滅火機器人 高田豐 （西南林學院 計算機與信息科學系，云南 昆明 650224） 摘 要： 隨著社會的進步， 機器人技術的不斷發(fā)展使得機器人的應用領域不斷擴展，從以往多應用于工業(yè)領域而漸漸融入人們的生活。消防機器人作為消防部隊中的新興力量，加入了搶險救災的行列。 而為了更好的為生產生活服務，滅火機器人技術的優(yōu)化勢在必行 。 本 文講述了滅火機器人的火源定位部分， 該部分包括三模塊，一為由八個傳感器組成的傳感器組，即溫度測量模塊；二為 A/D 轉換部分，即把傳感器測得的模擬信號轉換為可輸入單片機的數字信號；三為單片機部分 ，該部分對輸入信號進行處 理 ，并作出相應的控制。 火源定位是根據自由空間的能量損耗公式由測得溫度推算出來的。 這在以前的滅火機器人系統中從未用到過，也是本文的創(chuàng)新點。 關鍵詞： 滅火機器人 ， 機器人 ， 單片機 ， 紅外傳感器 Extinguish fire robot Tianfeng Gao (Dept. of Computer and Information Science, Southwest Forestry College, Kunming, Yunnan, 650224, China) Abstract: Along with the progress of the society, the development of robot technique make applied realm of the robot expand continuously, from the industry realm which was much applied in to melt into the peoples life gradually. The fire-fight robot, which is the new power within the fire fight troops, join to rob the insurance relief. And for the sake of being better in the service of life, the optimization of the fire-fight robot technical is imperative. This thesis relates to the fire source allocation part of the fire-fight robot. That part includes three modules, the first is the sensor group being made of eight sensors, which call the temperature measurement module； the second is the part for the A/D, which transform analog signal measured by sensors into digit signal being inputted into MCU； the third is a part of MCU, which process inputting signal and make relevant control. The fire source allocation is computed with measured temperature according to the energy loss formula of the free space. It has never used in the fire-fight robot system before, also the new ideas. Key words: extinguishing robot, robot, Single Chip Micro Computer, infrared transducer 目 錄 1 前言 . 1 2 概述 . 3 3 系統總體方案 . 5 3.1 系統方案設計的概述和設計步驟 . 5 3.1.1 系統總體方案的設計 . 5 3.1.2 系統的硬件設計 . 5 3.1.3 系統的軟件設計 . 6 3.2 系統功能的實現 . 6 3.3 系統方案設計中考慮的綜合因素 . 6 4 實驗系統的硬件設計 . 8 4.1 硬件器件的選擇 . 8 4.1.1 AT89C51 . 8 4.1.2 ADC0809 . 11 4.1.3 傳感器 . 12 4.2 硬件電路的實現 . 13 4.2.1 信號采集部分 . 13 4.2.2 信號的模數轉換部 分 . 14 5 紅外定位的算法設計 . 17 6 總結 . 22 參考文獻 . 23 指導教師簡介 . 24 致 謝 . 25 附 錄 . 26 1 前言 - 1 - 1 前言 機器人向人們展示的是一門集機、電、計算機、材料、 傳感器、控制技術于一體的綜合技術，也是一個國家科技水平的標志。