智能电动消防车(自动灭火车)论文.doc

编号:HLJ-A-117
学校:哈尔滨理工大学
队长:张延聪
队员:李晖、马力
指导老师:张凯利

时间:2012年8月2日
智能电动消防车
摘要
本智能电动消防车以有机玻璃为车架,以STC12C5A60S2单片机为控制核心,配合LTH1550-01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,在数码管上可以显示出实时采集到的反馈的信息,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。


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。

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
。

主要利用的是STC12C5A60S2单片机,结合了电源模块、LTH1550-01的红外循迹模块、检测火焰模块、电机驱动模块、利用超声波的避障模块、利用蜂鸣器的声音模块以及灭火模块和显示模块构成了整个智能电动消防车。


利用STC12C5A60S2单片机,STC12C5A60S2单片机是一款增强型的51单片机,加密性强、无法解密,超强抗干扰能力,可以及时的防止外界环境对整个小车的不良影响,速度快,1个时钟/机器周期,可用低频晶振,超低功耗,尤其掉电模式可由外部中断唤醒,适用于像智能电动消防小车电池供电的系统,输入/输出口多,在系统可编程,无需仿真器,可远程升级,也便于后续的小车的升级,实物图见附录二。

方案1:利用L298N驱动步进电机,L298N工作电压高,工作电压可达46V;输出电流大,最大电流可达3A,只需工作电流为2A;额定功率25W。该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机,也可以驱动两台直流电机。
方案2: 利用ULN2003驱动步进电机,ULN2003是达林顿驱动器阵列,是个集电极开路输出的反向器,最大驱动电流可以达到500mA。,因此需要多片并联增加输出电流,增加了设计难度。
综上所述,电机驱动模块采用方案1,实物图见附录二。

方案1:采用7805、7806、7812等78系列稳压芯片,用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。但稳压后电压不稳定。
方案2:采用LM2596T-ADJ,LM2596系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成