电子大赛智能消防车正.docx
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电子大赛智能消防车正
电子设计大赛
题目：
智能电动消防车
学校：
黑龙江工业学院
院系：
电气与信息工程系
队员：
翁铭创、王凯歌、周姿茜
时间：
2015.6.11
摘要
本智能电动消防车以单片机为控制核心，配合红外对管的红外循迹模块、L298N电机驱动模块以及火焰传感器，合理的利用了整个芯片以及各个部件的综合性能，采用火焰传感器对蜡烛进行探测，利用风扇能够顺利的将其按要求吹灭。
本系统完成了题目要求的全部基本要求和发挥部分要求，在整体上保证了设计任务的超额完成。
关键字
单片机智能电动消防车灭火
1.引言
1.1设计任务与要求
该任务是让设计制作一个电动消防车，能到消防场地任意地点进行灭火作业。
以蜡烛模拟火源，火源随机分布在场地中，能够达到以下要求：
1、基本要求
（1）在场地中随机放置一只蜡烛。
消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。
消防车从车库出口驶出车库，自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。
（2）消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。
（3）消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。
（4）上述过程用时尽可能少。
2、发挥部分
（1）在场地中随机放置三只蜡烛。
消防车从车库启动，计时开始，消防车同时发出出库声音提示。
消防车从车库出口驶出车库。
（2）消防车能够找到一个火源，并自动行走到距离火源10cm以内区域，发出火警声音提示，停车3秒钟。
然后消防车执行灭火工作，灭火完毕后，发出火灭声音提示。
（3）再寻找下一个火源，重复过程
（2），直到三个火源都被扑灭。
（4）扑灭三个火源后，消防车经由车库出口自动返回到车库，停稳后，发出返库声音提示，计时结束。
（5）上述过程用时尽可能少。
1.2目的意义
通过这次任务的完成，学生通过努力完成题目的各项要求，使得学生可以得到问题的解决方法和策略，从实践中学习很多知识，能够对待问题多方法处理，多角度处理，不仅增强了动手实践能力和团队协作精神，更懂得了联系实际的重要性，对以后的学习和工作气到了极大地促进作用。
在现实生活中电动消防车除具有火灾扑救的主要功能外，还兼具消防巡逻、消防宣传等功效于一身，其小巧的身形和多样化的功能，为小街道防、灭火工作发挥重要作用，增添了科技含量和技术指标。
更加方便、快捷，保持了救火工作的有效性和持续性。
消防车外观小巧灵活、机动性强。
电动消防车的优点是节能环保，行驶成本低，车型小可以迅速到达一些狭窄的街道，在大的消防车到达之前对火势进行控制可以说是灭火在萌芽状态，这一点相比传统燃油消防车优势十分明显。
电动消防车行驶时噪音小，零排放符合环保要求。
1.3主要方法与工具
主要利用的是单片机控制，结合了电源模块、红外循迹模块、检测火焰模块、电机驱动模块、利用蜂鸣器的声音模块以及灭火模块构成了整个智能电动消防车。
2.方案的设计与论证
系统总体设计框图如图所示：
经过反复论证，我们最终确定了如下方案：
（1）采用AT89C52单片机作为主控制器。
（2）采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
（3）采用航模锂电池供电，采用7805稳压芯片使电压达到所需电压值，供电给智能消防小车各个部分。
（4）采用五路循迹模块起到红外循迹的作用。
（5）采用火焰传感器实现探测火焰。
（6）采用蜂鸣器及时发出声音。
（7）在检测出火焰之后，用风扇将其吹灭。
3.原理分析与硬件电路图
设计系统流程图如下，车体按照规划好的路线前行，当探测到火源时完成灭火动作，回到原来位置，然后原路回库
3.硬件电路设计
整个智能电动消防小车由控制模块、电机驱动模块、电源模块、红外循迹模块、检测火源模块、声音模块以及灭火模块七个模块组成其硬件电路。
4．系统的测试与误差分析
4.1测试仪器及设备
表2测试仪器设备清单
仪器名称
型号
用途
数量
数字万用表
VICTORVC9801A+
测量各电路工作情况
1
秒表
记录时间
1
蜡烛
火源
3
测试用跑道
进行灭火小车实际测试
2
4.2功能测试方案
1、在仅随机在场地放置一支蜡烛的情况下对小车进行测试，检测小车是否能沿指定路线运动，并找到火源，将之熄灭。
并按竞赛要求发出提示音。
记录完成时间。
2、在场地随机放置三支蜡烛的情况下对小车进行测试，检测小车是否能沿指定路线运动，并依次找到火源，将之熄灭。
并按竞赛要求发出提示音。
记录完成时间。
4.3功能测试结果
1、在场地中随机放置一根蜡烛。
小车从车库启动，发出出库提示音。
之后小车能够顺利循迹行走并且找到蜡烛，此时，蜂鸣器发出找到火源的火警声音提示。
小车按照预定路线将蜡烛熄灭后，蜂鸣器发出灭火声音提示。
测试所用时间。
之后小车循迹返回仓库，停稳后，蜂鸣器发出返库声音提示。
测试整个过程的时间。
2、在场地中随机放置三根蜡烛，小车能够顺利循迹并且依次找到蜡烛且将火熄灭。
找到第一根蜡烛时，蜂鸣器发出找到火源的火警信号。
小车按照预定路线将第一根蜡烛熄灭后，蜂鸣器发出灭火信号。
