基于单片机系统的无人环境灭火机器人的设计与实现.doc

摘要:最近几十年中，大量的高层、地下建筑及大型的石化企业不断涌现。由于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效地灭火。比如，高层建筑发生火灾时，消防人员不可能在短时间内到达高处的火灾发生地点，在地下建筑中，由于环境比较潮湿，烟气不易扩散，消防人员不容易快速判定火源位置；而在石化企业发生火灾时，将产生大量的毒气，消防人员在灭火时极易中毒。为了解决这一问题，研制能够用于这些场合的侦察灭火机器人，协助消防人员进行火灾的定位和灭火，将有极大的社会意义。

　  本智能车是以AT89C52单片机为控制核心，加以直流电机、舵机、光电传感器、火焰传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由89C52通过IO口控制小车的前进后退以及转向。舵机带动灭火风扇转向摆动进行灭火。避碍由红外传感器进行实现，远红外火焰传感器进行火焰扫描。

关键词   智能；灭火；机器人；传感器

目录

摘要

Abstract

1 绪 论-1

1.1 引言-1

1.2 选题背景和意义-1

1.3 国际消防机器人研究现状-2

1.4 我国的消防侦查机器人研究现状-2

1.5 消防机器人的分类及主要技术特征-2

1.6 本课题研究内容-3

1.7 本章小结-3

2 系统设计-4

2.1设计要求-4

2.1.1 设计任务-4

2.1.2 设计要求-4

2.2 总体流程设计-4

2.3 总体模块方案-6

2.3.1 控制器模块-6

2.3.3 火焰传感器模块-7

2.3.4 避障模块-8

2.3.5 电机模块-8

2.3.6 电机驱动模块-9

2.3.7 报警模块-9

2.3.8 显示台显示模块-9

2.3.9 车载显示模块-9

2.4 最终方案确定-10

3 硬件实现及单元电路设计-12

3.1 微控制器模块的设计-12

3.1.1 处理器选择-12

3.1.2 单片机最小系统的设计-14

3.1.3 硬件整体结构设计-15

3.2 光电对管电路的设计-15

3.4 火焰传感器的安装-17

3.5 电机驱动电路-18

3.6 灭火风扇驱动电路-18

3.7 灭火装置的安装-19

3.8 蜂鸣器电路-19

3.9 晶振电路-20

3.10 本章总结-20

4 软件设计-21

4.1 系统软件设计-21

4.2 主程序设计及分析-22

4.3 灭火模块设计及分析-22

4.3.1 灭火子模块的工作流程-22

4.3.2 灭火子模块程序实现-24

4.4 电机驱动模块-24

4.4.1 驱动子模块的工作流程-25

4.4.2 驱动子模块程序实现-26

4.5 本章小结-27

5 系统调试与运行测试-28

5.1 软件测试-28

5.1.1 Keil工程的建立-28

5.1.2 软件的调试-28

5.2 硬件测试-31

5.2.1 硬件展示-31

5.2.2 硬件实现中存在的问题以及修改方案-32

5.3 本章小结-32

结论-33

致谢-34

参考文献-35

附录-36