消防智能電動車設(shè)計與制作論文資料,消防,智能,電動車,設(shè)計,制作,論文,資料 消防智能電動車設(shè)計與制作 目錄 摘要： 4 關(guān)鍵詞： 4 Abstract: 4 Keywords: 4 1．系統(tǒng)設(shè)計 5 1.1設(shè)計要求 5 1.1.1設(shè)計任務(wù) 5 1.1.2設(shè)計要求 5 1. 2模塊方案比較與論證 6 1.2.1車體設(shè)計 7 1.2.2控制器模塊 8 1.2.3電源模塊 9 1.2.4尋跡傳感器模塊 9 1.2.5 火焰?zhèn)鞲衅髂K 10 1.2.6 避障模塊 10 1.2.7測速計程模塊 11 1.2.8電機模塊 11 1.2.9電機驅(qū)動模塊 11 1.2.10車載語音模塊和控制臺語音模塊 12 1.2.11無線收發(fā)模塊 12 1.2.12顯示臺顯示模塊 12 1.2.13車載顯示模塊 12 1.3最終方案 13 1.4系統(tǒng)整體方案設(shè)計 14 2．硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 19 2.1微控制器模塊的設(shè)計 19 2.2光電對管電路的設(shè)計 19 2.3尋跡光電對管的安裝 21 2.4火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{(diào)理電路的設(shè)計 22 2.5火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b 22 2.6電機驅(qū)動電路的設(shè)計 23 2.7滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路 24 2.8滅火風(fēng)扇的安裝 24 2.9測速計程模塊的安裝 25 2.10語音識別電路的設(shè)計 26 2.11無線收發(fā)模塊的實現(xiàn) 26 3．軟件實現(xiàn) 27 3.1主程序流程圖 27 3.2滅火子程序流程圖 29 3.3傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡程序流程 31 4．系統(tǒng)功能測試 32 4.1測試儀器及設(shè)備 32 4.2功能測試 32 4.2.1基本功能測試 33 4.2.2發(fā)揮功能及其他功能測試 36 5.結(jié)論 37 6.結(jié)束語 37 7.參考文獻 37 30 摘要：本智能車是以鋁合金為車架，AT89S52單片機為控制核心，加以直流電機、舵機、光電傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱碗娫措娐芬约捌渌娐窐?gòu)成。系統(tǒng)由89S52通過IO口控制小車的前進后退以及轉(zhuǎn)向。舵機帶動滅火風(fēng)扇左右轉(zhuǎn)向擺動進行滅火。尋跡由RPR220型光電對管完成，遠紅外火焰?zhèn)鞲衅鬟M行火焰掃描。同時本系統(tǒng)用凌陽單片機進行語音的播報，以提示當(dāng)前狀態(tài)。本系統(tǒng)同時通過DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊進行無線數(shù)據(jù)傳輸，將該車當(dāng)前的狀態(tài)遠程傳送給顯示臺。顯示臺由OCMJ4X8C液晶屏和2個按鍵進行實時狀態(tài)顯示和啟動控制。 關(guān)鍵詞：AT89S52 直流電機 舵機 光電傳感器 火焰?zhèn)鞲衅? 消防智能電動車 DF無線收發(fā) Abstract: The smart car is aluminum alloy for the chassis, AT89S52 MCU as its core, including motor and servo, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. MCU controls the car turning back forward or running on the white line. RPR220 reflective photo sensor seeks the trace. Far infrared flame sensor tracks the flame. In addition, the SCM system with Sunplus for voice broadcast can remind current status. The system transmits information through DF module. The car’s status will be transmitted to the Remote Console. OCMJ4X8C LCD display and 2 keys for start control. Keywords: AT89S52 Motor Servo Photo sensor Flame sensor Electrical fire engines DF wireless transmission． 系統(tǒng)設(shè)計 1.1設(shè)計要求 1.1.1設(shè)計任務(wù) 設(shè)計制作一個消防智能小車模型，能到制定區(qū)域進行搶險滅火工作。以蠟燭模擬火源，隨機分布在場地中，場地如圖1所示： 圖1 場地示意圖 1.1.2設(shè)計要求 1）基本要求 （1）智能小車從安全區(qū)域啟動，自動尋找到火源并顯示。 （2）除安全區(qū)外，場地隨機出現(xiàn)2個火源，要求智能小車能夠發(fā)現(xiàn)其中一個火焰并將其完全撲滅。 （3）能夠發(fā)現(xiàn)并撲滅第二個火焰。 （4）撲滅二個火焰的總時間不超過5分鐘。 （5）能夠自動計算和顯示撲滅的火源數(shù)。 2）發(fā)揮部分 （1）搶險完畢后智能小車能夠返回到安全區(qū)域（原位）。 （2）能夠自動計算和顯示路程。 （3）能夠用不同聲音對不同的狀態(tài)進行報警。 （4）其他 3）說明 （1）小車尺寸小于30cm×30cm，所用電源電壓小于等于24V。 （2）控制電機類型不限，其安裝位置及安裝方式自定。 （3）滅火方式不限，但不允許碰倒蠟燭。 （4）小車不能完全離開場地。 （5）允許一次重啟動機會。 （6）蠟燭高度：15—20厘米。蠟燭置于方框的中間位置。 （7）障礙物尺寸15cm×15cm×15cm，且位置固定。 （8）試驗場地可采用黑膠皮，網(wǎng)格線可采用寬度為2.5—3.0cm的白色單面膠紙，測試時可自帶。 1. 2模塊方案比較與論證 根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、尋跡傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅?、直流電機及其驅(qū)動模塊、滅火風(fēng)扇及其驅(qū)動模塊、舵機模塊、語音模塊、車載顯示模塊、無線收發(fā)模塊以及液晶顯示模塊等模塊構(gòu)成。本系統(tǒng)的方框圖如圖2所示： 電源模塊 控制器模塊 尋跡傳感器模塊 火焰?zhèn)鞲衅髂K 電機驅(qū)動前進轉(zhuǎn)向模塊 滅火風(fēng)扇及其驅(qū)動模塊 語音模塊 無線發(fā)射模塊 無線接收模塊 語音模塊 顯示臺顯示模塊 避障模塊 車載顯示模塊 測速計程模塊 圖2 系統(tǒng)方框圖 為較好的實現(xiàn)各模塊的功能，我們分別設(shè)計了幾種方案并分別進行了論證。 1.2.1車體設(shè)計 方案1：購買玩具電動車。購買的玩具電動車具有組裝完整的車架車輪、電機及其驅(qū)動電路。但是一般的說來，玩具電動車具有如下缺點：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。其次，這種電動車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn)90度甚至180度的彎角。再次，玩具電動車的電機多為玩具直流電機，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負載性能差，不易調(diào)速。而且這種電動車一般都價格不扉。因此我們放棄了此方案。 方案2：自己制作電動車。經(jīng)過反復(fù)考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動，前后萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流電機進行驅(qū)動，前后裝兩個萬向輪。這樣，當(dāng)兩個直流電機轉(zhuǎn)向相反同時轉(zhuǎn)速相同時就可以實現(xiàn)電動車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的90度和180度的轉(zhuǎn)彎。 在安裝時我們并不把兩個萬向輪裝在一個平面上。當(dāng)小車前進時，左右兩驅(qū)動輪與前萬向輪形成了三點結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進時比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)前后兩輪過低而使左右兩驅(qū)動輪驅(qū)動力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。 對于車架材料的選擇，我們經(jīng)過比較選擇了鋁合金。用鋁合金做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美觀。 綜上考慮，我們選擇了方案2。實物圖如圖3所示： 圖3 車體底盤實物圖 1.2.2控制器模塊 方案1：采用可編程邏輯期間CPLD 作為控制器。CPLD可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進行功能擴展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟的角度考慮我們放棄了此方案。 方案2：采用凌陽公司的16位單片機，它是16位控制器，具有體積小、驅(qū)動能力高、集成度高、易擴展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強等特點。處理速度高，尤其適用于語音處理和識別等領(lǐng)域。但是當(dāng)凌陽單片機應(yīng)用語音處理和辨識時，由于其占用的CPU資源較多而使得凌陽單片機同時處理其它任務(wù)的速度和能力降低。 本系統(tǒng)主要是進行尋跡和火焰?zhèn)鞲衅鞯臋z測以及電機的控制，兼有語音的播報。如果單純的使用凌陽單片機，在語音播報的同時小車的控制容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和編程的簡潔性考慮，我們放棄了單純使用凌陽單片機而考慮其它的方案。 方案3：采用Atmel公司的AT89S52單片機作為主控制器而用凌陽單片機作為輔助控制器。AT89S52是一個低功耗，高性能的51內(nèi)核的CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k空間的可反復(fù)擦些1000次的Flash只讀存儲器，具有256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個IO口，2個16位可編程定時計數(shù)器。且該系列的51單片機可以不用燒寫器而直接用串口或并口就可以向單片機中下載程序。 我們自己制作51最小系統(tǒng)板，體積很小，下載程序方便，放在車上不會占用太多的空間。 為了同時方便使用語音的播報和識別，我們選擇了凌陽公司的SPCE061A精簡開發(fā)板－61B板。61B板上配有喇叭插座、麥克風(fēng)等。用戶只需使用在線調(diào)試器，不用再外接任何器件即可以完成語音錄放等功能。該精簡系統(tǒng)板體積小，功能齊全，資源豐富。能夠滿足系統(tǒng)的要求。 從方便使用的角度考慮，我們選擇了方案3。 1.2.3電源模塊 由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。 方案1：采用12V蓄電池為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但是蓄電池的體積過于龐大，在小型電動車上使用極為不方便。因此我們放棄了此方案。 方案2：采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池串聯(lián)共12.6V給直流電機供電，經(jīng)過7805的電壓變換后為單片機，傳感器和舵機供電。