一种基于单片机的智能灭火车

一种基于单片机的智能灭火车

【摘要】：随着社会与国家的发展，在经济迅速增长的同时，各种危险场所不可避免的火灾频繁出现，本设计主要就是针对消防智能技术的制作与研究，小车以STC89C52单片机为控制核心，来实现及时防范火灾和灭火的功能。

【关键词】：火灾；智能；单片机；控制

1设计目的与设计要求

本设计主要就是针对消防智能技术的制作与研究，小车以STC89C52单片机为控制核心，加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火设备以及其它电路构成。电源电路提供系统所需的工作电源，光电传感器完成所需的避障动作，光敏电阻传感器检测火焰，采集到的数据通过STC89C52单片机处理传输到专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前进后退以及转向，最终启动灭火装置进行灭火。

2灭火小车的作品简介

现在随着社会与国家的发展，在经济迅速增长的同时，各种危险场所不可避免的火灾频繁出现。我们研究此项目主要是为了防止火灾的发生和进行及时有效的灭火。该小车可以在小范围内自动搜寻到火源，之后自动启动灭火水泵进行灭火。在开发板上有电源启动开关，开关开启后，小车会遵循一个扇形轨迹行走搜索周围的火源。在遇到障碍物时，可自动躲避障碍物。搜索到火源后，小车停止前进，会自动摆正车身，启动水泵喷水，完成灭火动作。

3系统硬件设计

在灭火小车控制系统的设计中，以单片机为控制核心，用了一片STC89C52单片机为本控制系统的主控芯片，硬件设计模块共分为：避障模块、电源模块、电机驱动模块、火焰检测模块、喷水模块。

（1）本系统的核心部件：STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

（2）小车底盘的选择：履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。履带由履带板和履带销等组成。履带销将各履带板连接起来构成履带链环。履带板的两端有孔，与主动轮啮合，中部有诱导齿，用来规正履带，并防止坦克转向或侧倾行驶时履带脱落，在与地面接触的一面有加强防滑筋（简称花纹），以提高履带板的坚固性和履带与地面的附着力。如图1所示，为履带式底盘的模型。

（3）传感器的选择：火焰检测有紫外传感器、烟雾传感器、温度传感器、红外传感器以及光敏电阻传感器。我们最后选择红外传感器，它能较好的满足系统的要求。

图1小车底盘

（4）避障传感器的选择：避障传感器用于感应行走路线上的障碍。以便灭火小车在行走中避开前方的障碍，减少碰撞以及碰撞带来的零部件的损坏，节省寻迹的时间。

1.用超声波传感器进行避障。

超声波由压电陶瓷超声波传感器发出后，遇到障碍物便反射回来，再被超声波传感器接收。然后将这信号放大后送入单片机。超声波传感器在避障的设计中广泛应用，有很大的使用基础以及适用范围。但超声波传感器需要工作频率要求较高，偏差在1%内，所以用模拟电路来做方波发生器比较难以实现。

2.红外对射式传感器进行避障。

根据投光器发出的光束，被物体阻断或部分反射，受光器最终据此做出判断反应，是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射，当检测到有障碍物的时候，光电对管就能够接收到物体反射的红外光，对所有能反射光线的物体均能检测。

光电对管操作简单，使用方便。有光线反射回来时，输出低电平。没有光线反射回来时，输出高电平。

4系统软件设计

对传感器进行优先级分类。避障传感器优先级最高，其次是火焰传感器。当出现障碍物时，避障传感器反馈信号给单片机，单片机根据反馈信号控制小车及时转向绕开障碍物。火焰传感器检测火焰波长，单片机根据火焰波长控制灭火装置的启停。在没有障碍物及未发现火源的情况下，小车继续运动。

5结论

本论文设计了以STC89C52单片机为主控制器的简易灭火机器人。所做工作和确定的成果如下：

1、以单片机STC89C52为核心拟定了系统组成方案，完成了系统的电路硬件总体设计，包括供电模块、单片机系统、电机驱动系统、火焰检测系统以及灭火系统和各个模块间接口。

2、完成了各个功能模块PCB板的制作，手工焊制了电路板。

3、完成主要功能模块的调试软件设计，分别完成对各个功能模块的调试工作。

参考文献

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