基于单片机的厂区智能循迹灭火车模型的设计和实现

发布时间：2017-05-28 02:12

  本文关键词：基于单片机的厂区智能循迹灭火车模型的设计和实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工业火灾常常给社会带来巨大的经济损失,开发一种智能设备实时监测厂区火灾隐患并能替代人员去完成灭火任务具有十分重要的意义。本文提出利用风力进行灭火的灭火方案,并自主开发一款适用于厂区环境的灭火智能车模型样车。本文在研究灭火智能车灭火原理的基础上,规划灭火智能车的设计方案、进行硬件电路设计和软件代码编写、进行硬件和软件的综合调试、使灭火智能车模型初步具备灭火功能,并通过实验进行验证。在前期理论研究的基础上,本文首先规划了灭火智能车模型样车的总体设计方案:即采用STC89C52RC单片机作为控制核心;通过红外光电传感器检测路径信息引导灭火智能车沿规定的路径运动;利用火焰传感器探测火源位置。当灭火智能车感应到火源存在后启动灭火风扇进行灭火。随后进行了灭火智能车模型样车的具体设计,主要分为两个方面。灭火智能车硬件电路设计:采用单片机STC89C52RC作为灭火智能车控制核心,此外还包括循迹功能模块,避障功能模块、电机驱动模块、灭火模块、火焰探测模块、电源模块等。灭火智能车控制软件设计:采用单片机C语言进行编程,开发环境为Keil,模块化设计。设计完成后的灭火智能车模型样车具备一定的智能化程度,操作人员只要给予很少的指令就能自主完成循迹灭火、自动避障、障碍物跟随以及遥控等功能。本文按照规划好的设计方案进行了灭火智能车模型设计,制作出了灭火智能车模型实物,并进行了一系列灭火智能车相关实验,包括:循迹灭火实验、避障实验、跟随实验和遥控实验。通过这些实际表明灭火智能车模型可以实现自主识别运动路线、自主探测火源,自主接近火源并灭火,最终完成灭火任务。另外还可以实现避障运动、跟随障碍物运动和遥控运动。通过“基于单片机的厂区智能循迹灭火车模型的设计和实现”这个课题,不但验证了灭火智能车用于厂区灭火的可行性,而且通过模型样车的研制提出了具体的实现方法。这对实现工厂厂区防火、灭火的自动化、智能化以及降低火灾对人员生命造成的威胁都具有十分重要的意义。
【关键词】：灭火智能车 灭火机器人 单片机 光电传感器
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB496
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 前言7-8
• 1.2 研究目标8
• 1.3 研究内容8-9
• 1.4 拟解决的关键问题9-10
• 第二章 灭火智能车的设计方案10-17
• 2.1 厂区火灾的原因、特点及危害分析10-12
• 2.2 灭火智能车硬件设计方案12-14
• 2.2.1 灭火智能车底盘功能规划12-13
• 2.2.2 灭火智能车电源板功能规划13
• 2.2.3 灭火智能车灭火模块功能规划13
• 2.2.4 灭火智能车控制板功能规划13-14
• 2.3 灭火智能车软件设计方案14-15
• 2.3.1 灭火智能车编程语言和程序开发环境选择14-15
• 2.3.2 灭火智能车编程思路15
• 2.4 灭火智能车的设计方案小结15-17
• 第三章 灭火智能车硬件设计17-32
• 3.1 灭火智能车底盘的硬件电路设计17-24
• 3.1.1 灭火智能车底盘电机驱动电路设计17-20
• 3.1.2 灭火智能车底盘循迹功能模块电路设计20-22
• 3.1.3 灭火智能车底盘避障功能模块电路设计22-24
• 3.1.4 灭火智能车底盘电源电压转换电路设计24
• 3.2 灭火智能车控制板设计24-29
• 3.2.1 控制板单片机最小系统24-27
• 3.2.2 控制板红外遥控信号接收电路27-28
• 3.2.3 控制板蜂鸣器电路28-29
• 3.2.4 控制板电源转换电路29
• 3.3 灭火智能车电源板设计29-30
• 3.4 灭火智能车灭火板设计30-31
• 3.5 灭火智能车硬件设计小节31-32
• 第四章 灭火智能车程序设计32-56
• 4.1 单片机C51语言介绍32
• 4.2 开发环境Keil介绍32-33
• 4.3 程序下载软件STC-ISP软件介绍33-34
• 4.4 灭火智能车控制程序设计34-54
• 4.4.1 灭火智能车电机转动控制程序模块34-54
• 4.5 灭火智能车控制程序设计小结54-56
• 第五章 灭火智能车实验56-67
• 5.1 灭火智能车循迹灭火实验56-60
• 5.1.1 灭火智能车环形循迹灭火实验57-58
• 5.1.2 灭火智能车模拟厂区环境循迹灭火实验58-60
• 5.2 灭火智能车避障实验60-62
• 5.2.1 灭火智能车环形避障实验60-61
• 5.2.2 灭火智能车模拟厂区环境循迹灭火实验61-62
• 5.3 灭火智能车障碍物跟随实验62-64
• 5.4 灭火智能车遥控实验64-65
• 5.5 灭火智能车实验小结65-67
• 第六章 灭火智能车项目总结与展望67-69
• 6.1 灭火智能车项目总结67-68
• 6.2 灭火智能车前景展望68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72
• 附录一 灭火智能车控制操作说明72-73
• 附录二 灭火智能车完成的程序代码73-82
• 作者简介82

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本文编号：401706