消防机器人设计报告.docVIP

消防机器人设计报告

基于ATmega2560单片机的智能避障灭火小车

设计方案：

控制系统：

ArduinoMega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSPheader和一个复位按钮。ArduinoMega2560也能兼容为ArduinoUNO设计的扩展板。

该核心电路板能提供大量IO接口，因此为以后的传感器和功能拓展提供了便捷，同时搭配传感器拓展板，在使用和调试便捷性上优于其它单片机。

Arduino2560原理电路：

传感器：

方案一：光电循迹传感器+火焰传感器+红外线测距传感器

光电开关在一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光受光器是接收不到的，当有物体通过时挡住了光，并把光反射回来，受光器就接收到了光信号，输出一个开关信号。

当遇到黑色线格的时候，由于黑色吸收了大部分光线，因此光电开光就会输出电平变化，单片机接收到信号以后做出相应的动作。

火焰传感器的基本构成及原理:

火焰传感器由红外线接收管、电平比较电路、灵敏度调节电位器三部分组成。通过红外线接收管探测周围环境，当接收到较强的红外线的时候，由电平比较器反馈给单片机电平变化信号。可通过电位器调节火焰传感器的灵敏度。

红外测距传感器：

红外测距传感器由四部分构成，红外线二极管，红外线接收管，电平比较器，距离调节电位器。

通过红外线二极管发射出红外线，接收管收到物体反射的红外线，通过电平比较器后输出一个变化电平信号。通过电位器调节，可以控制接收管给电平比较器的信号，而达到控制探测距离的目的。但由于红外线测距模块对火焰比较敏感，因此用在消防机器人上面不是很合适。

方案二：光电循迹传感器+火焰传感器+超声波传感器

该方案使用了超声波测距模块，利用超声波发射和接收模组，通过一定频率的超声波并接收该频率的反射波，通过两者的时差进行计算，准确得出障碍距小车的距离，屏蔽了火焰对测距模块的影响，能有效应用于避障机构。

动力机构：

方案一、四线二相步进电机*2

该方案中，步进电机能够按照特定的步进角进行运转，设定好步数，电机则运行相应的角度以下图为例：

虽然步进电机能很准确的对小车进行控制，但是由于其功耗和控制电路的因素，该方案未采用。

方案二、直流减速电机*2

使用L298N驱动两个直流电机，L298N驱动电路如下图：

stop();

relay_L_H();

}

else

{

straight();

relay_L_K();

}

if(digitalRead(41)==0)

{

stop();

relay_R_H();

}

else

{

straight();

relay_R_K();

}

//***********TrackStart**********//

if(analogRead(A4)500digitalRead(31)==1analogRead(A0)870)

{

left();

straight();

Serial.print(A);

}

else

{

straight();

}

if(digitalRead(31)==1analogRead(A4)500analogRead(A1)870)

{

right();

straight();

Serial.print(B);

}

else

{

straight();

}

}

}//*******************MainEnd***********************//

//*******************************************************//

//********************MotorControl**********************//

//**************************************