經(jīng)過實驗驗證，當(dāng)電池為直流電機供電時，單片機、傳感器的工作電壓不夠，性能不穩(wěn)定。因此我們放棄了此方案。 方案3：采用3節(jié)4.2V可充電式鋰電池為直流電機供電，用2節(jié)鋰電池經(jīng)過7805的電壓變換為單片機和傳感器供電。再用2節(jié)鋰電池經(jīng)另一套7805電壓變換電路為舵機供電。采用此種供電方式后，單片機和傳感器工作穩(wěn)定，舵機直流電機工作互不影響，且電池的體積較小，能夠滿足系統(tǒng)的要求。 綜上考慮，我們選擇了方案3。 1.2.4尋跡傳感器模塊 方案1：用光敏電阻組成光敏探測器。光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱。因此光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平。 但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。因此我們考慮其他更加穩(wěn)定的方案。 方案2：用紅外發(fā)射管和接收管自己制作光電對管尋跡傳感器。紅外發(fā)射管發(fā)出紅外線，當(dāng)發(fā)出的紅外線照射到白色的平面后反射，若紅外接收管能接收到反射回的光線則檢測出白線繼而輸出低電平，若接收不到發(fā)射管發(fā)出的光線則檢測出黑線繼而輸出高電平。這樣自己制作組裝的尋跡傳感器基本能夠滿足要求，但是工作不夠穩(wěn)定，且容易受外界光線的影響，因此我們放棄了這個方案。 方案3：用RPR220型光電對管。RPR220是一種一體化反射型光電探測器，其發(fā)射器是一個砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而接收器是一個高靈敏度，硅平面光電三極管。 RPR220采用DIP4封裝，其具有如下特點： （1） 塑料透鏡可以提高靈敏度。 （2） 內(nèi)置可見光過濾器能減小離散光的影響。 （3） 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。 當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出的光反射回來時，三極管導(dǎo)通輸出低電平。此光電對管調(diào)理電路簡單，工作性能穩(wěn)定。 因此我們選擇了方案3。 1.2.5 火焰?zhèn)鞲衅髂K 火焰檢測有溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器、紫外傳感器以及CCD圖像傳感器。我們綜合論證了這幾種傳感器，制定了如下幾種方案。 方案1：用溫度傳感器如熱電偶，熱電偶在工業(yè)應(yīng)用上十分廣泛。但是熱電偶感應(yīng)的范圍太廣，而且由于火焰只是周圍溫度稍高且范圍較窄。試驗驗證用熱電偶檢測火焰精度不高，因此我們放棄了此方案。 方案2：用煙霧傳感器。煙霧傳感器廣泛應(yīng)用與火警檢測。但是由于此題目的火源是用蠟燭模擬的，沒有太大的煙霧，因此用煙霧傳感器作為此小型電動車的火焰?zhèn)鞲衅饕膊粔驅(qū)嵱茫虼宋覀兎艞壛舜朔桨浮? 方案3：用紫外傳感器檢測火焰。紫外火焰?zhèn)鞲衅髦饕獞?yīng)用于火災(zāi)消防系統(tǒng)，尤其是一些易燃易爆場所，用來監(jiān)測火焰的產(chǎn)生。紫外線火焰?zhèn)鞲衅鞯撵`敏度高，相應(yīng)速度快，抗干擾能力強，對明火特別敏感，能對火災(zāi)立即作出反應(yīng)。但是紫外傳感器檢測的范圍太大，不適用于本系統(tǒng)。 方案4：用CCD圖像傳感器。用CCD圖像傳感器可以檢測各種被檢測量，適用于各種量的檢測。但是用CCD圖像傳感器需要處理的信號量太大，且體積較大，不使用與本系統(tǒng)。 方案5：用遠紅外傳感器。經(jīng)試驗驗證，遠紅外火焰?zhèn)鞲衅鳈z測距離遠，線性度好，檢測準(zhǔn)確，且體積較小。很適用于本題目的要求。 因此我們選擇了方案5。 在火焰?zhèn)鞲衅髂K的設(shè)計中，我們在車體的前頭的兩側(cè)離地大約15－20cm（相當(dāng)于火焰高度）處安裝遠紅外火焰?zhèn)鞲衅?，且每一?cè)裝有兩個。由于火焰?zhèn)鞲衅鞯臋z測距離很遠，為了避免錯誤檢測遠處火焰的情況的出現(xiàn)，我們把每一側(cè)的較低的傳感器用黑色塑料紙包住。經(jīng)實驗驗證，這樣處理過的火焰?zhèn)鞲衅髦荒軝z測到一個方格距離的火焰，而對遠距離的火焰沒有反應(yīng)。 我們把用黑塑料包住的傳感器稱為“近視”傳感器，把沒有處理過的稱為“遠視”傳感器?！敖暋眰鞲衅骱汀斑h視”傳感器配合交替使用，可以更好的完成計劃任務(wù)。 1.2.6 避障模塊 方案1：用超聲波傳感器進行避障。超聲波傳感器的原理是：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來，再被超聲波傳感器接收。然后將這信號放大后送入單片機。超聲波傳感器在避障的設(shè)計中被廣泛應(yīng)用。但是超聲波傳感器需要40KHz的方波信號來工作，因為超聲波傳感器對工作頻率要求較高，偏差在1％內(nèi)，所以用模擬電路來做方波發(fā)生器比較難以實現(xiàn)。而用單片機來作方波發(fā)生器未免有些浪費資源。 因此我們考慮其他的方案。 方案2：用紅外光電開關(guān)進行避障。光電開關(guān)的工作原理是根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據(jù)此作出判斷反應(yīng)，是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均能檢測。光電開關(guān)E3F-DS10C4操作簡單，使用方便。當(dāng)有光線反射回來時，輸出低電平。當(dāng)沒有光線反射回來時，輸出高電平。 考慮到本系統(tǒng)只需要檢測簡單障礙物，沒有十分復(fù)雜的環(huán)境。為了使用方便，便于操作和調(diào)試，我們最終選擇了方案2。 1.2.7測速計程模塊 方案1：用霍耳傳感器進行測速。當(dāng)載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體出于與電流相垂直的磁場中時，在其兩端將產(chǎn)生電位差。這一現(xiàn)象稱為霍耳效應(yīng)。霍耳式傳感器利用的就是霍耳效應(yīng)。 