一种家用智能消防车控制系统的制作方法
一种家用智能消防车控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种家用智能消防车控制系统，包括循迹模块、寻火模块、灭火模块、报警模块、电机驱动模块和MCU控制模块，循迹模块分别连接MCU控制模块和电机驱动模块，寻火模块连接MCU控制模块，MCU控制模块分别连接灭火模块、报警模块、电机驱动模块，电机驱动模块连接消防车的驱动电机；寻火模块识别火焰，发送信号给MCU控制模块，循迹模块识别障碍和火源位置，经过比较，传送信号给MCU控制模块，MCU控制模块通过电机驱动模块控制消防车的驱动电机，同时控制报警模块发出报警声音，灭火模块进行灭火。与现有技术相比，消防车可以在本发明控制系统的控制下，能够自动地发现火源、循迹、报警以及灭火。
【专利说明】一种家用智能消防车控制系统 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种消防车控制系统，尤其是涉及一种家用智能消防车控制系统。 【背景技术】
[0002] 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇 航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。 人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人们工作的机器一直是人类的梦 想。
[0003] 其中智能消防车可以作为机器人的典型代表。其需要实现自动导引功能和避障功 能就必须要感知导引线和障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，使用传感器感 知路线并判断和做出相应的执行动作。智能消防车设计与开发涉及控制、模式识别、传感技 术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科。它可以分为三大部分：传感器检测部分，执行 部分，CPU。现今的智能消防车发展很快，其基本可实现循迹、避障、检测贴片，寻光入库、避 崖等基本功能，有向声控系统发展的趋势。
[0004] 查阅导致历年火灾发生的资料，根据其中数据统计分析可以清晰的发现大部分火 灾的发生是由于对室内易燃物品摆放的疏忽，并且在目前的市场中没有一种比较适合家用 防范火灾发生的工具。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够实现良好 的家用智能消防车控制系统。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种家用智能消防车控制系统，包括循迹模块、寻火模块、灭火模块、报警模块、电 机驱动模块和MCU控制模块，所述的循迹模块分别连接MCU控制模块和电机驱动模块，所 述的寻火模块连接MCU控制模块，所述的MCU控制模块分别连接灭火模块、报警模块、电机 驱动模块，所述的电机驱动模块连接消防车的驱动电机；
[0008] 寻火模块识别是否有火焰，若发现火焰，发送信号给MCU控制模块，循迹模块识别 障碍和火源位置，经过比较，发送信号给MCU控制模块，MCU控制模块由C语言编程实现，MCU 控制模块向电机驱动模块发送信号，电机驱动模块控制驱动电机的转动，使消防车移动到 火源位置，且MCU控制模块分别向报警模块和灭火模块发送信号，报警模块发出报警声音， 灭火模块进行灭火，当灭火完成后，MCU控制模块通过电机驱动模块控制驱动电机的转动， 使消防车回到原先位置。
[0009] 所述的循迹模块包括红外光电传感器和比较器，所述的红外光电传感器为四个， 连接MCU控制模块，所述的比较器的输入端分别连接MCU控制模块的输出端和电机驱动模 块，输出端连接MCU控制模块的输入端，当前面有障碍或火源时，红外光电传感器输出信号 向MCU控制模块发送，比较器将电机驱动模块的反馈信号与MCU控制模块输出的电机控制 信号进行比较，获得消防车行驶的避障和循迹信号，再将其反馈输入MCU控制模块。
[〇〇1〇] 所述的寻火模块采用红外传感器，所述的红外传感器为三个，连接MCU控制模块， 红外传感器对火焰产生感应，向MCU控制模块发送发现火焰的信号。
