基于单片机智能灭火小车控制系统设计.docx

1、摘 要 如今，我国正处于经济迅猛发展的时期，人民的生活水平得到普遍提高，居住环境和生活环境也不断的改善，但同时，我国的消防安全隐患仍是个巨大的问题。每年，我国的火灾事故频频出现，尤其是发生了重大火灾时，消防工作人员自身在抢救时也面临着生命的危险，甚至有时候根本无法达到目的地进行灭火抢救。如何能在高效灭火的同时保障消防员的生命安全，是我们当今所考虑的问题，于是，当代人们想出了智能灭火小车，由机器代替人们进行一些不可完成的工作，同时也能减少生命和财产的损失。本文是对智能灭火小车控制系统进行了说明和设计，使用C52单片机作为核心来控制小车，利用C语言程序进行相应的指令操作，实现对智能小车每方面的模块

2、进行了控制；此次课设包含了设计电源电路、电机驱动电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它辅助电路，并将它们加以组合成为灭火小车，其中电源电路提供工作时系统所需要的电源，电机驱动电路则使用电机驱动芯片L298N驱动电机控制智能小车的前进后退以及转向，并使用火焰电阻传感器作为核心检测模块，进行火焰探测，再探测到火源时使用相关程序驱动USB风扇进行灭火等相关操作。关键词：智能灭火小车，电机驱动芯片L298N，火焰电阻传感器，C52单片机 Abstrack Nowadays, our country is in the period of rapid development of economy, peo

3、ples living standards improved universally, living environment and living environment has been improved, but at the same time, hidden danger of fire safety in our country is still a huge problem. Every year, our countrys fire accident appeared frequently, especially when the big fire broke out, fire

4、 during the rescue staff itself is faced with the risk of life, sometimes even can not reach the destination for fire fighting and rescue. How can the effective fire at the same time to ensure the safety of a firemans life, is our todays consider problems, so the contemporary people come up with int

5、elligent fire-fighting vehicles, by machines instead of people to work for some impossible, at the same time also can reduce losses of life and property. This paper is on the intelligent car control system specification and design, use C52 as the core to control the car, using C language program for

6、 the corresponding instruction operation, realize the intelligent car control every aspect of the module; The class set design includes power circuit, motor drive circuit, flame detection circuit, fire fan and other auxiliary circuit, and to combine them into the fire fighting vehicles, including po

7、wer supply circuit for work when the system power supply, motor drive circuit is used motor driver chip driver motor control of the intelligent car forward back and turned, and use the flame resistance sensor as the core detection module, flame detection, relevant procedures are used to detect fire

8、source drive USB fan for fire fighting and related operations.Key words: Smart fire extinguishing car, light sensor sensor, C52 single chip 目录1 绪论11.1 灭火小车控制系统的设计背景和意义11.2 国内国际研究现状11.3 灭火小车控制系统的目标42 灭火小车控制系统介绍52.1 灭火小车控制系统功能概述52.2 系统工作原理62.3 主要设计内容62.4 本章小结63 系统硬件设计73.1 硬件设计框图73.2 硬件设计及主控芯片介绍73.2.1A

9、T89C52主控芯片介绍83.2.2驱动电机系统方案设计103.2.3火焰检测系统设计123.2.4车体方案设计133.2.5风扇模块设计143.3 本章小结154 系统软件设计164.1 软件设计思路164.2 系统程序流程图164.2.1 驱动电机模块程序流程图174.2.2 灭火流程图184.3 软件实现20 4.3.1 软件开发平台介绍.20 4.3.2 各功能模块软件程序设计20 驱动电机模块主程序:20风扇模块主程序:22延时子程序244.4 本章小结24结论.25致谢26参考文献.27附录1程序代码.281 绪论1.1 灭火小车控制系统的设计背景和意义火灾的发生在我们的生活当中可