如果在車輪的內(nèi)側(cè)裝上一條細磁鐵，把霍耳傳感器同樣裝在車輪的內(nèi)側(cè)，測量火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鼍涂梢灾儡囕嗈D(zhuǎn)過的圈數(shù)。 霍耳傳感器是非接觸式測量，而且對灰塵、濕度、振動等環(huán)境條件不敏感。特性也不隨時間而變化。 雖然霍耳傳感器具有眾多優(yōu)點。但是由于我們的電動車較小，比較細小的磁鐵不易尋找。因此我們嘗試著尋找其它的方案。 方案2：用RPR220型光電對管進行測速。在車輪的內(nèi)側(cè)貼上一個光電碼盤，用光電對管對碼盤進行檢測。光電對管照射到黑色和白色的邊界時輸出信號會有跳變。將跳變的輸出信號送給單片機進行檢測就可以得到輪子的轉(zhuǎn)速。 由于我們電動車的尋跡都是用的RPR220型光電對管，所以用該型號光電對管進行測速時可以使用同樣的調(diào)理電路。從使用的方便和靈活性考慮，我們選擇了方案2。 1.2.8電機模塊 本系統(tǒng)為智能電動車，對于電動車來說，其驅(qū)動輪的驅(qū)動電機的選擇就顯得十分重要。由于本題要實現(xiàn)對路徑的準(zhǔn)確定位和精確測量，我們綜合考慮了一下兩種方案。 方案1：采用步進電機作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實現(xiàn)小車前進路程和位置的精確定位。雖然采用步進電機有諸多優(yōu)點，步進電機的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車等有一定速度要求的系統(tǒng)。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。 方案2：采用直流減速電機。直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體積小，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生大扭力。 我們所選用的直流電機減速比為1：74，減速后電機的轉(zhuǎn)速為100r/min。我們的車輪直徑為6cm，因此我們的小車的最大速度可以達到 V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s 能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。 1.2.9電機驅(qū)動模塊 方案1：采用專用芯片L298N作為電機驅(qū)動芯片。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流電機，而且還帶有控制使能端。用該芯片作為電機驅(qū)動，操作方便，穩(wěn)定性好，性能優(yōu)良。 方案2：對于直流電機用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。由分立元件構(gòu)成電機驅(qū)動電路，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，在實際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。但是這種電路工作性能不夠穩(wěn)定。 因此我們選用了方案1。 1.2.10車載語音模塊和控制臺語音模塊 方案1：選擇專門的語音存儲芯片ISD1420，通過單片機進行錄放音的控制。用這種方法雖然比較簡介方便，但是在地址模式所占IO口較多,在操作模式下進行隨機播放又需快進,較適合于順序播放。且存儲空間較小，只能存儲總計20s的語音，無法進行語音識別。為了能更好的使用語音播放和語音辨識，我們放棄了此方案。 方案2：選擇DSP進行語音識別，DSP具有很強的信息處理能力，能夠進行語音的存儲錄放和語音的辨識，但是考慮到系統(tǒng)的成本和使用的靈活和方便，我們放棄了此方案。 方案3：使用凌陽精簡板開發(fā)板61B板，該精簡開發(fā)板體積小，使用方便，且具有凌陽系列的很強的語音處理功能，且具有語音播報和辨識的模塊。凌陽61單片機是16位單片機，具有DSP功能，有很強的信息處理能力，最高時鐘頻率可達49MHz，具有運算速度高等優(yōu)勢。這些都為語音處理和辨識準(zhǔn)備了很好的條件。 因此我們選用了方案3。 1.2.11無線收發(fā)模塊 無線數(shù)據(jù)傳輸被廣泛應(yīng)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)通信、機器人控制、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像的傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。 方案1：用DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。DF無線發(fā)射模塊通訊方式為調(diào)頻AM，工作頻率為315MHz，為ISM頻段，發(fā)射頻率<500mW。DF超再生式接收模塊通訊方式為調(diào)頻AM， 接收靈敏度高，用示波器觀察輸出波形干凈，抗干擾能力強。系統(tǒng)中為保證穩(wěn)定，采用芯片PT2262,PT2272M4進行數(shù)據(jù)編解碼，由于數(shù)據(jù)傳輸量較小，經(jīng)過測試，方案可行。 方案2：其他無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，如nRF401、紅外線或藍牙模塊，由于其價格較昂貴，不利于調(diào)試，而且系統(tǒng)中不需傳輸大量的數(shù)據(jù)，因此我們放棄了此方案。 DF無線收發(fā)模塊由于其優(yōu)良的特性和低廉的價格而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及日常商品中，因此我們選擇了此方案。 1.2.12顯示臺顯示模塊 方案1：用數(shù)碼管進行顯示。數(shù)碼管由于顯示速度快，使用簡單，顯示效果簡潔明了而得到了廣泛應(yīng)用。但是由于我們計劃在顯示臺顯示小車前進的路線、路程以及當(dāng)前的滅火狀態(tài)。用數(shù)碼管無法顯示如此豐富的內(nèi)容，因此我們放棄了此方案。 方案2：用LCD液晶進行顯示。LCD由于其顯示清晰，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大，使用方便，顯示快速而得到了廣泛的應(yīng)用。