[0011] 所述的灭火模块包括开关电路、继电器K、微型电动机％和灭火器，所述的开关电 路分别连接MCU控制模块和继电器K，所述的继电器K连接微型电动机M 3，所述的微型电动 机M3通过拉绳连接灭火器的开关，开关电路接收MCU控制模块控制信号后导通电路，继电 器K向微型电动机M 3供电，微型电动机M3转动后通过拉绳打开灭火器的开关。
[0012] 所述的报警模块采用压电蜂鸣器。
[0013] 所述的电机驱动模块采用电机驱动芯片L298N，控制驱动电机转动。
[0014] 所述的MCU控制模块采用单片机AT89S52,采用C语言编程实现控制。
[0015] 还包括A/D转换器，输入端分别连接红外光电传感器和寻火模块，输出端连接MCU 控制模块。
[0016] 所述的A/D转换器采用芯片ADC0809。
[〇〇17] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0018] 1)本发明不仅能够在发现火情时实时报警，而且还能够自动循迹寻找火源，并扑 灭火源，达到控制实现扑灭火源的目的。整个控制系统是以MCU控制模块为控制核心的，采 用单片机AT89S52,而单片机分别控制循迹模块、报警模块、电机驱动模块、寻火模块、灭火 模块。单片机首先应该收集信号，再处理这些收集到信号，然后再发送这些处理过的信号给 各个模块控制的执行器，控制相应的执行器做出相应的动作，从而完成了单片机的整个控 制。
[0019] 2)本发明中比较器将电机驱动模块的反馈信号与MCU控制模块输出的电机控制 信号进行比较，经过比较后，从而更加精确地控制电机。
[0020] 3)本发明通过在MCU控制模块上写入的C语言程序实现控制消防车，消防车灭火 之后能够自动回到原先位置，方便进行下一次的循迹、预警、灭火。
[0021] 4)本发明适用于家用智能消防车，控制系统设计成本低，通用性非常强，可以进行 移植。 【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明家用智能消防车控制系统的结构示意图；
[0023] 图2为本发明家用智能消防车控制系统的电路示意图；
[0024] 图3为本发明控制系统的流程图。
[0025] 图中：1、循迹模块，2、寻火模块，3、灭火模块，4、报警模块，5、电机驱动模块，6、MCU 控制模块，7、A/D转换器，8、红外光电传感器，9、比较器。 【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0027] 如图1所示，将家用智能消防车控制系统安装在消防车上，消防车有两个驱动电 机Mi、M2，包括循迹模块1、寻火模块2、灭火模块3、报警模块4、电机驱动模块5和MCU控制 模块6,循迹模块1包括四个红外光电传感器8和一个比较器9,寻火模块2包括三个红外 传感器，报警模块4包括压电蜂鸣器LSI、电阻R 3、NPN型三极管Q2，灭火模块3包括电阻札、 电阻R2、NPN型三极管％、PNP型三极管％、二极管、继电器和电动机M 3，电机驱动模块5采 用电机驱动芯片L298N，MCU控制模块6采用单片机AT89S52、电阻R9、开关Si、电容IQ、电 阻R 1(l，还包括A/D转换器7,采用芯片ADC0809。
[0028] 如图2所示，以下是具体各器件、芯片之间连接方式：
[0029] 循迹模块1分别连接MCU控制模块6和电机驱动模块5，寻火模块2连接MCU控制 模块6,即：循迹模块1中的红外光电传感器8、寻火模块2均分别连接MCU控制模块6,其 中，A/D转换器7输入端分别连接红外光电传感器8和寻火模块2,输出端连接MCU控制模 块6,具体为：四个红外光电传感器8分别连接ADC0809的引脚IN 3、IN4、IN5、IN6，三个红外 传感器分别连接ADC0809的引脚INpIN^INyADCOSOg的引脚04、05、06、07均连接单片机 AT89S52的引脚?\，为红外光电传感器信号输入，引脚DQ、Di、D2均连接单片机AT89S52的引 脚?；，为红外传感器信号输入。红外光电传感器8采集的信号和红外传感器采集的火焰信 号经过ADC0809的A/D转换，传送给单片机AT89S52,实现循迹和寻火功能；
