文档介绍：目录
1. 概述 1
2. 作品的总体设计 1
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3. 作品的详细设计 5
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PCB设计 13
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4. 调试与测试 25
5. 结论 25
6. 感想(小组成员心得体会) 26
7. 参考文献 27
概述
一直以来, 恶劣环境下的工作一直影响着人们的身心健康, 很多人希望用机器来取代人类在危险环境下作业, 这种迫切的需要促使机器人诞生。
由于现代化都市生活火灾隐患处处存在,火灾也频繁发生。在高度危险的火灾现场,即使是消防队员也无能为力,因此,迫切需要一种智能化灭火机器人来代替消防员执行高度危险的、高负荷的任务。
本作品具有智能化自动巡视寻找火源,智能避障的的特点,当它进入一个房间后,巡视整个房间以寻找火源,行进的过程中能够精确躲避障碍物。发现火源后,本作品能自动校准行进方向,判断与火源的距离,进入有效灭火范围内自动启动灭火装置进行灭火。
本作品适用于危险火灾现场的灭火和对火灾现场进行火源排查。
作品的总体设计
本作品具有以下五个模块组成:控制模块、驱动模块、传感器模块、灭火模块、电源模块。
控制模块
采用Atmel89S52单片机作为本系统的核心控制芯片。它能接收ADC0804转换的数字信号,对其进行一系列处理,根据处理结果,驱动电机做相应的运动,并能控制风扇转动进行灭火操作。
驱动模块
驱动模块采用L298芯片与两个直流电机,该芯片能够接收单片机发出的控制信号,同时驱动两个直流电机运动。
传感器模块
传感器模块采用红外传感器和火焰传感器两种传感器,红外传感器探测行进路面,火焰传感器探测前方火焰,并将探测到的数据传到ADC0804进行模数转换。
灭火模块
灭火模块采用12V直流风扇,用5V电磁继电器作为控制开关控制风扇的停转。
A/D转换模块
A/D转换模块由四个ADC0804组成,用来接收传感器传回的模拟信号,转换成数字信号,然后传给单片机进行后续处理。
电源模块
用一个4节5号电池夹和一个6节5号电池夹,来提供6V和9V电源。6V提供单片机和L298芯片的工作电源,9V提供电机和风扇的工作电源。
电源模块
控
制
模
块
直流电机
AD转换模块
传感器模块
驱
动
模
块
灭火模块
图2-1整体结构框架图
1、远红外火焰传感器:灵敏度高、响应速度快、输出信号大、寿命长、工作稳定可靠。
2、红外光电传感器:灵敏度高、响应速度快、检测距离可调、寿命长、工作稳定可靠。
3、Atmel89S52单片机:一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器,内置8KB可在线编程闪存。
4、ADC0804模数转换芯片:实现数模转换,功耗低,使用方便,控制简单。
5、L298电机驱动芯片:可驱动两个直流电机,驱动能力强,电路简单,使用比较方便。
6、电磁继电器:弱电控制强电,隔离控制。
7、风扇:12V额定电压,功率小。
8、UM2003芯片:是高耐压、大电流达林顿陈列,由七个硅NPN 达林顿管组成,采用集电极开路输出,输出电流大,故可直接驱动继电器。
红外传感器检测小车行进的道路是否有障碍物,火焰传感器检测周围环境是否有火源,单片机以扫描的形式逐一扫描每个传感器,判断是否有信号传入,并判断是哪个传感器探测到的信号。若是由红外传感器探测到的信号,则单片机根据探测到信号的不同控制电机做相应的运动,以躲避障碍物;若是由火焰传感器探测到的信号,则单片机根据探测到的信号,判断火焰的方向及距火源距离,并控制电机向火源方向运动,当到达灭火范围内,单片机控制风扇灭火,直到火源熄灭。
作品的详细设计
图3-1功能模块划分图
单片机
Atmel89S52
红外与火焰传感器
发射与接收
A/D转换
驱动
电路
开关
电力
直流
电机
风扇
远红外火焰传感器可以用来探测火源或其它一些波长在760纳米~1100纳米范围内的热源;远红外火焰传感器能够探测到