测试完成这些动作所用时间。
找到第二根蜡烛时，蜂鸣器发出找到火源的火警信号。
小车按照预定路线将第二根蜡烛熄灭后，蜂鸣器发出灭火信号。
测试完成这些动作所用时间。
找到第三根蜡烛时，蜂鸣器发出找到火源的火警信号。
小车按照预定路线将第三根蜡烛熄灭后，蜂鸣器发出灭火信号。
测试完成这些动作所用时间。
之后小车循迹返回仓库，停稳后，蜂鸣器发出返库声音提示。
测试整个过程的时间。
5.结论
测试表明，小车能够较好的完成题目要求的基本要求和部分发挥部分。
在现实生活中电动消防车除具有火灾扑救的主要功能外，还兼具消防巡逻、消防宣传等功效于一身，其小巧的身形和多样化的功能，为小街道防、灭火工作发挥重要作用，增添了科技含量和技术指标。
更加方便、快捷，保持了救火工作的有效性和持续性。
消防车外观小巧灵活、机动性强。
电动消防车的优点是节能环保，行驶成本低，车型小可以迅速到达一些狭窄的街道，在大的消防车到达之前对火势进行控制可以说是灭火在萌芽状态，这一点相比传统燃油消防车优势十分明显。
电动消防车行驶时噪音小，零排放符合环保要求。
参考文献
[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M]北京：
电子工业出版社，2009。
[2]谭浩强.C语言程序设计（第三版）[M]北京：
清华大学出版社，2005。
[3]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M]北京：
高等教育出版社，2006.10。
[4]华成英.模拟电子技术基础（第四版）[M]北京：
高等教育出版社，2006.06。
[5]邱关源.电路（第五版）[M]北京：
高等教育出版社，2006.05。
附录c语言程序：
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uinti,xian;
sbitzuojing=P1^0;//控制左电机前进
sbitzuotui=P1^1;//控制左电机后退
sbityoujing=P1^2;//控制右电机前进
sbityoutui=P1^3;//控制右电机后退
sbitzuo=P2^0;//左边寻火传感器
sbitzhong=P1^5;//中间边寻火传感器
sbityou=P1^6;//右边寻火传感器
sbitshang=P1^7;//上边寻火传感器
sbitfengshanzuo=P2^2;//风扇开关
sbitfengshanyou=P2^3;//风扇开关
sbitfengming=P2^4;//蜂鸣器开关
sbitzzuoji=P0^6;//最左边的循迹传感器
sbitzuoji=P0^0;//左中边的循迹传感器
sbitzhongji=P0^7;//中间的循迹传感器
sbityouji=P0^2;//右中边的循迹传感器
sbityyouji=P0^3;//最右边的循迹传感器
voiddelay_50us（uintt）//大约50us的延时
{
ucharj;
for（;t>0;t--）
for（j=19;j>0;j--）;
}
voiddelay_50ms（uintt）//大约50ms的延时
{
uintj;
for（;t>0;t--）
for（j=6245;j>0;j--）;
}
voidfengshan（）//风扇转动
{
fengshanzuo=1;
fengshanyou=0;
}
voidfengshanting（）//风扇停止
{
fengshanzuo=1;
fengshanyou=1;
}
voidfengmingqi（）//灭火蜂鸣器开
{
fengming=0;
delay_50ms（80）;
fengming=1;
delay_50ms（80）;
fengming=0;
delay_50ms（80）;
fengming=1;
delay_50ms（80）;
fengming=0;
delay_50ms（80）;
fengming=1;
delay_50ms（80）;
}
voidkufengmingqi（）//出入库蜂鸣器器开
{
fengming=0;
delay_50ms（80）;
fengming=1;
}
voidtingzhi（）//小车停止
{
zuojing=1;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=1;
}
voidqianjin（）//小车前进
{
zuojing=0;
zuotui=1;
delay_50us（50）;
zuojing=1;zuotui=1;
delay_50us（10）;
youjing=0;youtui=1;
delay_50us（50）;
youjing=1;youtui=1;
delay_50us（10）;
}
voidhoutui（）//小车后退
{
zuojing=1;zuotui=0;
delay_50us（50）;
zuojing=1;zuotui=1;
delay_50us（10）;
youjing=1;youtui=0;
delay_50us（50）;
youjing=1;youtui=1;
delay_50us（10）;
}
voidyouzhuang（）//小车右转
{
zuojing=0;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=0;