[0030] 同时，循迹模块1中的比较器9的输入端分别连接MCU控制模块6的输出端和电 机驱动模块5,输出端连接MCU控制模块6的输入端，具体为：比较器9输入端连接单片机 AT89S52的输出端引脚P0. 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5,以及对应电机驱动芯片L298N的引脚IN1、 IN2、IN3、IN4,将L298N的反馈信号与单片机输出的驱动电机转向控制信号进行比较，获得 循迹信号，比较器9输出端连接单片机AT89S52的输入端引脚P1.0、P1. 1、P1.2、P1.3,经过 比较后，可以更好的控制驱动电机。
[0031] 灭火模块3连接MCU控制模块6,具体为：电阻札的一端连接单片机AT89S52的引 脚P2. 4,另一端连接NPN型三极管％的基极，NPN型三极管％的发射极接地，集电极分别 连接电阻R2的一端、PNP型三极管％的基极，电阻R 2的另一端、PNP型三极管％的发射极 均分别连接电源VCC，PNP型三极管％的集电极分别连接继电器K的引脚a、二极管Di的阴 极，二极管Di的阳极、继电器K的引脚b均分别连接大地，继电器K的引脚c连接电源VCC， 引脚d连接微型电动机M 3的正极，微型电动机M3的负极接地，微型电动机M3通过拉绳连接 灭火器的开关。单片机AT89S52引脚P2. 4为高电平时，QpQ^K导通，即由三极管构成的开 关电路和继电器K导通，微型电动机M3转动，开启灭火器的开关，进行灭火。
[0032] 报警模块4连接MCU控制模块6,具体为：电阻R3的一端连接单片机AT89S52的引 脚P2. 3,另一端连接NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极接地，集电极连接 压电蜂鸣器LSI的引脚SPK，压电蜂鸣器LSI的引脚SP1接电源VCC。单片机AT89S52引脚 P2. 3为高电平时，Q2导通，压电蜂鸣器LSI鸣响，实现报警功能。
[0033] 电机驱动模块5分别连接MCU控制模块6和消防车的驱动电机札、M2，具体为：电 机驱动芯片L298N的输入端连接单片机AT89S52,接收控制信号，具体为：芯片L298N的引 脚ΕΝΑ、ΕΝ B分别对应连接单片机AT89S52的引脚P0. 0、P0. 1，为控制驱动电机的调速信 号输入，芯片L298N的引脚INI、ΙΝ2、ΙΝ3、ΙΝ4分别对应连接单片机AT89S52的引脚Ρ0. 2、 ΡΟ. 3、Ρ0. 4、Ρ0. 5,为控制驱动电机转向的信号输入；芯片L298N的输出端引脚0UTU0UT2连 接驱动电机Α，输出端引脚0UT3、0UT4连接驱动电机Μ 2。电机驱动芯片L298N接收单片机 AT89S52的控制命令进而控制驱动电机的正转和反转，实现消防车的前进、后退、左转、右转 等动作。
[0034] MCU控制模块6包括单片机AT89S52及其周围电路，复位电路包括：单片机 AT89S52的引脚RESET分别连接电阻R 9、电阻R1Q、电容IQ的负极，电阻R9的另一端连接开 关Si的一端，开关Si的另一端分别连接电源VCC和电容IQ的正极，电阻R 1(l的另一端连接 大地，通过开关S1可以进行单片机AT89S52的复位。
[0035] 其中，札=R2 = 4. 7k Ω，R3 = 2k Ω，R9 = lk Ω，R10 = 10K Ω，IQ = 10 μ f。
[0036] 如图3所示，家用智能消防车控制系统的工作过程为：首先应该对单片机AT89S52 进行初始化，当能够识别火焰的红外传感器发现火源的信号时，并将该信号转化成电压 信号，再把这个电压信号输入给芯片数据转换用的ADC0809,把电压信号转化成单片机 AT89S52可识别的数字信号，然后输入给单片机AT89S52,从而可以控制电机驱动芯片，而 电机驱动芯片控制驱动电机启动，驱动电机启动后，通过装在消防车上的红外光电传感器8 可以找出火源的位置，通过控制驱动电机左转、右转、或者前进、后退，使消防车向火源地点 移动。当到达火源正前方时，打开灭火器自动开关并且发出报警的声音，然后再开始对火源 进行灭火，直到火源灭了，消防车才会进行循迹，单片机AT89S52并进行复位。从而单片机 AT89S52完成了整个消防车智能灭火的控制。其中，单片机的控制程序采用C语言编程实 现，通过引用单片机上的编程引脚写入，控制程序具体如下：
