论文总字数：27104字

摘 要

火灾是如今社会发展的一大隐患，不仅威胁着人民的健康，还会造成大量的经济损失。火灾发生时，为了提高救援效率，避免不必要的消防伤亡，因此需要消防机器人先进入火灾现场，完成消防任务。本文设计了智能灭火小车，采用单片机作为控制芯片，外围传感器探测外部环境并传送数据给单片机，经过单片机的计算处理后，发送信号到外围驱动电路，实现小车的避障、灭火。本设计的硬件由电源电路、电机驱动、红外避障电路、火焰检测电路、灭火风扇、蓝牙模块以及其它电路构成，其中电源模块负责给智能灭火小车供电，L298N组成的电机驱动模块用来驱动小车前进后退以及转向，红外传感器用于避障，火焰传感器检测火焰，灭火风扇进行灭火，蓝牙模块用于无线遥控功能的开发。首先灭火小车的火焰传感器探测火源，然后将信号发送给单片机，单片机根据已经设定好的程序控制灭火小车运动，完成一系列的灭火动作；切换到无线遥控模式后，手机APP连接灭火小车，可以通过正确的屏幕按键组合来控制小车。

关键词：灭火小车 红外传感器 单片机 火焰传感器 蓝牙

The design ofintelligent fire-fighting carBased on MCU

Abstract

Fire is now a big hidden trouble of social development, not only threatens the health of the people, also can cause large economic losses.When the fire broke out, in order to improve the efficiency of rescue, avoid unnecessary fire casualties, so you need to first enter the scene of the fire, fire fighting robot for fire control tasks.This paper designed the intelligent fire-fighting car.This paper designed the intelligent fire car, using the single chip microcomputer as control chip, peripheral sensors to detect the external environment and transmit data to the microcontroller, after MCU processing, sends a signal to the peripheral drive circuit, realize the car of obstacle avoidance, put out the fire.The design through to the power supply circuit,motor drives,infrared circuit of obstacle avoidance,the flame detection circuit,bluetooth module and other circuit,power circuit to provide the required power dedicated motor driver chip drives the motor to control the robot forward and back,and turned to put out the fire,infrared sensor is used for obstacle avoidance,flame sensor is used to detect flame,the fire-fighting fan can put out the fire,bluetooth module for the subsequent development of wireless remote control function. First, fire flame sensor to detect fire source of car, and then send signals to single chip microcomputer, SCM according to the control fire car movement has set a good program, completed a series of fire fighting action.After switch to wireless remote control mode,the fire-fighting robot can be connectted with the APP and the robot was driven by the touch-panel of the smartphone with proper arrangement of the pushing sequence of buttons.

Keywords:fire-fighting car;infrared sensor;flame sensor;MCU;bluetooth

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 发展现状及特点 1

1.1.3 发展前景分析 2

1.2 课题研究的主要内容 2

第二章 智能灭火小车的主要功能和方案设计 4

2.1 智能灭火小车的主要功能 4

2.2 智能灭火小车的整体方案 4

2.2.1 设计原理 4

2.2.2 系统框图 5

2.3 不同模块的方案设计 6

2.3.1 单片机方案的设计 6

2.3.1 障碍物检测方案的设计 6

2.3.2 驱动电机模块方案的设计 7

2.3.3 电源系统模块方案的设计 7

2.3.4 火焰检测模块方案的设计 7

2.3.5 报警模块方案的设计 8

2.3.6 风扇驱动方案的设计 8

2.3.7 无线模块方案的设计 8

2.3.8 车体方案的设计 8

2.4 本章小结 9

第三章 智能灭火小车的硬件电路设计 10

3.1 单片机最小系统电路 10

3.1.1 晶振电路 11

3.1.2 复位电路 11

3.2 障碍物检测电路 12

3.3 电机驱动电路 13

3.4 电源模块电路 14

3.5 风扇模块电路 14

3.6 火焰检测电路 15

3.7 蜂鸣器报警电路 15

3.8 本章小结 16

第四章 智能灭火小车的软件设计 17

4.1 软件设计思路 17

4.1.1 软件构成 17

4.1.2 整体流程 18

4.2 自动模式程序设计 19

4.2.1 避障模块程序 20

4.2.2 电机驱动程序 21

4.2.3 灭火程序 22

4.3 手动模式程序设计 24

4.3.1 蓝牙模块程序 24

4.4 安卓控制APP 26

4.4.1 界面布局 26

4.4.2 控件的监听 27

4.4.3 蓝牙连接与数据传输 29

4.4.4 重力感应控制 31

4.5 本章小结 35

第五章 仿真与调试 36

5.1 软件仿真 36

5.1.1 自动模式的仿真 36

5.1.2 蓝牙串口通信的仿真 38

5.2 硬件调试 39

5.2.1 自动模式的调试 39

5.2.2 手动模式的调试 41

5.3 结果简述 42

5.4 问题反思 42

5.5 本章小结 43

结 语 44

参考文献 45

致 谢 48

附录1 电路原理图 49

附录2 硬件实物图 50

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