文档介绍：灭火机器人设计指导老师:设计人员:设计时间:摘 要:根据灭火机器人的竞赛规则,给出了灭火机器人的硬件结构设计方案和软件设计流程。所用的机器人处理器为AVR单片机,主要利用红外传感器、声音火焰集成传感器、地面灰度传感器对环境进行检测,使机器人在场地中按照预定的方案寻找火源并扑灭。关键词:灭火机器人;传感器;ATmega32Abstract:Basedonfire-fightingrobotcontestrules,giventhestructureoffire-,themainuseofinfraredsensors,integratedvoiceflamesensor,ground-basedgray-scaledetectionsensorsontheenvironment,:firefightingrobot;sensor;ATmega32目录1、引言机器人竞赛是近年来迅速开展起来的一种对抗活动,它涉及人工智能、机械、电子、传感器、精密机械等诸多领域。通过竞赛可以培养学生的创新意识、动手能力、团队写作能力等。其中灭火比赛是开展范围最广、影响最大的机器人竞赛项目之一。   比赛规则为模仿生活中消防员灭火,机器人从H点出发,在四个房间内寻找任意摆放的蜡烛,并且设法将其灭掉。比赛场地的墙壁高33cm,材质为木板,颜色为黑色。尺寸如图1所示。对于比赛,得的分越低成绩越好。另外根据选择的模式不同,计分时要乘上相应的系数。图1 比赛场地平面结构2、,配以碰撞传感器、灰度传感器、火焰传感器和红外传感器。通过两路PWM控制两只电机以驱动灭火机器人,另外一路灭火电机由I/O口通过光电耦合器直接驱动。图2 ,系统需要对运行的时间和路程做必要的显示。我们考虑有以下两种显示方案。方案一:采用LED数码管显示2只LED数码管进行动态显示即可达到要求。其优点是价格便宜,寿命长;缺点是只能显示0~9的数字和一些简单的字符,电路设计繁锁,且占用空间。方案二:液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。基于上述综合考虑,拟定方案二。:利用碰撞传感器检测障碍物方位来达到避障目的,但需与障碍物碰撞才能返回值,对机器本身是一种损害。方案二:利用红外传感器检测前方障碍物,当后方有障碍物时则无法检测到。方案三:将碰撞传感器与红外传感器结合起来进行避障,无论哪个方向上的障碍都可以成功的避开。选择方案三。:利用光敏传感器探测正在发光的蜡烛位置,对光敏感性好,但还是容易出现错误,外界干扰大。方案二:利用火焰传感器探测火焰,火焰传感器利用红外敏感型元件对红外信号强度的检测并将其转换为机器人可以识别的信号,从而来检测火焰信号。准确方便,易于操作。结合以上选择方案二。:利用超声波测距判定开启风扇,利用超声波探测距离火焰的位置,达到一个设定位置后打开风扇,这种方案相对成本高。方案二:利用地面灰度传感器判定是否进入白线区来判定是否开启风扇。灰度传感器是模拟传感器,有一只发光二极管和一只光敏电阻,安装在同一面上。灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同,光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。选择方案二。3、,所以硬件需要我们设计的部分就是传感器和风扇电机。。在完成任务的过程中首先需要不碰撞墙壁,然后需要判断前方是否有火焰。在找到火焰后需要判断蜡烛旁边的白线。如果碰撞墙壁的话,需要机器人能检测出来并进行处理,不然就会发生机器人卡死的情况,那就不能完成任何任务。图4 红外传感器电路图4所示为红外传感器的发射和接收电路。红外射管采用脉宽调制(PWM)驱动,工作在38KHz的频率下,减少发射电路的功耗。脉冲发生器由NE555构成,通过外部的电位器R1来调节占空比和脉冲频率,由于红外肉眼不可见,所以电路中加入一个LED指示灯来指示红外发射管是否在工作。该LED和红外发射管串联,当红外发射管正常工作时,