【权利要求】
1. 一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，包括循迹模块（1)、寻火模块（2)、灭火 模块（3)、报警模块（4)、电机驱动模块（5)和MCU控制模块￠)，所述的循迹模块（1)分别 连接MCU控制模块（6)和电机驱动模块（5)，所述的寻火模块（2)连接MCU控制模块（6)， 所述的MCU控制模块（6)分别连接灭火模块（3)、报警模块（4)、电机驱动模块（5)，所述的 电机驱动模块（5)连接消防车的驱动电机； 寻火模块（2)识别是否有火焰，若发现火焰，发送信号给MCU控制模块￠)，循迹模块 (1)识别障碍和火源位置，经过比较，发送信号给MCU控制模块（6)，MCU控制模块（6)由C 语言编程实现，MCU控制模块￠)向电机驱动模块（5)发送信号，电机驱动模块（5)控制驱 动电机的转动，使消防车移动到火源位置，且MCU控制模块（6)分别向报警模块（4)和灭火 模块（3)发送信号，报警模块（4)发出报警声音，灭火模块（3)进行灭火，当灭火完成后， MCU控制模块（6)通过电机驱动模块（5)控制驱动电机的转动，使消防车回到原先位置。
2. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的循迹模 块（1)包括红外光电传感器（8)和比较器（9)，所述的红外光电传感器（8)为四个，连接MCU 控制模块￠)，所述的比较器（9)的输入端分别连接MCU控制模块（6)的输出端和电机驱动 模块（5)，输出端连接MCU控制模块（6)的输入端，当前面有障碍或火源时，红外光电传感 器⑶输出信号向MCU控制模块（6)发送，比较器（9)将电机驱动模块（5)的反馈信号与 MCU控制模块（6)输出的电机控制信号进行比较，获得消防车行驶的避障和循迹信号，再将 其反馈输入MCU控制模块（6)。
3. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的寻火模 块（2)采用红外传感器，所述的红外传感器为三个，连接MCU控制模块（6)，红外传感器对火 焰产生感应，向MCU控制模块（6)发送发现火焰的信号。
4. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的灭火模 块⑶包括开关电路、继电器K、微型电动机％和灭火器，所述的开关电路分别连接MCU控 制模块（6)和继电器K，所述的继电器K连接微型电动机％，所述的微型电动机％通过拉绳 连接灭火器的开关，开关电路接收MCU控制模块（6)控制信号后导通电路，继电器K向微型 电动机M 3供电，微型电动机M3转动后通过拉绳打开灭火器的开关。
5. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的报警模 块⑷采用压电蜂鸣器。
6. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的电机驱 动模块（5)采用电机驱动芯片L298N，控制驱动电机转动。
7. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的MCU控制 模块（6)采用单片机AT89S52,采用C语言编程实现控制。
8. 根据权利要求2所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，还包括A/D转 换器（7)，输入端分别连接红外光电传感器（8)和寻火模块（2)，输出端连接MCU控制模块 (6)。
9. 根据权利要求8所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的A/D转换 器（7)采用芯片ADC0809。
【文档编号】A62C37/00GK104083840SQ201410366852
