智能灭火小车设计报告

智能灭火小车设计报告

一系统各个功能模块简介：

1.寻迹模块：主要用来给小车做导航前进用。

2.电源模块：主要用来给单片机与电机、风扇驱动模块供电。

3.电机驱动模块：主要用来驱动两个减速直流电机，实现小车的前进、后退、前左转、前右转、

后左转、后右转、停车等。

4.风扇驱动模块：主要是用来控制风扇是否吹风，来实现小车灭火功能。

5.传感器：主要用来寻找火源和壁障。

6.硬件框图

智能寻迹灭火小车的控制系统以A T89C52为核心，用两片L298N，一片用于驱动两个减速电机，一片

用于驱动风扇。12V电源单独给电机供电，再用7805把12V电源降压至5V给单片机供电。小车前进时，是通过寻迹模块里的RPR220检测信号再由AD转换为电平信号返回到单片机，单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块，让小车来实现前进、左转、右转、停车等基本功能。到达火灾地点时，单片机通过L298N来控制风扇工作灭火。

二硬件设计及主控芯片

在智能寻迹灭火小车控制系统的设计中，用一片AT89C52单片机作为本控制系统的主控芯片，硬件设计模块共分为：寻迹模块、电机驱动模块、风扇驱动模块、电源模块、风扇模块。

三用光电对管电路的设计及检测与调理电路

用比较器，光电对管检测电路如下

图中可调电阻R3可以调节比较器的门限电压，且给此电路供电的电池的压降较小。因此用此电路作为传感器检测与调理电路。

四驱动电机系统方案设计

用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。

驱动电路的设计（驱动电机的原理图）：

五电源系统方案设计

采用8节1.5V干电池供电，电压达到12V，给支流电机供电，然后将12V电压再次降压（7805）、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

六车体方案设计

制定左右两轮分别驱动，前万向轮转向。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流减速电机进行驱动，车体前部装一个万向轮。当两个直流减速电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。

在安装时保证两个驱动电机同轴。当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移，前万向轮起支撑作用。

七火焰传感器

红外火焰探头将外界红外光的变化转化为电流的变化，通过 A/D转换器反映为 0~1023 范围内的数值。外界红外光越强，数值越小。因此越靠近热源，机器人显示读数越小。根据函数返回值的变化能判断红外光线的强弱,从而能大致判别出火源的远近。此外，远红外火焰探头探测角度为 60°。火焰传感器的原理

图如下：

使用中在火焰传感器上串联了一个电位器，这样便可以调整传感器的灵敏度。在不同光线环境下，直接调整电位器，即可减少外界光对传感器的影响。

八风扇模块设计

采用的方案与驱动电机系统模块一样。采用的是L298N或L293。

九软件设计思路

根据总体设计的思想及本系统实现的功能，在软件设计中完成以下功能。

1.寻迹模块主程序：由是否遇到墙壁产生信号的操作，信号返回到单片机，再通过单片机来实现

相应的功能。

2.电机驱动模块主程序：主要用来控制两个直流减速电机，实现前进、后退、前左转、前右转、

后左转、后右转、停车等功能。

3.传感器：通过火焰传感器检测火焰产生信号传给单片机，再由单片机控制风扇模块。

4.风扇模块程序：主要用来控制一个风扇，实现吹风转动的功能。

驱动电机模块程序流程图

程序运行后，首先进行初始化将AT89C52单片机的P1口全部置0，然后就循环判断寻迹系统送过的信号，对电机进行相应的功能驱动。具体如下：

驱动电机模块程序功能对照表

风扇模块程序

该模块程序与驱动电机模块采用的驱动电路是一样的。都是用L298N。针对该模块程序流程的相应调

用而执行的模块。

十以下为整体电路图