【精品】智能灭火小车设计

智能灭火小车设计

目录

1绪论 (1)

1.1研究的背景和意义 (1)

1.2本次论文设计的主要任务 (1)

2系统方案设计 (1)

2.1总体设计框图 (1)

2.2核心控制单元的选择 (2)

避障方案设计 (5)

2.4小车选择 (11)

3主控制模块主程序设计 (12)

3.1红外循迹模块子程序设计 (12)

3.2红外避障模块子程序设计 (14)

. 15

3.3电机控制子程序设计 (15)

结论 (17)

参考文献 (18)

附录 (20)

1绪论

1.1研究的背景和意义

在现代化社会中需要使用大量的电器，而当电器使用不当或者是老化的时候可能引发火灾。当火灾发生后，在消防队赶来之前有一段时间，这段时间可能会造成重大的人员财产伤亡，而且在火势很大的情况下，消防队员可能会有生命危险，在一些恶劣的情况下人类不方便靠近智能汽车火灾产生于第一次火灾，为了有效地扑灭了火灾，人员伤亡和财产损失降到最低。

1.2本次论文设计的主要任务

这次研究的课题主要有如下几点

的内容MCU控制模

块

外部中断程序

2系统方案设计

2.1总体设计框图

MCU是本系统的控制核心，负责处理由红外对管循迹模块，红外避障模块得到的电平信号。最后单片机把信号处理的结果传递给小车电机模块，让小车做出正确的反应。

系统结构框图如下图所示。

总体设计框

2.2核心控制单元的选择

AT89C51的主要的特性

•4K字节可编程FLASH存储器

•与MCS-51 兼容

•数据保留时间：10年

•寿命：1000写/擦循环

三级程序存储器锁定

•全静态工作：0Hz-24MHz

•32可编程I/O线

•128×8位内部RAM

•5个中断源

•可编程串行通道

•低功耗的闲置和掉电模式

该系统采用AT89C51单片机为中央处理器。

循迹模块方案设计

方案1：使用光敏电阻来做光敏探测器

光敏电阻随环境光线的变化而变化。当光照在上面有白色的线，反射光是比较强的，当光照射在黑色的线，反射光会比较弱。因此，光敏电阻以白色和黑色的线，电阻的变化。将比较器输出高电平后，光敏电阻值的变化。但探测器受光照影响，但我们不能保证光已经在一个稳定的，所以这个方案不能稳定工作。

方案2：用RPR220型光电对管

该RPR220反射式光电探测器的发射机和接收机的集成，砷化镓红外发光二极管的发射管，硅平面晶体管的高灵敏度接收机。

其具有如下特点：

2、结构紧凑所以体积小。

4、工作性能稳定而且电路结构简单。

方案1容易受到光照影响选择RP所以选择R220型光电对管。

RPR220实物图

循迹模块电路图如下图所示

为了保证小车沿着黑色线驱动，使用四个探测器平行排列的探测器的位置，如图所示。

图3循迹模块电路图

检测器位置

避障方案设计

方案1：使用超声波探测器

超声波探测器的优点

超声波探测器的缺点精度不够好，成本高。同时，超声检测有一个很大的弊端，是

一个几厘米至几十厘米的盲点，这辆车的避障是一个很大的不

便

方案2：使用红外避障传感器

红外避障传感器具有很强的抗背景光干扰能力外，可在阳光下工作，这是与信号发送和接收的要求一致。红外避障传感器可广泛应用于管道件，智能车辆和机器人的避障等众多场合所以，灭火小车最终使用红外避障传感器。

E18-

D80NK

加调制发射管

调制器整流稳压

接电源

整流稳压

解调器时钟逻辑负载

放大器

接电源

加调制发射管

发射器

接收器

E18-D80NK原理图

E18-D80NK电气特性如表3.1。

表3.1 E18-D80NK电气特性

红色绿色黄色工作电压工作电流驱动电流感应距离VCC GND OUT 5VDC 10-15mA 100mA 3-80CM

避障模块采用三只红外避障传感器，安装于小车两侧及下中央，可以检测两侧和正前方是否有障碍，检测后将信号送入单片机，单片机对信号进行处理并发出相应的信

号驱动小车电机，使小车躲避障碍。单片机的PB0、PB1、PB2 端口分别接左中右三个传感器的硬件电路。

小车右转

2.3电机驱动方案选择

方案1：继电器控制

电动机的开或关由继电器进行控制,小车的速度由开关的切换进行调整。此方案的优

方案2：使用L298驱动芯片

L298芯片的电气特性

电压电流功率

L298的主要特点工作电压高输出电流大额定功

率25W

46V

L298的结构与功能

功能

性负载

端

在 out1、out2 ，out3、out4 之间分别接上2个直流电机

L298 引脚的功能

Pin1和Pin15

Enable

input1~input4 输入控制电位

L298N引脚图方案1：采用步进电机

步进电机

的优点

步进电机

的缺点

所以步进电机不适合。

方案2：采用直流减速电机

经过分析，步进电机不适用于汽车设计的要求，所以用直流电机车驱动电机电路