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】胡招华, 宋新萍, 韩南南, 张艺闻, 黄恒 申请人:上海工程技术大学
【专利摘要】本发明涉及一种家用智能消防车控制系统，包括循迹模块、寻火模块、灭火模块、报警模块、电机驱动模块和MCU控制模块，循迹模块分别连接MCU控制模块和电机驱动模块，寻火模块连接MCU控制模块，MCU控制模块分别连接灭火模块、报警模块、电机驱动模块，电机驱动模块连接消防车的驱动电机；寻火模块识别火焰，发送信号给MCU控制模块，循迹模块识别障碍和火源位置，经过比较，传送信号给MCU控制模块，MCU控制模块通过电机驱动模块控制消防车的驱动电机，同时控制报警模块发出报警声音，灭火模块进行灭火。与现有技术相比，消防车可以在本发明控制系统的控制下，能够自动地发现火源、循迹、报警以及灭火。
【专利说明】一种家用智能消防车控制系统 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种消防车控制系统，尤其是涉及一种家用智能消防车控制系统。 【背景技术】
[0002] 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇 航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。 人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人们工作的机器一直是人类的梦 想。
[0003] 其中智能消防车可以作为机器人的典型代表。其需要实现自动导引功能和避障功 能就必须要感知导引线和障碍物，实现自动识别路线，选择正确的行进路线，使用传感器感 知路线并判断和做出相应的执行动作。智能消防车设计与开发涉及控制、模式识别、传感技 术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科。它可以分为三大部分：传感器检测部分，执行 部分，CPU。现今的智能消防车发展很快，其基本可实现循迹、避障、检测贴片，寻光入库、避 崖等基本功能，有向声控系统发展的趋势。
[0004] 查阅导致历年火灾发生的资料，根据其中数据统计分析可以清晰的发现大部分火 灾的发生是由于对室内易燃物品摆放的疏忽，并且在目前的市场中没有一种比较适合家用 防范火灾发生的工具。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够实现良好 的家用智能消防车控制系统。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种家用智能消防车控制系统，包括循迹模块、寻火模块、灭火模块、报警模块、电 机驱动模块和MCU控制模块，所述的循迹模块分别连接MCU控制模块和电机驱动模块，所 述的寻火模块连接MCU控制模块，所述的MCU控制模块分别连接灭火模块、报警模块、电机 驱动模块，所述的电机驱动模块连接消防车的驱动电机；
[0008] 寻火模块识别是否有火焰，若发现火焰，发送信号给MCU控制模块，循迹模块识别 障碍和火源位置，经过比较，发送信号给MCU控制模块，MCU控制模块由C语言编程实现，MCU 控制模块向电机驱动模块发送信号，电机驱动模块控制驱动电机的转动，使消防车移动到 火源位置，且MCU控制模块分别向报警模块和灭火模块发送信号，报警模块发出报警声音， 灭火模块进行灭火，当灭火完成后，MCU控制模块通过电机驱动模块控制驱动电机的转动， 使消防车回到原先位置。
[0009] 所述的循迹模块包括红外光电传感器和比较器，所述的红外光电传感器为四个， 连接MCU控制模块，所述的比较器的输入端分别连接MCU控制模块的输出端和电机驱动模 块，输出端连接MCU控制模块的输入端，当前面有障碍或火源时，红外光电传感器输出信号 向MCU控制模块发送，比较器将电机驱动模块的反馈信号与MCU控制模块输出的电机控制 信号进行比较，获得消防车行驶的避障和循迹信号，再将其反馈输入MCU控制模块。
[〇〇1〇] 所述的寻火模块采用红外传感器，所述的红外传感器为三个，连接MCU控制模块， 红外传感器对火焰产生感应，向MCU控制模块发送发现火焰的信号。
