基于AVR單片機(jī)的智能滅火小車(chē)的設(shè)計(jì)姓名：章振保學(xué)號(hào)：07110056學(xué)院：物電學(xué)院班級(jí)：07自動(dòng)化指導(dǎo)老師：賈巍目錄小車(chē)設(shè)計(jì)的意義小車(chē)實(shí)現(xiàn)的功能小車(chē)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框架小車(chē)的硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試小車(chē)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試致謝

小車(chē)設(shè)計(jì)的意義實(shí)踐價(jià)值：

實(shí)現(xiàn)了對(duì)安全防護(hù)的質(zhì)的提高，也大大地減低了消防人員的危險(xiǎn)。在智能尋跡滅火系統(tǒng)中應(yīng)用單片機(jī)來(lái)代替人的思考，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，簡(jiǎn)化了滅火的工作流程，使單片機(jī)代替多余的消防人員，節(jié)省了國(guó)家不必要的支出，減低了危險(xiǎn)。小車(chē)實(shí)現(xiàn)的功能一、實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)控、報(bào)警二、具有自動(dòng)尋跡三、吹風(fēng)滅火四、返回起始點(diǎn)系統(tǒng)方框圖

電源模塊尋跡傳感器模塊火焰檢測(cè)模塊避障模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)轉(zhuǎn)報(bào)警模塊滅火風(fēng)扇及其驅(qū)動(dòng)控制器模塊硬件總體框圖L298驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)火焰?zhèn)鞲衅鰽TMEGA128光電開(kāi)關(guān)避障模塊滅火風(fēng)扇ST178光電對(duì)管尋跡電路總圖電源電路圖

LM2940-5.0在輸出電流為1Adropoutvoltage典型值為0.5V，即輸入電壓要>輸出電壓+0.5V=5.5V；同樣輸出電壓100mA時(shí)dropoutvoltage典型值為110mV，輸入電壓大于5.1V即可。ATMEGA128單片機(jī)最小系統(tǒng)電路

ATMEGA128工作電壓：

–4.5-5.5VATMEGA128速度等級(jí)–0-16MHz內(nèi)部自帶8路10位ADC

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

L298芯片的管腳圖

用L298芯片作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

電機(jī)由L298供電，由全橋進(jìn)行瀉流。對(duì)電機(jī)的控制信號(hào)由ATMEGA128直接輸入，M1_DIR與M1_PWM為M1電機(jī)的控制信號(hào)，M2_DIR與M2_PWM為M2電機(jī)的控制信號(hào),其中INPUT2與INPUT4的信號(hào)是由輸入INPUT1、INPUT3的信號(hào)反向后輸入。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的編程就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

舵機(jī)轉(zhuǎn)向模塊設(shè)計(jì)

舵機(jī)的工作原理工作原理：控制電路板接受來(lái)自信號(hào)線(xiàn)的控制信號(hào)（具體信號(hào)待會(huì)再講），控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤(pán)。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。

尋跡電路的設(shè)計(jì)

尋跡傳感器模塊原理圖行進(jìn)路徑示意圖火焰檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)

紅外測(cè)溫傳感器TN9

紅外測(cè)溫傳感器選用的是凌陽(yáng)科技公司生產(chǎn)的TN9紅外測(cè)溫傳感器，可測(cè)量目標(biāo)溫度和環(huán)境溫度。它采用非接觸測(cè)溫手段，解決了傳統(tǒng)測(cè)溫中需要接觸的問(wèn)題。紅外測(cè)溫模塊根據(jù)大氣狀況最遠(yuǎn)測(cè)溫距離30m，測(cè)量回應(yīng)時(shí)間大約為0.5s，而且，它具備SPI接口，可以很方便地與單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。

紅外測(cè)溫電路

信號(hào)采集是系統(tǒng)通過(guò)紅外測(cè)溫傳感器來(lái)測(cè)溫度,左邊為紅外傳感器組,是信號(hào)的原始采集部分，它由八個(gè)紅外測(cè)溫傳感器組成。傳感器測(cè)得的信號(hào)直接輸入到ATMEGA128單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端口。

滅火與音報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

滅火驅(qū)動(dòng)電路

單片機(jī)輸出Port1，Port2控制信號(hào)用以驅(qū)動(dòng)滅火電機(jī)動(dòng)作。由于選用的是增強(qiáng)型MOS管，所以當(dāng)Port信號(hào)為高時(shí)，MOS管在VGS下開(kāi)始工作，MOS導(dǎo)通，風(fēng)扇開(kāi)始動(dòng)作，進(jìn)行滅火；當(dāng)Port信號(hào)為低時(shí)，由于增強(qiáng)型MOS管特點(diǎn)，VGS=0時(shí)，iD=0。此時(shí)，MOS截止，風(fēng)扇不動(dòng)作。軟件實(shí)現(xiàn)

主程序流程圖

在小車(chē)行進(jìn)過(guò)程中檢測(cè)火焰，一旦發(fā)現(xiàn)火焰則切換到趨光程序，計(jì)算火焰位置，準(zhǔn)確定位并啟動(dòng)風(fēng)扇滅火，滅火后檢測(cè)火焰是否被撲滅，確定火焰被撲滅后計(jì)數(shù)并回到發(fā)現(xiàn)火焰的位置繼續(xù)搜索房間，直至撲滅所有火焰后啟動(dòng)回家程序，回到原始位置。尋跡程序流程圖