對于此系統(tǒng)我們選用4X8的LCD能夠很好的滿足顯示要求，因此我們選擇了此方案。 1.2.13車載顯示模塊 為滿足題目要求，需要在車上顯示小車走過的路程，滅火時間、數(shù)目以及當(dāng)前的滅火狀態(tài)。因此需要在車上顯示這些數(shù)據(jù)。 方案1：用OCM2X8C液晶屏。該液晶屏可以兩行顯示數(shù)字、漢字，也可以實現(xiàn)繪圖功能。顯示清晰。如果用串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，使用的數(shù)據(jù)線也較小。但是由于小車是在不停的運動中，使用液晶屏在遠距離觀測時顯示不易觀察。因此我們考慮其他的更好的方案。 方案2：用8位數(shù)碼管進行顯示小車走過的路程，滅火時間和數(shù)目。用8X8的LED點陣顯示當(dāng)前的滅火狀態(tài)。 由于車載顯示模塊只是用來顯示路程、時間和滅火數(shù)目，都為一些數(shù)字，這就為數(shù)碼管的使用變成了可能。數(shù)碼管顯示亮度高，遠程觀測也比較醒目。 使用高亮度LED發(fā)光管構(gòu)成點陣，通過編程控制可以顯示中英文字符、圖形及視頻動態(tài)圖形。我們用LED點陣來動態(tài)圖形的顯示當(dāng)前的滅火狀態(tài)。 數(shù)碼管的驅(qū)動是用CH451實現(xiàn)的。CH451是一個整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動和鍵盤掃描控制以及uP監(jiān)控的多功能外圍芯片。CH451內(nèi)置RC振蕩電路，可以動態(tài)驅(qū)動8位數(shù)碼管或者64位LED，具有BCD譯碼、閃爍、移位等功能。CH451可以通過級聯(lián)的串行接口與單片機交換數(shù)據(jù)，因此占用單片機的IO口較少。實驗驗證CH451能夠很好的實現(xiàn)數(shù)碼管和LED點陣的驅(qū)動。 因此我們使用數(shù)碼管和LED點陣作為車載顯示。 1.3最終方案 經(jīng)過反復(fù)論證，我們最終確定了如下方案： （1） 車體用鋁合金車架手工制作。 （2） 采用AT89S52單片機作為主控制器。 （3） 用3節(jié)鋰電池為直流電機供電，用兩組每組兩節(jié)電池分別為單片機傳感器和舵機供電。 （4） 用RPR220型光電對管進行尋跡。 （5） 遠紅外火焰?zhèn)鞲衅髯鳛楸鞠到y(tǒng)的火焰?zhèn)鞲衅鳌? （6） L298N作為直流電機的驅(qū)動芯片。 （7） 凌陽61B板作為語音控制模塊。 （8） DF無線收發(fā)模塊用來遠程傳輸數(shù)據(jù)。 （9） 4X8的LCD在遠程控制臺實時顯示小車當(dāng)前狀態(tài)。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示： 2節(jié)鋰電池 AT89S52 光電對管尋跡 火焰?zhèn)鞲衅? L298N驅(qū)動直流電機 3節(jié)鋰電池 光電開關(guān)避障模塊 滅火風(fēng)扇 2節(jié)鋰電池 DF無線發(fā)射模塊 DF無線接收模塊 4X8LCD液晶屏顯示 SPCE061B 車載數(shù)碼管和LED點陣 SPCE061B 語音播報 語音播報 光電對管測速 圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 1.4系統(tǒng)整體方案設(shè)計 對于本系統(tǒng)來說，要實現(xiàn)的目的是能夠滅掉兩個或更多的火源，并且能夠返回啟動區(qū)。由于場地為方格型場地，而我們的光電對管可以順利的實現(xiàn)尋跡，轉(zhuǎn)彎與方格的計數(shù)。而不能判斷小車前進的方向?；诖耍覀児苍O(shè)想了如下幾種方案，并通過實驗驗證而最終選中一種最終方案。 方案1：小車由啟動區(qū)啟動，先沿第一列走到中間，同時檢測第一列啟動區(qū)到中間的6個黑方格中的火焰。然后返回到場地中間處徑直往右走到場地的中間，在這個過程中并不檢測小車的火焰?zhèn)鞲衅?。走到中間后在向上走檢測兩次的6個黑方格中是否有火焰。如此這樣每走半列就檢測6個黑方格，一直掃描完所有的黑方格，圖中標(biāo)有X的黑方格即為每條路徑掃描到的方格。一旦檢測到火焰小車即停下將火吹滅。小車行進路線的示意圖如圖5所示： X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 啟動區(qū) 圖5 小車行進路線示意圖（方案1） 這樣小車可以掃描到所有的黑方格來檢測有沒有火源。 但是這種掃描方法有如下幾種缺點： （1） 這種檢測需要的時間太多。 （2） 由于傳感器可以檢測到較遠的距離，所以不容易實現(xiàn)小車只檢測兩側(cè)的6個黑方格。當(dāng)小車在列上進行掃描時，容易檢測到比較遠的距離的火焰而產(chǎn)生錯誤的判斷。 （3） 這種檢測方法走的路程較多，小車略顯不夠智能。 方案2：小車先走到中間的白線，然后橫向走到場地的邊界，同時檢測兩側(cè)是否有火焰，如果有火焰的話記下火焰的列坐標(biāo)。然后小車返回到場地中間在順向走一遍，同時檢測兩側(cè)是否有火焰，如果有火焰的話記下火焰的行坐標(biāo)。這種尋找火焰的方式可以克服火焰?zhèn)鞲衅鳈z測距離較遠的問題。小車的路線示意圖如圖6所示： 啟動區(qū) 此時已記錄下火焰的坐標(biāo) 圖6 小車行進路線示意圖（方案2） 這樣在小車走完一遍橫向和縱向的路程后，就可以知道任意位置的火焰的坐標(biāo)。知道了火焰的坐標(biāo)后就可以知道區(qū)吹滅火焰。 但是這種方案也有如下幾個缺點： （1） 小車所處的位置坐標(biāo)以及火焰的坐標(biāo)不容易確定。 （2） 該方案最不容易克服的缺點就是即使知道了火焰的坐標(biāo)，從小車的當(dāng)前位置走到火焰的位置的路線不易確定。坐標(biāo)與坐標(biāo)之間的連接方式有很多，因此有很多條路徑，而且小車在走每條路徑的同時又需要檢測前方是否有障礙物。因此還需要避障傳感器。這在無形中為系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計增加了難度。如果不讓小車避障的話，又要把每一條路徑的信息都編進程序里去，這么多的信息處理量是不容易實現(xiàn)的。 因此我們放棄了這種方案，而去尋找其他的方法。 