[0011] 所述的灭火模块包括开关电路、继电器K、微型电动机％和灭火器，所述的开关电 路分别连接MCU控制模块和继电器K，所述的继电器K连接微型电动机M 3，所述的微型电动 机M3通过拉绳连接灭火器的开关，开关电路接收MCU控制模块控制信号后导通电路，继电 器K向微型电动机M 3供电，微型电动机M3转动后通过拉绳打开灭火器的开关。
[0012] 所述的报警模块采用压电蜂鸣器。
[0013] 所述的电机驱动模块采用电机驱动芯片L298N，控制驱动电机转动。
[0014] 所述的MCU控制模块采用单片机AT89S52,采用C语言编程实现控制。
[0015] 还包括A/D转换器，输入端分别连接红外光电传感器和寻火模块，输出端连接MCU 控制模块。
[0016] 所述的A/D转换器采用芯片ADC0809。
[〇〇17] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0018] 1)本发明不仅能够在发现火情时实时报警，而且还能够自动循迹寻找火源，并扑 灭火源，达到控制实现扑灭火源的目的。整个控制系统是以MCU控制模块为控制核心的，采 用单片机AT89S52,而单片机分别控制循迹模块、报警模块、电机驱动模块、寻火模块、灭火 模块。单片机首先应该收集信号，再处理这些收集到信号，然后再发送这些处理过的信号给 各个模块控制的执行器，控制相应的执行器做出相应的动作，从而完成了单片机的整个控 制。
[0019] 2)本发明中比较器将电机驱动模块的反馈信号与MCU控制模块输出的电机控制 信号进行比较，经过比较后，从而更加精确地控制电机。
[0020] 3)本发明通过在MCU控制模块上写入的C语言程序实现控制消防车，消防车灭火 之后能够自动回到原先位置，方便进行下一次的循迹、预警、灭火。
[0021] 4)本发明适用于家用智能消防车，控制系统设计成本低，通用性非常强，可以进行 移植。 【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明家用智能消防车控制系统的结构示意图；
[0023] 图2为本发明家用智能消防车控制系统的电路示意图；
[0024] 图3为本发明控制系统的流程图。
[0025] 图中：1、循迹模块，2、寻火模块，3、灭火模块，4、报警模块，5、电机驱动模块，6、MCU 控制模块，7、A/D转换器，8、红外光电传感器，9、比较器。 【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
[0027] 如图1所示，将家用智能消防车控制系统安装在消防车上，消防车有两个驱动电 机Mi、M2，包括循迹模块1、寻火模块2、灭火模块3、报警模块4、电机驱动模块5和MCU控制 模块6,循迹模块1包括四个红外光电传感器8和一个比较器9,寻火模块2包括三个红外 传感器，报警模块4包括压电蜂鸣器LSI、电阻R 3、NPN型三极管Q2，灭火模块3包括电阻札、 电阻R2、NPN型三极管％、PNP型三极管％、二极管、继电器和电动机M 3，电机驱动模块5采 用电机驱动芯片L298N，MCU控制模块6采用单片机AT89S52、电阻R9、开关Si、电容IQ、电 阻R 1(l，还包括A/D转换器7,采用芯片ADC0809。
[0028] 如图2所示，以下是具体各器件、芯片之间连接方式：
[0029] 循迹模块1分别连接MCU控制模块6和电机驱动模块5，寻火模块2连接MCU控制 模块6,即：循迹模块1中的红外光电传感器8、寻火模块2均分别连接MCU控制模块6,其 中，A/D转换器7输入端分别连接红外光电传感器8和寻火模块2,输出端连接MCU控制模 块6,具体为：四个红外光电传感器8分别连接ADC0809的引脚IN 3、IN4、IN5、IN6，三个红外 传感器分别连接ADC0809的引脚INpIN^INyADCOSOg的引脚04、05、06、07均连接单片机 AT89S52的引脚?\，为红外光电传感器信号输入，引脚DQ、Di、D2均连接单片机AT89S52的引 脚?；，为红外传感器信号输入。红外光电传感器8采集的信号和红外传感器采集的火焰信 号经过ADC0809的A/D转换，传送给单片机AT89S52,实现循迹和寻火功能；
