[發明專利]紅外循跡超聲測距智能消防小車

在審

• 申請號: 201510964326.0
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105629997A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 張蘭勇;耿文杰;劉澤威;劉勝;劉洪丹;李冰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G01S15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電動消防小車，特別涉及一種紅外循跡超聲測距智能消防 小車。

背景技術

隨著科學技術的進步與發展，消防車也得到了較大的改進，但就我國而言， 直到1916年才擁有通過汽車改裝的消防車，然而在之后的時間里，消防車始 終無法脫離人工的操作。目前人工智能被廣泛運用于各個領域，也取得了很多 令人矚目的成果。人工智能是一門研究人類智能機理和如何運用計算機模擬人 類智能活動的學科。智能機器的研究與發展大大促進了人工智能的思想和技術 的發展與進步。消防車的智能化是一種發展趨勢，可以減輕人的負擔。中國專 利(申請號2013106043858)公開了一種電動消防車供水滅火系統，雖然涉及 電動車消防車的附屬裝置，但沒有給出整車的系統設計；中國專利(申請號 2012102122610)公開了一種電動消防車車廂布置方式，僅僅涉及了電動消防 車車廂的布置方式，只能作為智能電動消防車的一部分技術參考，并非智能控 制電動消防車的技術核心。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何克服現有技術的上述缺陷，提供一種紅外 循跡超聲測距智能消防小車。

為解決上述技術問題，本紅外循跡超聲測距智能消防小車，包括車體，其 還包括智能控制系統，所述智能控制系統包括主控制器、紅外傳感模塊、超聲 波傳感模塊、火焰傳感模塊、步進電機驅動機構、滅火機構、顯示模塊、聲光 提示模塊和電源模塊；所述主控制器為MC9S12XS128單片機，其采用單一電 源模塊供電；所述步進電機驅動機構的包括步進電機和步進電機驅動模塊，其 中步進電機驅動模塊由L298N芯片作為驅動芯片，其內部包含四通道邏輯驅動 電路，通過改變四通道邏輯驅動電路輸出來改變步進電機的相序，來控制步進 電機的前進、后退和停止，通過改變定時四通道邏輯驅動電路中斷的時間來控 制不僅電機的速度；滅火機構包括滅火風扇和風扇控制模塊；所述紅外傳感模 塊、超聲波傳感模塊、火焰傳感模塊向主控制器單向傳輸信號，所述主控制器 向步進電機驅動模塊、風扇控制模塊、顯示模塊、聲光提示模塊單向傳輸信號。 如此設計，采用兩相四線式電機控制小車的運動，最小步進角為0.9度，因此 能實現小車的精確控制，而且當不給步進電機發送脈沖的時候，能實現自鎖， 從而能較好的實現小車及時停車的目的，而且該型號步進電機加驅動器后與單 片機接口簡單，控制方便；采用L298N作為步進電機的驅動芯片，內部包含4 通道邏輯驅動電路，可以直接用單片機的I/O口提供控制信號，而且電路簡單， 可以方便的驅動一個兩相步進電機，且做成模塊后安裝比較方便，且控制比較 簡單。

作為優化，所述電源模塊包括3.3V穩壓電源和5V穩壓電源，其中5V穩 壓電源采用LM2576開關電源，由7.4V電源獲得5V的穩壓值；3.3V穩壓電 源采用LM1117用5V獲得3.3V的穩壓值。

作為優化，所述紅外傳感模塊設置在所述車體表面，由紅外發射管與 HS0038紅外接收管組成，來檢測地面黑線以及車體避障。如此設計，紅外傳 感模塊于車體上共安裝上下兩排傳感器，下排三對主要用來檢測小車經過的路 面黑線，在沒有檢測到黑線時HS0038輸出保持低電平，當檢測到黑線時輸出 立刻由低變高，并將其輸出接至單片機的PE口進行分析處理。上排共安裝5 對，主要用來檢測車體的前方及兩邊是否有障礙物；在沒有障礙物時輸出為高 電平，檢測到障礙物時輸出變為低電平。

作為優化，所述火焰傳感模塊采用普通的紅外接收管作為火焰檢測元件， 并將其設計成半圓狀安裝于車體的前上方。如此設計，并巧妙地將各紅外接收 管調整成適當的角度以方便火焰的檢測；該紅外接收管檢測火焰的原理如下： 其當沒有檢測到光照時輸出為0V，隨著光線的增強其電壓輸出值也相應的增 大，在該電路中，將其中7個接收管的輸出接至比較器的輸入端，并將比較器 的輸出接至單片機的PT口，另外6個接收管的輸出接至單片機的AD口；當 檢測到火焰時，單片機控制舵機轉到火焰所在的位置，并通過其上固定的超聲 波傳感器來檢測車體與蠟燭的距離小于10cm時，打開風扇吹滅蠟燭。