delay_50us（100）;
zuojing=1;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=1;
delay_50us（40）;
}
voidzuozhuang（）//小车左转
{
zuojing=1;
zuotui=0;
youjing=0;
youtui=1;
delay_50us（100）;
zuojing=1;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=1;
delay_50us（40）;
}
voidyouguai（）//小车右拐
{
zuojing=0;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=0;
delay_50us（20）;
zuojing=1;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=1;
delay_50us（20）;
}
voidzuoguai（）//小车左拐
{
zuojing=1;
zuotui=0;
youjing=0;
youtui=1;
delay_50us（20）;
zuojing=1;
zuotui=1;
youjing=1;
youtui=1;
delay_50us（20）;
}
voidzuoguai90（）//小车左拐90度
{
uinti;
i=400;
while（i>10）
{
i--;
zuozhuang（）;
}
}
voidyouguai90（）//小车右拐90度
{
uinti;
i=400;
while（i>10）
{
i--;
youzhuang（）;
}
}
voidjiaozheng（）//校正小车的方向
{
while（（zzuoji==1）&&（yyouji==1））
{
qianjin（）;
while（（zzuoji==1||zuoji==1）&&（yyouji==0||youji==0））
{
i=100;
while（i>0）
{
i--;
houtui（）;
}
i=150;
while（i>0）
{
i--;
youguai（）;
}
}
while（（zzuoji==0||zuoji==0）&&（yyouji==1||youji==1））
{
i=100;
while（i>0）
{
i--;
houtui（）;
}
i=150;
while（i>0）
{
i--;
zuoguai（）;
}
}
}
while（（zzuoji==0）&&（yyouji==0））
{
qianjin（）;
while（（zzuoji==0）&&（yyouji==1））
youguai（）;
while（（zzuoji==1）&&（yyouji==0））
zuoguai（）;
}
}
voidmiehuo（）//找到火然后灭火
{
while（（shang==1）&&（zhong==1））//没有检测到火
{
qianjin（）;
while（zuoji==0）
{
//jiaozheng（）;
qianjin（）;
while（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
if（（shang==0）||（zhong==0））//检测到了火
{
tingzhi（）;
fengmingqi（）;
fengshan（）;
delay_50ms（500）;
if（（shang==1）&&（zhong==1））
break;
while（shang==0||zhong==0）
{
tingzhi（）;
fengshan（）;
}
}
}
}
voidmain（）
{
xian=0;
i=600;
while（i>0）//出库
{
i--;
qianjin（）;
while（zuoji==0）
{
kufengmingqi（）;
i=100;
while（i>0）
{
i--;
qianjin（）;
}
}
}//出库完成
while（zuoji==1）//走过两条黑线后左拐1
{
qianjin（）;
if（xian>=2）
break;
while（zuoji==0）
{
qianjin（）;
if（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
}
xian=0;
i=400;//250;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
zuoguai90（）;
jiaozheng（）;//左拐校正完
i=300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
while（zuoji==1）//走过一条黑线后左拐1
{
qianjin（）;
if（xian>=1）
break;
while（zuoji==0）
{
//jiaozheng（）;
qianjin（）;
if（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
}
xian=0;
i=430;//300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