[0030] 同时，循迹模块1中的比较器9的输入端分别连接MCU控制模块6的输出端和电 机驱动模块5,输出端连接MCU控制模块6的输入端，具体为：比较器9输入端连接单片机 AT89S52的输出端引脚P0. 2、P0. 3、P0. 4、P0. 5,以及对应电机驱动芯片L298N的引脚IN1、 IN2、IN3、IN4,将L298N的反馈信号与单片机输出的驱动电机转向控制信号进行比较，获得 循迹信号，比较器9输出端连接单片机AT89S52的输入端引脚P1.0、P1. 1、P1.2、P1.3,经过 比较后，可以更好的控制驱动电机。
[0031] 灭火模块3连接MCU控制模块6,具体为：电阻札的一端连接单片机AT89S52的引 脚P2. 4,另一端连接NPN型三极管％的基极，NPN型三极管％的发射极接地，集电极分别 连接电阻R2的一端、PNP型三极管％的基极，电阻R 2的另一端、PNP型三极管％的发射极 均分别连接电源VCC，PNP型三极管％的集电极分别连接继电器K的引脚a、二极管Di的阴 极，二极管Di的阳极、继电器K的引脚b均分别连接大地，继电器K的引脚c连接电源VCC， 引脚d连接微型电动机M 3的正极，微型电动机M3的负极接地，微型电动机M3通过拉绳连接 灭火器的开关。单片机AT89S52引脚P2. 4为高电平时，QpQ^K导通，即由三极管构成的开 关电路和继电器K导通，微型电动机M3转动，开启灭火器的开关，进行灭火。
[0032] 报警模块4连接MCU控制模块6,具体为：电阻R3的一端连接单片机AT89S52的引 脚P2. 3,另一端连接NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极接地，集电极连接 压电蜂鸣器LSI的引脚SPK，压电蜂鸣器LSI的引脚SP1接电源VCC。单片机AT89S52引脚 P2. 3为高电平时，Q2导通，压电蜂鸣器LSI鸣响，实现报警功能。
[0033] 电机驱动模块5分别连接MCU控制模块6和消防车的驱动电机札、M2，具体为：电 机驱动芯片L298N的输入端连接单片机AT89S52,接收控制信号，具体为：芯片L298N的引 脚ΕΝΑ、ΕΝ B分别对应连接单片机AT89S52的引脚P0. 0、P0. 1，为控制驱动电机的调速信 号输入，芯片L298N的引脚INI、ΙΝ2、ΙΝ3、ΙΝ4分别对应连接单片机AT89S52的引脚Ρ0. 2、 ΡΟ. 3、Ρ0. 4、Ρ0. 5,为控制驱动电机转向的信号输入；芯片L298N的输出端引脚0UTU0UT2连 接驱动电机Α，输出端引脚0UT3、0UT4连接驱动电机Μ 2。电机驱动芯片L298N接收单片机 AT89S52的控制命令进而控制驱动电机的正转和反转，实现消防车的前进、后退、左转、右转 等动作。
[0034] MCU控制模块6包括单片机AT89S52及其周围电路，复位电路包括：单片机 AT89S52的引脚RESET分别连接电阻R 9、电阻R1Q、电容IQ的负极，电阻R9的另一端连接开 关Si的一端，开关Si的另一端分别连接电源VCC和电容IQ的正极，电阻R 1(l的另一端连接 大地，通过开关S1可以进行单片机AT89S52的复位。
[0035] 其中，札=R2 = 4. 7k Ω，R3 = 2k Ω，R9 = lk Ω，R10 = 10K Ω，IQ = 10 μ f。
[0036] 如图3所示，家用智能消防车控制系统的工作过程为：首先应该对单片机AT89S52 进行初始化，当能够识别火焰的红外传感器发现火源的信号时，并将该信号转化成电压 信号，再把这个电压信号输入给芯片数据转换用的ADC0809,把电压信号转化成单片机 AT89S52可识别的数字信号，然后输入给单片机AT89S52,从而可以控制电机驱动芯片，而 电机驱动芯片控制驱动电机启动，驱动电机启动后，通过装在消防车上的红外光电传感器8 可以找出火源的位置，通过控制驱动电机左转、右转、或者前进、后退，使消防车向火源地点 移动。当到达火源正前方时，打开灭火器自动开关并且发出报警的声音，然后再开始对火源 进行灭火，直到火源灭了，消防车才会进行循迹，单片机AT89S52并进行复位。从而单片机 AT89S52完成了整个消防车智能灭火的控制。其中，单片机的控制程序采用C语言编程实 现，通过引用单片机上的编程引脚写入，控制程序具体如下：