10、以说极为常见，我们也时常听到某地发生了火灾，有多少人遇害，这足够引起了我们的重视。每当发生火灾时，消防人员都要每时每刻冲到第一线，冒着生命危险进行灭火抢救。在这种背景之下，智能灭火小车的理念不断深入人心，我国也开始初步实施智能机器灭火，对于安全防护有着质的提高，也大大地减低了消防人员的工作危险。在智能灭火系统中应用单片机来代替消防员的工作思想，同时通过实现自动化控制，把灭火的工作流程得到了相应简化，使得单片机能够代替多余的消防人员进行灭火工作，这样一来，不仅降低了工作人员的生命危险，同时也节省了国家不必要的支出。随着我国社会的不断发展和提高，在经济不断繁荣发展的同时，许多高位场所不可避免的火灾

11、频繁出现，这给社会安全带来了许许多多的隐患，引起了人们的注意，于是当代火灾如何能及时安全和高效的进行抢救已成为如今迫在眉睫所需要解决的问题。我国的消防抢救毫无疑问是相当快速的，往往在收到消息时都能马上赶到现场进行抢救，但纵使这样，当面对火情足够大时，而且要求进入现场灭火时他们就有着相当大的生命危险的可能，于是智能机器灭火的理念就诞生了。毫无疑问，智能灭火小车控制系统的研究在我国科学研究方面具有深远的研究意义，同时它也提供了一个很好的教学平台给我们。通过对智能机器灭火的研究可以促使学生能够将理论知识与实践紧密地结合起来，从而提高了学生们的自我动手能力、创造能力、协作能力和综合能力。目前国家所提倡

12、的科研教育中，能力培养是核心。智能灭火小车的设计给予了学生们对自我综合能力进行培养的一个发展空间，也对推动各校的科技创新和产学研一体化产生了积极作用，也为我国当前在智能机器这一研究领域的地位做出了相应的贡献。1.2 国内国际研究现状 据英国每日邮报报道，美国海军正在开发一款新型灭火机器人。这款机器人身高约5英尺10英寸（约合1.778米），重约143磅（约合129.7斤），未来不久，它或许就将加入美国海军序列并在舰船上服役。近日在华盛顿举行的“海军未来军备科学与技术展”上，这款机器人对外作了展示。在模拟的火灾场景中，这款机器人展示了穿越复杂地形，借助热成像技术识别过热设备并使用软管浇灭小型火灾

13、的能力。托马斯麦克坎博士是美国海军研究办公室（ONR）下属“类人机器人互动与识别神经科学项目组”的主管。他说：“我们在这里展示一种类人机器人，其可以在船舶上运动，操作开关门或使用水管并借助感受器的帮助在浓烟中搜寻和导航。这种机器人设计的长远目标是使其能够提供帮助，让海上的船员们远离火灾的危险。”这种先进的机器人是由弗吉尼亚理工学院研发的，是一种具有两足的类人型机器人。其正式的名称是“船舶自动灭火机器人”（SAFFiR）。其独特的机械结构设计使其具备超人的运动能力，能够在复杂空间环境下展开快速行动。其身上安装的多种感受器，包括红外立体视野以及可旋转的激光探测和测距系统（LIDAR），使得这款机器

14、人可以在浓烟中行动自如。另外它还经过专门设计，可以抵达指定的位置并自行使用水管。但在目前阶段这款机器人还必须依靠研制人员从计算机控制台发送全部指令。而对于我们国家来说，我国的机器人研究开发工作始于20世纪70年代初，到现在已经历了30年的历程。前10年处于研究单位自行开展研究工作状态，发展比较缓慢。1985年后开始列入国家有关计划，发展比较快。在机器人基础技术方面：诸如机器人机构的运动学、动力学分析与综合研究，机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内外部传感器的研究与开发，具有多传感器控制系统的研究，离线编程技术、遥控机器人的控制技术等均取得长足进展，并在实际工作中得到应用。在机器人的单元技术和基础元部件的研究开发方面：诸如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、光电编码器、液压（气