方案3：我們還設(shè)想了一種不用固定路線的方案。由于火焰?zhèn)鞲衅鞯姆较蛐蕴貏e好，我們可以設(shè)計遙望掃描方案。即將火焰?zhèn)鞲衅餮b在舵機的舵盤上，在啟動區(qū)旋轉(zhuǎn)舵盤掃描場地，當(dāng)掃描到火焰時記下火焰的坐標(biāo)。然后根據(jù)火焰的坐標(biāo)確定滅火路線。 小車在啟動區(qū)掃描場地 圖7 小車行進路線示意圖（方案3） 這種方案經(jīng)過認真考慮，有如下幾個方面難以實現(xiàn)： （1） 火焰?zhèn)鞲衅麟m然可以方向性很好的檢測到火焰，但是對于火焰的不同的遠近距離，火焰?zhèn)鞲衅鞑]有不同的輸出。因此用此種方案實現(xiàn)時，火焰的坐標(biāo)難以確定。 （2） 當(dāng)火焰的坐標(biāo)確定后，小車前進的路線有很多條，而且有的路線上設(shè)有障礙物。因此要想讓小車實現(xiàn)題目的要求，還要加上避障傳感器。同時還存在著最優(yōu)路徑的判斷的問題。 考慮到本方案的系統(tǒng)實現(xiàn)有一定難度，因此我們放棄了此方案。 方案4：小車出來啟動區(qū)后首先沿豎直方向走到場地的邊界，在這個過程中檢測第一列6個黑方格中是否存在著火焰，一旦檢測到火焰便停下將火吹滅。走到邊界后原地轉(zhuǎn)彎180度后走到場地的中間再向右掃描，在向右的過程中檢測路徑的兩側(cè)是否有火焰。 啟動區(qū) 圖8 小車行進路線示意圖（方案4） 我們在小車的兩側(cè)裝兩組火焰?zhèn)鞲衅?，每組包含兩個火焰?zhèn)鞲衅鳌Ｃ拷M火焰?zhèn)鞲衅鞫加幸粋€報上了一層黑塑料薄膜以縮短其檢測范圍。這樣在小車的每一側(cè)就都有了一個“遠視”傳感器和一個“近視”傳感器。 在小車橫向掃描時用“遠視”傳感器進行掃描。一旦掃描到火焰，就停下來，關(guān)閉“遠視”傳感器而打開“近視”傳感器，然后轉(zhuǎn)彎去滅火。 由于障礙物的存在，當(dāng)檢測到偶數(shù)列上有火焰時，小車需要后退半個黑格的距離拐彎去滅火。當(dāng)檢測到奇數(shù)列上有火焰時，小車需要前進半個黑格的距離再拐彎去滅火。 我們用一個“遠視”傳感器和一個“近視”傳感器是出于如下的考慮：小車轉(zhuǎn)彎后火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測到遠列的火焰而停下滅火，使用這種“遠近視”傳感器交替使用可以較好的避免這種情況的出現(xiàn)。 經(jīng)試驗驗證，這種方案編程較容易實現(xiàn)，且工作穩(wěn)定。 因此我們選擇方案4作為本系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。 2．硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 2.1微控制器模塊的設(shè)計 Atmel公司的AT89S52是51內(nèi)核的單片機。不用燒寫器而只用串口或者并口就可以往單片機中下載程序。 我們所設(shè)計的51最小系統(tǒng)板操作簡單，使用方便。我們的自制下載線可以將并口轉(zhuǎn)化為7線下載口。這樣可以非常方便的實現(xiàn)通過PC機的并口往單片機中下載程序。 51最小系統(tǒng)板及并口轉(zhuǎn)下載線的示意圖如圖9所示： 圖9 AT89S52與并口連接圖 將并口線的1、14、15、16、17和RST、地線通過74LS373鎖存器引出，做成七線下載頭。其中并口的14、15和16引腳與單片機的P1口的5、6、7腳相連，再將所有的地共地。這樣通過89S52的下載軟件就可以方便的實現(xiàn)往S52中下載程序。 2.2光電對管電路的設(shè)計 我們設(shè)計并論證了兩種光電對管檢測及調(diào)理電路，電路原理圖分別如10和圖11所示： 圖10 光電對管檢測電路1 圖10所示電路中，R1起限流電阻的作用，當(dāng)有光反射回來時，光電對管中的三極管導(dǎo)通，R2的上端變?yōu)楦唠娖?，此時VT1飽和導(dǎo)通，三極管集電極輸出低電平。 當(dāng)沒有光反射回來時，光電對管中的三極管不導(dǎo)通，VT1截至，其集電極輸出高電平。 VT1在該電路中起到濾波整形的作用。 經(jīng)試驗和示波器驗證，該電路工作性能一般，輸出還有雜散干擾波的成分。如果輸出加施密特觸發(fā)器就可以實現(xiàn)良好的輸出波形。 但是這種電路用電量比較大，給此種傳感器調(diào)理電路供電的電池壓降較快。究其原因，是因為光敏三極管和三極管VT1導(dǎo)通時的導(dǎo)通電流較大。 因此我們考慮用比較器的方案。 圖11 光電對管檢測電路2 在圖11中，可調(diào)電阻R3可以調(diào)節(jié)比較器的門限電壓，經(jīng)示波器觀察，輸出波形相當(dāng)規(guī)則，可以直接夠單片機查詢使用。 而且經(jīng)試驗驗證給此電路供電的電池的壓降較小。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測與調(diào)理電路。 2.3尋跡光電對管的安裝 在尋跡傳感器的設(shè)計中，我們在車體底盤的前端裝有三個傳感器，用來起到尋跡的作用。后端裝有三個傳感器，在場地邊界檢測，這樣可以防止小車沖出場地。前后三個傳感器的安裝位置與安裝方法相一致。具體的安裝位置實物圖如圖12所示： 圖12 車體前端尋跡傳感器實物圖 車體中間的傳感器可以實現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎和小車走過的方格的計數(shù)。當(dāng)車體中間通過白線時，小車在相應(yīng)的坐標(biāo)方向上加一計數(shù)。 車體中間傳感器安裝在直流電機下面，離地距離適中。中間傳感器安裝實物圖如圖所示： 圖13 中間傳感器的安裝 2.4火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{(diào)理電路的設(shè)計 火焰?zhèn)鞲衅鞯暮脡膶τ谠撓到y(tǒng)的功能能否實現(xiàn)十分重要。我們設(shè)計制作的火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{(diào)理電路如圖14所示。 圖14 火焰?zhèn)鞲衅骷捌湔{(diào)理電路 在該電路中，當(dāng)火焰?zhèn)鞲衅鳑]有檢測到火焰時，火焰?zhèn)鞲衅鞑粚?dǎo)通而使得火焰?zhèn)鞲衅鞯年枠O上拉電阻R1上拉為高電平，經(jīng)比較器濾波整形后輸出高電平。 