[发明专利]红外循迹超声测距智能消防小车

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动消防小车，特别涉及一种红外循迹超声测距智能消防 小车。

背景技术

随着科学技术的进步与发展，消防车也得到了较大的改进，但就我国而言， 直到1916年才拥有通过汽车改装的消防车，然而在之后的时间里，消防车始 终无法脱离人工的操作。目前人工智能被广泛运用于各个领域，也取得了很多 令人瞩目的成果。人工智能是一门研究人类智能机理和如何运用计算机模拟人 类智能活动的学科。智能机器的研究与发展大大促进了人工智能的思想和技术 的发展与进步。消防车的智能化是一种发展趋势，可以减轻人的负担。中国专 利(申请号2013106043858)公开了一种电动消防车供水灭火系统，虽然涉及 电动车消防车的附属装置，但没有给出整车的系统设计；中国专利(申请号 2012102122610)公开了一种电动消防车车厢布置方式，仅仅涉及了电动消防 车车厢的布置方式，只能作为智能电动消防车的一部分技术参考，并非智能控 制电动消防车的技术核心。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种红外 循迹超声测距智能消防小车。

为解决上述技术问题，本红外循迹超声测距智能消防小车，包括车体，其 还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括主控制器、红外传感模块、超声 波传感模块、火焰传感模块、步进电机驱动机构、灭火机构、显示模块、声光 提示模块和电源模块；所述主控制器为MC9S12XS128单片机，其采用单一电 源模块供电；所述步进电机驱动机构的包括步进电机和步进电机驱动模块，其 中步进电机驱动模块由L298N芯片作为驱动芯片，其内部包含四通道逻辑驱动 电路，通过改变四通道逻辑驱动电路输出来改变步进电机的相序，来控制步进 电机的前进、后退和停止，通过改变定时四通道逻辑驱动电路中断的时间来控 制不仅电机的速度；灭火机构包括灭火风扇和风扇控制模块；所述红外传感模 块、超声波传感模块、火焰传感模块向主控制器单向传输信号，所述主控制器 向步进电机驱动模块、风扇控制模块、显示模块、声光提示模块单向传输信号。 如此设计，采用两相四线式电机控制小车的运动，最小步进角为0.9度，因此 能实现小车的精确控制，而且当不给步进电机发送脉冲的时候，能实现自锁， 从而能较好的实现小车及时停车的目的，而且该型号步进电机加驱动器后与单 片机接口简单，控制方便；采用L298N作为步进电机的驱动芯片，内部包含4 通道逻辑驱动电路，可以直接用单片机的I/O口提供控制信号，而且电路简单， 可以方便的驱动一个两相步进电机，且做成模块后安装比较方便，且控制比较 简单。

作为优化，所述电源模块包括3.3V稳压电源和5V稳压电源，其中5V稳 压电源采用LM2576开关电源，由7.4V电源获得5V的稳压值；3.3V稳压电 源采用LM1117用5V获得3.3V的稳压值。

作为优化，所述红外传感模块设置在所述车体表面，由红外发射管与 HS0038红外接收管组成，来检测地面黑线以及车体避障。如此设计，红外传 感模块于车体上共安装上下两排传感器，下排三对主要用来检测小车经过的路 面黑线，在没有检测到黑线时HS0038输出保持低电平，当检测到黑线时输出 立刻由低变高，并将其输出接至单片机的PE口进行分析处理。上排共安装5 对，主要用来检测车体的前方及两边是否有障碍物；在没有障碍物时输出为高 电平，检测到障碍物时输出变为低电平。

作为优化，所述火焰传感模块采用普通的红外接收管作为火焰检测元件， 并将其设计成半圆状安装于车体的前上方。如此设计，并巧妙地将各红外接收 管调整成适当的角度以方便火焰的检测；该红外接收管检测火焰的原理如下： 其当没有检测到光照时输出为0V，随着光线的增强其电压输出值也相应的增 大，在该电路中，将其中7个接收管的输出接至比较器的输入端，并将比较器 的输出接至单片机的PT口，另外6个接收管的输出接至单片机的AD口；当 检测到火焰时，单片机控制舵机转到火焰所在的位置，并通过其上固定的超声 波传感器来检测车体与蜡烛的距离小于10cm时，打开风扇吹灭蜡烛。