编程控制,让机器人在遇到障碍物时能够及时避开,以便顺利前进寻找火源。找火为了找到火源,必须有探测火源的装置。所以本设计中选用火焰传感器火焰探头是至关重要的。在寻找火源时机器人的左前右前正前个方向各装上个火焰探头,以提高探火效率。找火分成部分确定机器人感应到火时的光强临界值,包括感觉到或找到火光的临界值和机器人处在合适灭火位置的临界值收集探测数据,包括碰撞检测数据和光强检测数据对收集的数据和基准值进行比较,从而控制机器人的找火行为和灭火行为。灭火在机器人能很好地行走找火之后,要解决的问题就是怎样去灭火了。要想灭火,就得采用合适的灭火方法。灭火方法有很多种,可以喷水或用化学物质灭火,也可以用风扇来灭火。由于本次设计以水作为灭火剂比较方便多次试验,故在设计中采用了水泵抽水的方式来灭火。在找火过程中,完成了机器人灭火的合适定位。当火焰探头检测的数据都近似于灭火定位的基准值时,调用灭火函数,开启灭火装置。边用水泵抽水灭火,边通过前方火焰探头检测火光强度。当探测值大于无火临界值时,调用前进函数,关闭灭火装置。本设计以多进程来实施,具体实施时进程间是同步并行的,但有些资源不允许同时使用,所以进程间还是有优先级的。优先级由高到低为避障找火灭火。只有这样,才能保证机器人找到火源并把火熄灭。总体设计方案总体方案为整个电路分为电机驱动模块,光电开关避障模块,火焰传感器模块,水泵模块,电源模块,报警模块,单片机控制模块六个模块。系统总体方案框图如图所示。驱动电机模块电源模块避障模块火焰传感器模块水泵模块图系统设计方案框图小车的方案设计与论证方案自己制作电动车,自己制作车体,组装合适的电机及电机驱动板,自制探测器,并利用没有熄灭则水泵继续开启。主程序流程图如图所示。是否有火源小车初始化结束开始灭火是否找到火源壁障模块程序是否成功灭火否否否是是是图主程序软件流程图小车避障模块程序软件流程图避障模块程序首先采集光电开关传回的信号,判断当前小车周围是否有障碍物,通过车头的两个光电开关判断是否有障碍物,避障模块程序流程图如图所示。有障碍物判断周围是否有障碍物结束开始否是左侧检测到右侧检测到都未检测到都检测到是是是是否否否否继续前进直线前进右转左转后退图避障模块火源模块程序软件流程图如果火焰传感器的信号显示火焰在小车的前方,则小车继续前进段距离,启动水泵,灭火如果检测到火焰灭火机器人的发展与现状。第章灭火机器人逻辑设计与原理分析。简述灭火机器人的设计要求及项目内容,分析了基于火焰传感器的灭火机器人原理以及具体设计方案,介绍了具体实现方式。第章系统硬件设计。详细介绍各电路模块的工作原理以及所选器件的性能。第章系统软件设计。系统软件设计部分采用语言进行编写,对软件部分各个组成模块的软件运行流程作以详尽的介绍,阐述了各部分的功能及设置。第章系统实现。介绍了灭火机器人的安装校验调整过程,分析了产生系统误差的原因,讨论了解决的具体方法。第章总结。对论文完成的内容和得出的数据进行了总结,给出了系统的实现结果。第章灭火机器人逻辑设计与原理分析灭火机器人设计要求设计任务设计制作个基于火焰传感器的灭火小车模型,能到指定区域进行灭火工作。以蜡烛模拟火源,随机分布在场地中,模拟灭火场地如图所示。火源火源火源入口出口火源图模拟灭火场地图设计要求智能灭火小车手动启动后,自动躲避障碍物。智能灭火小车能够检测到火源。智能灭火小车检测到火源后能启动水泵喷水灭火。若有则继续灭火,若无则由出口结束本次任务。创新设计小车车体结构好,完全自主设计,小车采用三层结构,分放不同模块的元件,调试过程和修改过程相对简单。根据小车需要和实际情况,自行设计传感器,不仅花费较少,而且使用效果好。自制蓄水池,水泵采用三极管放大电路供电,最大限度的加大电机转速。使用以芯片为核心的稳压设计,以为核心的电机驱动设计,保证系统的稳定性。设计内容分析灭火机器人在机器人灭火设计中,要求机器人实现在场地里迅速找到蜡烛将其熄灭,在寻找过程中要避免碰撞墙壁与蜡烛,并且在找到蜡烛后控制机器人将其熄灭,最后由出口出来,所用时间最少为最佳。所以灭火机器人必须实现以下功能由于在实验场地中,任何地方都有可能摆放蜡烛,所以机器人必须能够实现搜索任意位置。在行走过程中不允许碰撞墙壁,而且尽可能快的完成行进路线,不走重复的路程。机器人在行走过程中要不断的判断是否有火源如有,还要判断火源在机器人的哪个方位
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