，有效防止了各個(gè)無線模塊之間的干擾。 DF 無線收發(fā)模塊結(jié)合編解碼芯片 PT2262/2272 可以將單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)經(jīng) 過編解碼經(jīng)由 DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)射出去。這樣的無線收發(fā)模塊具有發(fā)射距離遠(yuǎn)，抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí) PT2262具有 8位地址編碼，能夠防止各個(gè)無線模塊之間的干擾。 無線發(fā)射模塊的電路圖如圖 22所示： 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 22 無線發(fā)射模塊 3．軟件實(shí)現(xiàn) 我們所設(shè)計(jì)的軟件的主程序流程圖如圖 23所示： 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 系統(tǒng)初始化 X＝ 0， Y＝ 0 小車前進(jìn) 中間兩個(gè)對(duì)管是否全白 否 右轉(zhuǎn) 是 前進(jìn)并在行進(jìn)間用“近視”傳感器檢測(cè)火源 是否檢測(cè)到火焰 停車，滅火 計(jì)滅火數(shù)目 是 返回 X＝ 3 處 否 右轉(zhuǎn) 在 X＝ 3 的線上邊前進(jìn) 邊檢測(cè)火源 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 23 主程序流程圖 基于這種算法，我們可以走較少的路程滅掉 2個(gè)甚至更多個(gè)火源，且工作性 能穩(wěn)定。 我們用“近視”傳感器和“遠(yuǎn)視”傳感器交替使用，避免了誤檢測(cè)的情況的出現(xiàn)。試驗(yàn)驗(yàn)證，本系統(tǒng)滅火效果良好。 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。 滅火子程序的流程圖如圖 24所示： 判斷檢測(cè)到火焰的傳感器類型 停車 ，舵盤轉(zhuǎn)向，滅火 “近視”傳感器 小車轉(zhuǎn)向相應(yīng)分支 “遠(yuǎn)視”傳感器 返回原地 尋找火源 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 判斷檢測(cè)到火焰時(shí)的 Y 坐標(biāo) 關(guān)閉尋跡驅(qū)動(dòng) Y 坐標(biāo)為奇數(shù) 更正坐標(biāo)值 后退至上一個(gè)交點(diǎn)處 打開尋跡驅(qū)動(dòng) 等待車到交點(diǎn)處 Y 坐標(biāo)為偶數(shù) 轉(zhuǎn)彎 僅使能“近視”火焰?zhèn)鞲衅? 查詢中間傳感器以計(jì)算坐標(biāo) 在火焰處停下，延時(shí)，滅火 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 24 滅火子程序流程圖 我們用一個(gè)字節(jié)的 8個(gè)位來代表車底的 8個(gè)光電傳感器。用每一個(gè)位來代表當(dāng)前傳感器的檢 測(cè)狀態(tài)。 我們給每一個(gè)光電傳感器賦予不同的權(quán)值。對(duì)于同一列的三個(gè)傳感器來說，中間傳感器的權(quán)值位 0，兩側(cè)傳感器的權(quán)值分別為 2和－ 2。 檢測(cè)時(shí)，我們首先得到檢測(cè)到白線的傳感器的數(shù)目和位置，然后將檢測(cè)到白線的傳感器的權(quán)值相加，然后再與傳感器的數(shù)目相平均得到權(quán)值的均值。由均值的值就可以得到小車的當(dāng)前狀態(tài)，進(jìn)而可以根據(jù)狀態(tài)控制電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)小車的尋跡。 當(dāng)權(quán)值的均值等于 0時(shí)，就可以知道小車在白線得正上方。 當(dāng)?shù)玫降脵?quán)值大于 0時(shí)就可以知道小車現(xiàn)在在白線的偏右側(cè)。權(quán)值大于 0時(shí)又有 1和 2兩種情況。此時(shí)給右輪加速也分為兩種情況 ：權(quán)值為 1時(shí)啟動(dòng)一級(jí)加速；權(quán)值為 2時(shí)啟動(dòng)二級(jí)加速。二級(jí)加速比一級(jí)加速的時(shí)間稍長，因?yàn)闄?quán)值為 2時(shí)小車偏離白線的距離較遠(yuǎn)。這樣通過一級(jí)或者二級(jí)加速就可以調(diào)節(jié)小車回到白線的上方。 當(dāng)?shù)玫降臋?quán)值小于 0時(shí)就可以知道小車現(xiàn)在在白線的偏左側(cè)，給左輪加速同樣分為一級(jí)加速和二級(jí)加速就可以使小車回到白線的上方。 用這種權(quán)值相加然后平均的尋跡算法同單純的判斷檢測(cè)到對(duì)管的位置并作出判斷的方法相比，程序思路清晰，程序執(zhí)行結(jié)果較好。 