基于AVR單片機的智能滅火小車的設計姓名：章振保學號：07110056學院：物電學院班級：07自動化指導老師：賈巍目錄小車設計的意義小車實現的功能小車設計的結構框架小車的硬件設計與調試小車的軟件設計與調試致謝

小車設計的意義實踐價值：

實現了對安全防護的質的提高，也大大地減低了消防人員的危險。在智能尋跡滅火系統中應用單片機來代替人的思考，還可以實現自動化控制，簡化了滅火的工作流程，使單片機代替多余的消防人員，節省了國家不必要的支出，減低了危險。小車實現的功能一、實現溫度監控、報警二、具有自動尋跡三、吹風滅火四、返回起始點系統方框圖

電源模塊尋跡傳感器模塊火焰檢測模塊避障模塊電機驅動前進轉報警模塊滅火風扇及其驅動控制器模塊硬件總體框圖L298驅動直流電機火焰傳感器ATMEGA128光電開關避障模塊滅火風扇ST178光電對管尋跡電路總圖電源電路圖

LM2940-5.0在輸出電流為1Adropoutvoltage典型值為0.5V，即輸入電壓要>輸出電壓+0.5V=5.5V；同樣輸出電壓100mA時dropoutvoltage典型值為110mV，輸入電壓大于5.1V即可。ATMEGA128單片機最小系統電路

ATMEGA128工作電壓：

–4.5-5.5VATMEGA128速度等級–0-16MHz內部自帶8路10位ADC

電機驅動電路的設計

L298芯片的管腳圖

用L298芯片作為電機驅動，操作方便，穩定性好，性能優良。電機驅動電路

電機由L298供電，由全橋進行瀉流。對電機的控制信號由ATMEGA128直接輸入，M1_DIR與M1_PWM為M1電機的控制信號，M2_DIR與M2_PWM為M2電機的控制信號,其中INPUT2與INPUT4的信號是由輸入INPUT1、INPUT3的信號反向后輸入。通過對單片機的編程就可以實現兩個直流電機的正反轉。

舵機轉向模塊設計

舵機的工作原理工作原理：控制電路板接受來自信號線的控制信號（具體信號待會再講），控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度，從而達到目標停止。

尋跡電路的設計

尋跡傳感器模塊原理圖行進路徑示意圖火焰檢測電路的設計

紅外測溫傳感器TN9

紅外測溫傳感器選用的是凌陽科技公司生產的TN9紅外測溫傳感器，可測量目標溫度和環境溫度。它采用非接觸測溫手段，解決了傳統測溫中需要接觸的問題。紅外測溫模塊根據大氣狀況最遠測溫距離30m，測量回應時間大約為0.5s，而且，它具備SPI接口，可以很方便地與單片機傳輸數據。

紅外測溫電路

信號采集是系統通過紅外測溫傳感器來測溫度,左邊為紅外傳感器組,是信號的原始采集部分，它由八個紅外測溫傳感器組成。傳感器測得的信號直接輸入到ATMEGA128單片機A/D轉換器的模擬信號輸入端口。

滅火與音報警系統的設計

滅火驅動電路

單片機輸出Port1，Port2控制信號用以驅動滅火電機動作。由于選用的是增強型MOS管，所以當Port信號為高時，MOS管在VGS下開始工作，MOS導通，風扇開始動作，進行滅火；當Port信號為低時，由于增強型MOS管特點，VGS=0時，iD=0。此時，MOS截止，風扇不動作。軟件實現

主程序流程圖

在小車行進過程中檢測火焰，一旦發現火焰則切換到趨光程序，計算火焰位置，準確定位并啟動風扇滅火，滅火后檢測火焰是否被撲滅，確定火焰被撲滅后計數并回到發現火焰的位置繼續搜索房間，直至撲滅所有火焰后啟動回家程序，回到原始位置。尋跡程序流程圖