當(dāng)檢測到火焰時，火焰?zhèn)鞲衅鲗?dǎo)通，比較器輸出低電平。 經(jīng)試驗驗證，本電路工作性能穩(wěn)定，能耗較低，能夠較好的滿足題目的需要。因此我們選擇此電路作為我們的傳感器檢測與調(diào)理電路。 2.5火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b 我們所設(shè)計的火焰?zhèn)鞲衅髟诿恳粋?cè)都有一“近視”火焰?zhèn)鞲衅骱汀斑h視”火焰?zhèn)鞲衅鳌＿@樣“遠視”傳感器和“近視”傳感器的配合使用可以防止小車錯誤檢測到火焰的情況的出現(xiàn)。我們只需要在相應(yīng)的位置打開或關(guān)閉“近視”和“遠視”傳感器就可以對不同距離的火焰進行測量。 在傳感器上面加上鋁合金的小管可以增加傳感器的準(zhǔn)確度?！敖暋眰鞲衅鲗崿F(xiàn)是通過在鋁合金小管上加黑色塑料紙實現(xiàn)的。經(jīng)過這樣的改裝，“近視”傳感器可以只檢測到一個方格而遠視傳感器可以檢測到3個以上的方格。 火焰?zhèn)鞲衅鞯膶嵨飯D如15圖所示： 圖15 火焰?zhèn)鞲衅? 2.6電機驅(qū)動電路的設(shè)計 我們采用電機驅(qū)動芯片L298N作為電機驅(qū)動，驅(qū)動電路的設(shè)計如圖16所示： 圖16 L298電機驅(qū)動電路 L298N的5、7、10、12四個引腳接到單片機上，通過對單片機的編程就可以實現(xiàn)兩個直流電機的正反轉(zhuǎn)。 2.7滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路 滅火風(fēng)扇的驅(qū)動電壓為＋5V，為了增強驅(qū)動能力，我們用三極管8550做驅(qū)動電路以加大驅(qū)動電流。滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路如圖17所示： 圖17 滅火風(fēng)扇驅(qū)動電路 在Uin處接單片機的IO口，通過IO口輸出高低電平可以實現(xiàn)三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而就可以實現(xiàn)對滅火風(fēng)扇的開關(guān)控制。 2.8滅火風(fēng)扇的安裝 滅火風(fēng)扇固定在舵機的舵盤上，這樣可以通過控制舵機的旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)風(fēng)扇的左右90度擺動?？梢詼绲魧ほE白線兩側(cè)的火焰。 滅火風(fēng)扇的安裝實物圖如圖18和圖19所示： 圖18 滅火風(fēng)扇安裝實物圖 圖19 滅火風(fēng)扇前視圖 2.9測速計程模塊的安裝 小車的速度的測量是通過光電對管檢測碼盤實現(xiàn)的。測速計程模塊的實物圖如圖20： 圖20 光電碼盤與測速對管 光電碼盤為32份黑白相間的圓盤，將其緊貼在車輪的內(nèi)側(cè)。在鋁合金車架上打一個圓孔，RPR220型光電對管通過圓孔對光電碼盤進行檢測就可以得到車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。從而計算出小車前進的路程。 車輪的直徑為6cm，車輪的周長為 L＝2*π*R＝2*3.14*0.03m＝18.85cm 光電碼盤被平均分成了36份，每一份的弧長為 L’=L/36=18.85cm/36=0.52cm 假設(shè)單片機檢測到黑白信號的變化為n，則 小車走過的路程為S＝n*0.52cm 2.10語音識別電路的設(shè)計 我們采用的語音播放和語音辨識的電路與凌陽單片機的接口電路如圖21所示。該電路非常簡單，是凌陽公司的標(biāo)準(zhǔn)電路。 圖21 語音播放與辨識電路 2.11無線收發(fā)模塊的實現(xiàn) PT2262/2272是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射/接收芯片。其中發(fā)射芯片PT2262將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。?接收芯片PT2272M4是非鎖存型4位數(shù)據(jù)輸出，有8位地址編碼，有效防止了各個無線模塊之間的干擾。 DF無線收發(fā)模塊結(jié)合編解碼芯片PT2262/2272可以將單片機發(fā)出的數(shù)據(jù)經(jīng)過編解碼經(jīng)由DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)射出去。這樣的無線收發(fā)模塊具有發(fā)射距離遠，抗干擾性強的特點。同時PT2262具有8位地址編碼，能夠防止各個無線模塊之間的干擾。 無線發(fā)射模塊的電路圖如圖22所示： 圖22 無線發(fā)射模塊 3．軟件實現(xiàn) 3.1主程序流程圖 我們所設(shè)計的軟件的主程序流程圖如圖23所示： 系統(tǒng)初始化 X＝0，Y＝0 小車前進 中間兩個對管是否全白 否 右轉(zhuǎn) 是 前進并在行進間用“近視”傳感器檢測火源 是否檢測到火焰 停車，滅火 計滅火數(shù)目 是 返回X＝3處 否 右轉(zhuǎn) 在X＝3的線上邊前進邊檢測火源 判斷檢測到火焰的傳感器類型 ?停車，舵盤轉(zhuǎn)向，滅火 “近視”傳感器 小車轉(zhuǎn)向相應(yīng)分支 “遠視”傳感器 返回原地 尋找火源 圖23 主程序流程圖 基于這種算法，我們可以走較少的路程滅掉2個甚至更多個火源，且工作性能穩(wěn)定。 我們用“近視”傳感器和“遠視”傳感器交替使用，避免了誤檢測的情況的出現(xiàn)。試驗驗證，本系統(tǒng)滅火效果良好。 3.2滅火子程序流程圖 當(dāng)小車檢測到火焰時，由于有障礙物的存在，需要對不同坐標(biāo)上的火焰分別進行判斷。 滅火子程序的流程圖如圖24所示： 判斷檢測到火焰時的Y坐標(biāo) 關(guān)閉尋跡驅(qū)動 Y坐標(biāo)為奇數(shù) 更正坐標(biāo)值 后退至上一個交點處 打開尋跡驅(qū)動 等待車到交點處 Y坐標(biāo)為偶數(shù) 轉(zhuǎn)彎 僅使能“近視”火焰?zhèn)鞲衅? 