【权利要求】
1. 一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，包括循迹模块（1)、寻火模块（2)、灭火 模块（3)、报警模块（4)、电机驱动模块（5)和MCU控制模块￠)，所述的循迹模块（1)分别 连接MCU控制模块（6)和电机驱动模块（5)，所述的寻火模块（2)连接MCU控制模块（6)， 所述的MCU控制模块（6)分别连接灭火模块（3)、报警模块（4)、电机驱动模块（5)，所述的 电机驱动模块（5)连接消防车的驱动电机； 寻火模块（2)识别是否有火焰，若发现火焰，发送信号给MCU控制模块￠)，循迹模块 (1)识别障碍和火源位置，经过比较，发送信号给MCU控制模块（6)，MCU控制模块（6)由C 语言编程实现，MCU控制模块￠)向电机驱动模块（5)发送信号，电机驱动模块（5)控制驱 动电机的转动，使消防车移动到火源位置，且MCU控制模块（6)分别向报警模块（4)和灭火 模块（3)发送信号，报警模块（4)发出报警声音，灭火模块（3)进行灭火，当灭火完成后， MCU控制模块（6)通过电机驱动模块（5)控制驱动电机的转动，使消防车回到原先位置。
2. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的循迹模 块（1)包括红外光电传感器（8)和比较器（9)，所述的红外光电传感器（8)为四个，连接MCU 控制模块￠)，所述的比较器（9)的输入端分别连接MCU控制模块（6)的输出端和电机驱动 模块（5)，输出端连接MCU控制模块（6)的输入端，当前面有障碍或火源时，红外光电传感 器⑶输出信号向MCU控制模块（6)发送，比较器（9)将电机驱动模块（5)的反馈信号与 MCU控制模块（6)输出的电机控制信号进行比较，获得消防车行驶的避障和循迹信号，再将 其反馈输入MCU控制模块（6)。
3. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的寻火模 块（2)采用红外传感器，所述的红外传感器为三个，连接MCU控制模块（6)，红外传感器对火 焰产生感应，向MCU控制模块（6)发送发现火焰的信号。
4. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的灭火模 块⑶包括开关电路、继电器K、微型电动机％和灭火器，所述的开关电路分别连接MCU控 制模块（6)和继电器K，所述的继电器K连接微型电动机％，所述的微型电动机％通过拉绳 连接灭火器的开关，开关电路接收MCU控制模块（6)控制信号后导通电路，继电器K向微型 电动机M 3供电，微型电动机M3转动后通过拉绳打开灭火器的开关。
5. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的报警模 块⑷采用压电蜂鸣器。
6. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的电机驱 动模块（5)采用电机驱动芯片L298N，控制驱动电机转动。
7. 根据权利要求1所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的MCU控制 模块（6)采用单片机AT89S52,采用C语言编程实现控制。
8. 根据权利要求2所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，还包括A/D转 换器（7)，输入端分别连接红外光电传感器（8)和寻火模块（2)，输出端连接MCU控制模块 (6)。
9. 根据权利要求8所述的一种家用智能消防车控制系统，其特征在于，所述的A/D转换 器（7)采用芯片ADC0809。
【文档编号】A62C37/00GK104083840SQ201410366852
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】胡招华, 宋新萍, 韩南南, 张艺闻, 黄恒 申请人:上海工程技术大学
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