1、“.....由于其占用的资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。本系统主要是进行寻迹和火焰传感器的检测以及电机的控制,兼有语音的播报。如果单纯的使用凌阳单片机,在语音播报的同时小车的控制容易出现不稳定的情况。从系统的稳定性和编程的简洁性考虑,我们放弃了单纯使用凌阳单片机而考虑其它的方案。方案采用公司的单片机作为主控制器而用凌阳单片机作为辅助控制器。是个低功耗,高性能的内核的位单片机,片内含空间的可反复擦些次的只读存储器,具有的随机存取数据存储器,个口,个位可编程定时计数器。且该系列的单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。我们自己制作最小系统板,体积很小,下载程序方便,放在车上不会占用太多的空间。为了同时方便使用语音的播报和识别,我们选择了凌阳公司的精简开发板板。板上配有喇叭插座麦克风等。用户只需使用在线调试器,不用再外接任何器件即可以完成语音录放等功能。该精简系统板体积小,功能齐全,资源丰富。能够满足系统的要求。从方便使用的角度考虑......”。
2、“.....电源模块由于本系统需要电池供电,我们考虑了如下集中方案为系统供电。方案采用蓄电池为系统供电。蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。但是蓄电池的体积过于庞大,在小型电动车上使用极为不方便。因此我们放弃了此方案。方案采用节可充电式锂电池串联共给直流电机供电,经过的电压变换后为单片机,传感器和舵机供电。经过实验验证,当电池为直流电机供电时,单片机传感器的工作电压不够,性能不稳定。因此我们放弃了此方案。方案采用节可充电式锂电池为直流电机供电,用节锂电池经过的电压变换为单片机和传感器供电。再用节锂电池经另套电压变换电路为舵机供电。采用此种供电方式后,单片机和传感器工作稳定,舵机直流电机工作互不影响,且电池的体积较小,能够满足系统的要求。综上考虑,我们选择了方案。寻迹传感器模块方案用光敏电阻组成光敏探测器。光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时,光线发射强烈,光线照射到黑线上面时,光线发射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时......”。
3、“.....将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。但是这种方案受光照影响很大,不能够稳定的工作。因此我们考虑其他更加稳定的方案。方案用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求,但是工作不够稳定,且容易受外界光线的影响,因此我们放弃了这个方案。方案用型光电对管。是种体化反射型光电探测器,其发射器是个砷化镓红外发光二极管,而接收器是个高灵敏度,硅平面光电三极管。采用封装,其具有如下特点塑料透镜可以提高灵敏度。内置可见光过滤器能减小离散光的影响。体积小,结构紧凑。当发光二极管发出的光反射回来时,三极管导通输出低电平。此光电对管调理电路简单,工作性能稳定。因此我们选择了方案。火焰传感器模块火焰检测有温度传感器烟雾传感器红外传感器紫外传感器以及图像传感器......”。
4、“.....制定了如下几种方案。方案用温度传感器如热电偶,热电偶在工业应用上十分广泛。但是热电偶感应的范围太广,而且由于火焰只是周围温度稍高且范围较窄。试验验证用热电偶检测火焰精度不高,因此我们放弃了此方案。方案用烟雾传感器。烟雾传感器广泛应用与火警检测。但是由于此题目的火源是用蜡烛模拟的,没有太大的烟雾,因此用烟雾传感器作为此小型电动车的火焰传感器也不够实用,因此我们放弃了此方案。方案用紫外传感器检测火焰。紫外火焰传感器主要应用于火灾消防系统,尤其是些易燃易爆场所,用来监测火焰的产生。紫外线火焰传感器的灵敏度高,相应速度快,抗干扰能力强,对明火特别敏感,能对火灾立即作出反应。但是紫外传感器检测的范围太大,不适用于本系统。方案用图像传感器。用图像传感器可以检测各种被检测量,适用于各种量的检测。但是用图像设计遥望扫描方案。即将火焰传感器装在舵机的舵盘上,在启动区旋转舵盘扫描场地,当扫描到火焰时记下火焰的坐标。然后根据火焰的坐标确定灭火路线......”。