查詢中間傳感器以計算坐標(biāo) 在火焰處停下，延時，滅火 檢測是否滅掉火 返回X＝3處 圖24 滅火子程序流程圖 3.3傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡程序流程 我們用一個字節(jié)的8個位來代表車底的8個光電傳感器。用每一個位來代表當(dāng)前傳感器的檢測狀態(tài)。 我們給每一個光電傳感器賦予不同的權(quán)值。對于同一列的三個傳感器來說，中間傳感器的權(quán)值位0，兩側(cè)傳感器的權(quán)值分別為2和－2。 檢測時，我們首先得到檢測到白線的傳感器的數(shù)目和位置，然后將檢測到白線的傳感器的權(quán)值相加，然后再與傳感器的數(shù)目相平均得到權(quán)值的均值。由均值的值就可以得到小車的當(dāng)前狀態(tài)，進而可以根據(jù)狀態(tài)控制電機從而實現(xiàn)小車的尋跡。 當(dāng)權(quán)值的均值等于0時，就可以知道小車在白線得正上方。 當(dāng)?shù)玫降脵?quán)值大于0時就可以知道小車現(xiàn)在在白線的偏右側(cè)。權(quán)值大于0時又有1和2兩種情況。此時給右輪加速也分為兩種情況：權(quán)值為1時啟動一級加速；權(quán)值為2時啟動二級加速。二級加速比一級加速的時間稍長，因為權(quán)值為2時小車偏離白線的距離較遠。這樣通過一級或者二級加速就可以調(diào)節(jié)小車回到白線的上方。 當(dāng)?shù)玫降臋?quán)值小于0時就可以知道小車現(xiàn)在在白線的偏左側(cè)，給左輪加速同樣分為一級加速和二級加速就可以使小車回到白線的上方。 用這種權(quán)值相加然后平均的尋跡算法同單純的判斷檢測到對管的位置并作出判斷的方法相比，程序思路清晰，程序執(zhí)行結(jié)果較好。 該檢測傳感器子程序的流程圖如圖25所示： 打開尋跡驅(qū)動 獲得傳感器信息 計算總權(quán)值 判斷權(quán)值均值 左右輪同速 與傳感器數(shù)目相平均 >0 <0 判斷 判斷 右輪一級加速 右輪二級加速 左輪一級加速 左輪二級加速 ＝0 圖25 傳感器信息處理子程序流程圖 4．系統(tǒng)功能測試 4.1測試儀器及設(shè)備 表1 測試儀器設(shè)備清單 儀器名稱 型號 用途 數(shù)量 PC機 聯(lián)想 調(diào)試及下載程序 1 數(shù)字萬用表 MASTECH my－65 測量各電路工作情況 1 秒表 記錄時間 1 4.2功能測試 4.2.1基本功能測試 （1）在場地上沒有放置蠟燭，小車從啟動區(qū)啟動。走到第一列后豎直到底，然后返回場地中間的橫向白線處，按照橫向白線走到場地的盡頭后轉(zhuǎn)彎180度，返回啟動區(qū)。所用時間總計28.666秒。返回啟動區(qū)后，遠程顯示臺的液晶屏顯示并同時語音播報：沒有發(fā)現(xiàn)火源。小車路線示意圖如圖26所示： 啟動區(qū) 圖26 小車路線示意圖（測試1） （2）在場地中隨機放置一根蠟燭。 小車從啟動區(qū)啟動后能夠找到蠟燭，此時，遠程顯示臺的液晶屏顯示并語音報警：找到火源1。小車語音播報：發(fā)現(xiàn)火源1。小車按照預(yù)定路線將蠟燭熄滅后，遠程顯示臺液晶屏顯示并語音播報：已熄滅火源。小車語音播報：熄滅火源1。完成此過程所用時間為37.514秒。 小車完成此過程的示意圖如圖27所示： 啟動區(qū) 滅火 圖27 小車路線示意圖（測試2） （3）在場地中隨機放置兩根蠟燭，小車能夠依次找到蠟燭并將火焰熄滅。 找到第一根蠟燭時，遠程液晶顯示并語音報警：找到火源1。同時小車語音播報：發(fā)現(xiàn)火源1。將第一根蠟燭熄滅后，遠程顯示臺能夠顯示并語音播報：已熄滅火源1。同時小車語音播報：熄滅火源1。完成這些動作所用時間為34.953秒。 找到第二根蠟燭時，遠程液晶顯示并語音報警：找到火源2。同時小車語音播報：發(fā)現(xiàn)火源2。將第二根蠟燭熄滅后，遠程顯示臺嫩構(gòu)顯示并語音播報：已熄滅火源2。同時小車語音播報：熄滅火源2。完成這些動作所用時間為75.764秒。 小車完成此過程的路線示意圖如圖28所示： 啟動區(qū) 滅火 滅火 圖28 小車路線示意圖（測試3）  4.2.2發(fā)揮功能及其他功能測試 我們在場地上隨即放置兩個蠟燭，蠟燭擺放位置及場地示意圖如圖29所示： 啟動區(qū) 滅火 滅火 圖29 小車發(fā)揮功能及其它功能測試 測試步驟如下： （1）遠程復(fù)位啟動電動車。將車放置在啟動區(qū)內(nèi)，在遠程控制臺按下啟動按鈕，小車從啟動區(qū)正常啟動。同時遠程顯示臺的液晶屏上繪圖顯示整個場地地圖以及小車當(dāng)前在地圖上的位置。 （2）發(fā)現(xiàn)第一個火源時，遠程顯示臺語音播報：發(fā)現(xiàn)火源1?；鹪次恢眉靶≤嚠?dāng)前位置在液晶屏上能夠繪圖顯示。小車同時將其熄滅并語音播報狀態(tài)：熄滅火源1。遠程顯示臺液晶屏可以實時顯示整個過程，遠程顯示臺語音播報：熄滅火源1。 （3）發(fā)現(xiàn)第二個火源時，遠程顯示臺語音播報：發(fā)現(xiàn)火源2。火源位置及小車當(dāng)前位置在液晶屏上能夠繪圖顯示。小車同時將其熄滅并語音播報狀態(tài)：熄滅火源2。遠程顯示臺液晶屏可以實時顯示整個過程，遠程顯示臺語音播報：熄滅火源2。 （4）小車熄滅兩個火焰后，返回啟動區(qū)并停止。遠程顯示臺液晶屏可以繪圖顯示小車回到初始位置。遠程顯示臺語音播報：發(fā)現(xiàn)火源數(shù)2，熄滅火焰數(shù)2，成功完成任務(wù)。 5.結(jié)論 測試表明，小車能夠較好的完成題目要求的基本要求和發(fā)揮部分。同時作為我們的特色的遠程顯示臺的工作正常，繪圖顯示清楚，語音播報清晰，遠程顯示效果良好。 6.結(jié)束語 通過遠程顯示臺的液晶繪圖實時顯示，能夠直觀、形象、美觀的顯示小車的狀態(tài)。我們的遠程顯示臺只是起到遠程顯示監(jiān)控的作用，而并沒有遙控滅火電動車。遠程顯示臺的應(yīng)用，為實際生活中的滅火機器人的模擬遠程顯示。當(dāng)機器人在無法靠近的火場工作時，人可以遠程看到機器人所處位置及完成任務(wù)的情況。我們的遠程顯示監(jiān)控只是應(yīng)用了無線傳輸，并沒有用攝像頭就實現(xiàn)了機器人位置及狀態(tài)的顯示，節(jié)約了成本。 7.參考文獻 1. 李正軍。計算機控制系統(tǒng)。北京：機械工業(yè)出版社，2005 2. 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