zuoguai90（）;
jiaozheng（）;
i=200;//300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
while（zuoji==1）//巡第一条道
{
qianjin（）;
if（xian>=2）
break;
while（zuoji==0）
{
//jiaozheng（）;
qianjin（）;
if（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
}
xian++;
i=450;//300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
while（zuoji==1）
{
houtui（）;
if（xian==0）
break;
while（0==zuoji）
{
houtui（）;
//jiaozheng（）;
if（zuoji==1）
{
xian--;
break;
}
}
}
i=5;
while（i>=1）
{
i--;
houtui（）;
}
youguai90（）;
jiaozheng（）;
i=550;//250;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
zuoguai90（）;//巡第二条道
jiaozheng（）;
i=200;//300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
miehuo（）;
fengshanting（）;
fengmingqi（）;
xian++;//灭了火之后1
while（zuoji==1）
{
houtui（）;
if（xian==0）
break;
while（0==zuoji）
{
houtui（）;
//jiaozheng（）;
if（zuoji==1）
{
xian--;
break;
}
}
}
i=5;
while（i>=1）
{
i--;
houtui（）;
}
youguai90（）;
jiaozheng（）;//巡第三调道
i=450;//250;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
zuoguai1（）;
jiaozheng（）;
i=200;//300;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
miehuo（）;
fengshanting（）;//灭了火之后2
fengmingqi（）;
xian++;
while（zuoji==1）
{
houtui（）;
if（xian==0）
break;
while（0==zuoji）
{
houtui（）;
if（zuoji==1）
{
xian--;
break;
}
}
}
i=5;
while（i>=1）
{
i--;
houtui（）;
}
youguai90（）;//巡第四条道
jiaozheng（）;
i=450;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
zuoguai90（）;
jiaozheng（）;
i=200;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
miehuo（）;
fengshanting（）;
fengmingqi（）;
xian++;//灭了火之后3
while（zuoji==1）
{
houtui（）;
if（xian==0）
break;
while（0==zuoji）
{
houtui（）;
if（zuoji==1）
{
xian--;
break;
}
}
}
i=5;
while（i>=1）
{
i--;
houtui（）;
}
zuoguai90（）;
jiaozheng（）;//回库
i=400;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
while（zuoji==1）
{
qianjin（）;
if（xian>=4）
break;
while（0==zuoji）
{
qianjin（）;
if（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
}
i=400;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
youguai90（）;
jiaozheng（）;
i=200;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
xian=0;
while（zuoji==1）
{
qianjin（）;
if（xian>=2）
break;
while（0==zuoji）
{
qianjin（）;
if（zuoji==1）
{
xian++;
break;
}
}
}
kufengmingqi（）;
i=600;
while（i>=1）
{
i--;
qianjin（）;
}
while
（1）;//回库完成，展示结束，谢谢观看！
！
}
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