該檢測(cè)傳感器子程序的流程圖如圖 25所示： 檢測(cè)是否滅掉火 返回 X＝ 3 處 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 25 傳感器信息處理子程序流程圖 4．系統(tǒng)功能測(cè)試 表 1 測(cè)試儀器設(shè)備清單 儀器名稱 型號(hào) 用途 數(shù)量 PC機(jī) 聯(lián)想 調(diào)試及下載程序 1 數(shù)字萬用表 MASTECH my－ 65 測(cè)量各電路工作情況 1 秒表 記錄時(shí)間 1 （ 1）在場(chǎng)地上沒有放置蠟燭，小車從啟動(dòng)區(qū)啟動(dòng)。走到第一列后豎直到底，然后返回場(chǎng)地中間的橫向白線處，按照橫向白線走到場(chǎng)地的盡頭后轉(zhuǎn)彎 180度，返回啟動(dòng)區(qū)。所用時(shí)間總計(jì) 。返回啟動(dòng)區(qū)后，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶屏 顯示并同時(shí)語音播報(bào)：沒有發(fā)現(xiàn)火源。小車路線示意圖如圖 26所示： 打開尋跡驅(qū)動(dòng) 獲得傳感器信息 計(jì)算總權(quán)值 判斷權(quán)值均值 左右輪同速 與傳感器數(shù) 目相平均 0 0 判斷 判斷 右輪一級(jí)加速 右輪二級(jí)加速 左輪一級(jí)加速 左輪二級(jí)加速 ＝ 0 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 26 小車路線示意圖（測(cè)試 1） （ 2）在場(chǎng)地中隨機(jī)放置一根蠟燭。 小車從啟動(dòng)區(qū)啟動(dòng)后能夠找到蠟燭，此時(shí)，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶屏顯示并語音報(bào)警：找到火源 1。小車語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源 1。小車按照預(yù)定路線將蠟燭熄滅后，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)液晶屏顯示并語音播報(bào)：已熄滅火源。小車語音播報(bào)：熄滅火源 1。完成此過程所用時(shí)間為 秒。 小車完成此過程的示意圖如圖 27所示： 啟動(dòng)區(qū) 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 27 小車路線示意圖（測(cè)試 2） （ 3）在場(chǎng)地中隨機(jī)放置兩根蠟燭，小車能夠依次找到蠟燭并將火焰熄滅。 找到第一根蠟燭時(shí)，遠(yuǎn)程液晶顯示并語音報(bào)警：找到火源 1。同時(shí)小車語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源 1。將第一根蠟燭熄滅后，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)能夠顯示并語音播報(bào)：已熄滅火源 1。同時(shí)小車語音播報(bào)：熄滅火源 1。完成這些動(dòng)作所用時(shí)間為 。 找到第二根蠟燭時(shí)，遠(yuǎn)程液晶顯示并語音報(bào)警：找到火源 2。同時(shí)小車語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源 2。將第二根蠟燭熄滅后，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)嫩構(gòu)顯示并語音播報(bào)：已熄滅火源 2。同時(shí)小車語音播報(bào)： 熄滅火源 2。完成這些動(dòng)作所用時(shí)間為 。 小車完成此過程的路線示意圖如圖 28所示： 啟動(dòng)區(qū) 滅火 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 圖 28 小車路線示意圖（測(cè)試 3） 啟動(dòng)區(qū) 滅火 滅火 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 我們?cè)趫?chǎng)地上隨即放置兩個(gè)蠟燭，蠟燭擺放位置及場(chǎng)地示意圖如圖 29 所示： 圖 29 小車發(fā)揮功能及其它功能測(cè)試 測(cè)試步驟如下： （ 1）遠(yuǎn)程復(fù)位啟動(dòng)電動(dòng)車。將車放置在啟動(dòng)區(qū)內(nèi)，在遠(yuǎn)程控制臺(tái)按下啟動(dòng)按鈕，小 車從啟動(dòng)區(qū)正常啟動(dòng)。同時(shí)遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶屏上繪圖顯示整個(gè)場(chǎng)地地圖以及小車當(dāng)前在地圖上的位置。 （ 2）發(fā)現(xiàn)第一個(gè)火源時(shí)，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源 1。火源位置及小車當(dāng)前位置在液晶屏上能夠繪圖顯示。小車同時(shí)將其熄滅并語音播報(bào)狀態(tài)：熄滅火源 1。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)液晶屏可以實(shí)時(shí)顯示整個(gè)過程，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語音播報(bào)：熄滅火源 1。 （ 3）發(fā)現(xiàn)第二個(gè)火源時(shí)，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源 2?；鹪次恢眉靶≤嚠?dāng)前位置在液晶屏上能夠繪圖顯示。小車同時(shí)將其熄滅并語音播報(bào)狀態(tài)：熄滅火源 2。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)液晶屏可以實(shí)時(shí)顯示整個(gè)過程，遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語音播 報(bào)：熄滅火源 2。 （ 4）小車熄滅兩個(gè)火焰后，返回啟動(dòng)區(qū)并停止。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)液晶屏可以繪圖顯示小車回到初始位置。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)語音播報(bào)：發(fā)現(xiàn)火源數(shù) 2，熄滅火焰數(shù) 2，成功完成任務(wù)。 測(cè)試表明，小車能夠較好的完成題目要求的基本要求和發(fā)揮部分。同時(shí)作為我們的特色的遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的工作正常，繪圖顯示清楚，語音播報(bào)清晰，遠(yuǎn)程顯示效果良好。 通過遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的液晶繪圖實(shí)時(shí)顯示，能夠直觀、形象、美觀的顯示小車的狀態(tài)。我們的遠(yuǎn)程顯示臺(tái)只是起到遠(yuǎn)程顯示監(jiān)控的作用，而并沒有遙控滅火電動(dòng)車。遠(yuǎn)程顯示臺(tái)的應(yīng)用，為實(shí)際生活中 的滅火機(jī)器人的模擬遠(yuǎn)程顯示。當(dāng)機(jī)器人在無法靠近的火場(chǎng)工作時(shí)，人可以遠(yuǎn) 啟動(dòng)區(qū) 滅火 滅火 消防智能電動(dòng)車設(shè)計(jì)與制作 畢業(yè)論文 程看到機(jī)器人所處位置及完成任務(wù)的情況。我們的遠(yuǎn)程顯示監(jiān)控只是應(yīng)用了無線傳輸，并沒有用攝像頭就實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人位置及狀態(tài)的顯示，節(jié)約了成本。 1. 李正軍。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 2. Ramon PallasAreny， John G. Webster（美）。傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)，第 2版。張倫譯。北京：清華大學(xué)出版社， 2020 3. 船倉一朗，土屋 堯等（日）。機(jī)器人控制電子學(xué)。宗光華，楊 洋，唐伯雁譯。北京 ：科學(xué)出版社， 2020 4. 羅亞非等。凌陽 16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 5. 童詩白，華成英。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社， 2020 6. 閻石。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。北京：高等教育出版社， 1983 7. 高峰編。單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)。北京：科學(xué)出版社， 2020 8. 21IC中國電子網(wǎng)。 。 楊濟(jì)民 馬仁富 朱智林教授點(diǎn)評(píng) : 系統(tǒng)以 AT89S52單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、舵機(jī)、光電傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱碗娫措娐芬约捌渌娐窐?gòu)成，設(shè)計(jì)報(bào)告完整，元器件選擇比較恰當(dāng)，制作的小車能完成題目的所有要求，語音報(bào)警比較有特色，功能齊全。但行進(jìn)路線固定。