5、“.....有如下几个方面难以实现火焰传感器虽然可以方向性很好的检测到火焰,但是对于火焰的不同的远近距离,火焰传感器并没有不同的输出。因此用此种方案实现时,火焰的坐标难以确定。当火焰的坐标确定后,小车前进的路线有很多条,而且有的路线上设有障碍物。因此要想让小车实现题目的要求,还要加上避障传感器。同时还存在着最优路径的判断的问题。考虑到本方案的系统实现有定难度,因此我们放弃了此方案。方案小车出来启动区后首先沿竖直方向走到场地的边界,在这个过程中检测第列个黑方格中是否存在着火焰,旦检测到火焰便停下将火吹灭。走到边界后原地转弯度后走到场地的中间再向右扫描,在向右的过程中检测路径的两侧是否有火焰。小车在启动区扫描场地图小车行进路线示意图方案我们在小车的两侧装两组火焰传感器,每组包含两个火焰传感器。每组火焰传感器都有个报上了层黑塑料薄膜以缩短其检测范围。这样在小车的每侧就都有了个远视传感器和个近视传感器。在小车横向扫描时用远视传感器进行扫描。旦扫描到火焰......”。
6、“.....关闭远视传感器而打开近视传感器,然后转弯去灭火。由于障碍物的存在,当检测到偶数列上有火焰时,小车需要后退半个黑格的距离拐弯去灭火。当检测到奇数列上有火焰时,小车需要前进半个黑格的距离再拐弯去灭火。我们用个远视传感器和个近视传感器是出于如下的考虑小车转弯后火焰传感器可以检测到远列的火焰而停下灭火,使用这种远近视传感器交替使用可以较好的避免这种情况的出现。经试验验证,这种方案编程较容易实现,且工作稳定。因此我们选择方案作为本系统的实现方案。硬件实现及单元电路设计微控制器模块的设计公司的是内核的单片机。不用烧写器而只用串口或者并口就可以往单片机中下载程序。我们所设计的最小系统板操作简单,使用方便。我们的自制下载线可以将并口转化为线下载口。这样可以非常方便的实现通过机的并口往单片机中下载程序。最小系统板及并口转下载线的示意图如图所示启动区图与并口连接图将并口线的和地线通过锁存器引出,做成七线下载头。其中并口的和引脚与单片机的口的脚相连,再将所有的地共地......”。
7、“.....光电对管电路的设计我们设计并论证了两种光电对管检测及调理电路,电路原理图分别如和图所示图光电对管检测电路图所示电路中,起限流电阻的作用,当有光反射回来时,光电对管中的三极管导通,的上端变为高电平,此时饱和导通,三极管集电极输出低电平。当没有光反射回来时,光电对管中的三极管不导通,截至,其集电极输出高电平。在该电路中起到滤波整形的作用。经试验和示波器验证,该电路工作性能般,输出还有杂散干扰波的成分。如果输出加施密特触发器就可以实现良好的输出波形。但是这种电路用电量比较大,给此种传感器调理电路供电的电池压降较快。究其原因,是因为光敏三极管和三极管导通时的导通电流较大。因此我们考虑用比较器的方案。图光电对管检测电路在图中,可调电阻可以调节比较器的门限电压,经示波器观察,输出波形相当规则,可以直接够单片机查询使用。而且经试验验证给此电路供电的电池的压降较小。因此我们选择此电路作为我们的传感器检测与调理电路。寻迹光电对管的安装在寻迹传感器的设计中......”。
8、“.....用来起到寻迹的作用。后端装有三个传感器,在场地边界检测,这样可以防止小车冲出场地。前后三个传感器的安装位置与安装方法相致。具体的安装位置实物图如图所示图车体前端寻迹传感器实物图车体中间的传感器可以实现小车的转弯和小车走过的方格的计数。当车体中间通过白线时,小车在相应的坐标方向上加计数。车体中间传感器安装在直流电机下面,离地距离适中。中间传感器安装实物图如图所示图中间传感器的安装火焰传感器及其调理电路的设计火焰传感器的好坏对于该系统的功能能否实现十分重要。我们设计制作的火焰传感器及其调理电路如图所示。图火焰传感器及其调理电路在该电路中,当火焰传感器没有检测到火焰时,火焰传感器不导通而使得火焰传感器的阳极上拉电阻上拉为高电平,经比较器滤波整形后输出高电平。当检测到火焰时,火焰传感器导通,比较器输出低电平。经试验验证,本电路工作性能稳定,能耗较低,能够较好的满足题目的需要。因此我们选择此电路作为我们的传感器检测与调理电路......”。
9、“.....这样远视传感器和近视传感器的配合使用可以防止小车检测到火焰的情况的出现。我们只需要在相应的位置打开或关闭近视和远视传感器就可以对不同距离的火焰进行测量。在传感器上面加上铝合金的小管可以增加传感器的准确度。近视传感器实现是通过在铝合金小管上加黑色塑料纸实现的。经过这样的改装,近视传感器可以只检测到个方格而远视传感器可以检测到个以上的方格。火焰传感器的实物图如图所示图火焰传感器电机驱动电路的设计我们采用电机驱动芯片作为电机驱动,驱动电路的设计如图所示图电机驱动电路的四个引脚接到单片机上,通过对单片机的编程就可以实现两个直流电机的正反转。灭火风扇驱动电路灭火风扇的驱动电压为,为了增强驱动能力,我们用三极管做驱动电路以加大驱动电流。灭火风扇驱动电路如图所示图灭火风扇驱动电路在处接单片机的口,通过口输出高低电平可以实现三极管的导通与关断,从而就可以实现对灭火风扇的开关控制。灭火风扇的安装灭火风扇固定在舵机的舵盘上,这样可以通过控制舵机的旋转而实现风扇的左右度摆动......”。
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