機器人技術的發(fā)展，它應該說是一個科學技術發(fā)展共同的一個綜合性的結果，也同時，為社會經濟發(fā)展產生了一個重大影響的一門科學技術，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中，各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發(fā)展。 它也是生產力發(fā)展的需求的必然結果，也是人類自身發(fā)展的必然結果，那么人類的發(fā)展隨著人們這種社會發(fā)展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中，實現人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀 需要。 人們一般的理解來看，機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置，或者叫自動化裝置，它仍然是個機器，它有三個特點，一個是有類人的功能，比如說作業(yè)功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動作，它還有一個特點是根據人的編程能自動的工作，這里一個顯著的特點，就是它可以編程，改變它的工作、動作、工作的對象，和工作的一些要求，它是人造的機器或機械電子裝置。但從完整的更為深遠的機器人定義來看，應該更強調機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環(huán)境，能夠有學習、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。那么這 給機器人提出來更高層次的要求，展望 21 世紀，機器人將是一個與 20 世紀計算機的普及一樣，會深入地應用到各個領域，在 21 世紀的前20 年是機器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個重要時期，也是智能機器人發(fā)展的一個關鍵時期。 進入二十一世紀后，機器人技術的不斷發(fā)展使得機器人的應用領域不斷擴展，從以往多應用于工業(yè)領域而漸漸融入人們的生活。消防機器人作為消防部隊中的新興力量，加入了搶險救災的行列。從 1986 年日本東京消防廳首次在滅火中采用了 “彩虹 5 號 ”機器人后，消防機器人就逐漸在滅火救災領域得到廣泛的應用，消防機器人技術也 得到快速的發(fā)展。 我們之所以選擇做滅火機器人，概括起來有以下幾點。 首先，在從網上查找資料中，發(fā)現做滅火機器人的用途有很多，譬如，可以1 前言 - 2 - 自已發(fā)現火源，并且能夠準確定位，這樣就可以減少許多人發(fā)現不了的火災，從而也能減少財資的損失；同時，由于機器人能夠滅火，那么若大量把它們用在消防中，無疑也能避免消防人員人工滅火中的人身受傷。為此，我們組打算做滅火機器人。 其次，在準備的過程中，發(fā)現困難最多之處在于，如何讓它能準確定位、并且在發(fā)現火源時能控制自己的距離而不至于沖入火源？所以，在指導老師的引導下，最 后確定用 8 個光電傳器來定位、定距。當然，如何設計這個電路就是我們所要設計的機器人的核心部分了。 第三，對我們來說，最關鍵的是能在設計這個滅火機器人的過程中，重新復習，同時也是重新學習我們在這 4 年中本應該學的專業(yè)知識，為畢業(yè)后的工作做準備，讓自己能在找工作的過程中減少一點障礙，而增加一點信心。這一點對我們來說最重要，也是我們所要在整個畢業(yè)設計中尋找的最終目的。因為，我們在初步的調研與計劃中發(fā)現，不僅要用到以前學過的模電、數電、 C 語言、傳感技術等，概括起來幾乎是整個大不期間學過的基礎以用專業(yè)知識。 2 概述 - 3 - 2 概述 國外消防機器人發(fā)展。 國際上較早開展消防機器人研究的是美國和前蘇聯，稍后，英國，日本，法國，德國先等國家也紛紛開始研究該類技術。目前已有很多種功能不同的消防機器人用于救災現場。 日本投入應用的消防機器人最多。 60 年代，日本研制了不少于 5 種型號的自動駛滅火機器人，分別配備于大阪、東京、高石等消防部門，這類機器人以內燃機或電動機作為動力，配置驅動輪或履帶式行駛機構，能爬坡、越障礙；裝有較大噴射流量的消防槍炮，能作俯仰和左右回轉；裝有氣體檢測儀器和電視監(jiān)視設備；通過電纜或無線控制，控制距離最大為 100m,另一類機器人為偵察、搶險機器人，除裝有氣體檢測儀器和電視監(jiān)視器設備外。 美國已研制出能依靠感覺信息控制的救災智能化機器人，如 1994 年用于探測阿拉斯加州斯珀活火山的“但丁 2 號”，抓獲殺人犯的 RNI-9 型遙控消防機器人等。亞利桑諾州消防部門研制的消防機器人，裝有破拆工具和消防水槍，能一邊破拆，一邊噴射滅火。 英國智能化保安公司的 RO-VEH 遙控消防車已裝備于中部和西部消防門，配備為履帶式或輪式行駛機構，能抓樓梯，通過電纜供電或自攜蓄電池供電。裝有消防水炮、攝像機或熱像儀，采用有線控制方式。 1985 年英國中西部 門和 SAS公司聯合研制的機器有消防車，用 Hunter汽車改裝而成，裝有雙臂、水槍、探測器（溫度、化學物質、輻射等）、工業(yè)電視攝像機、紅外線裝置。機械手用來啟閉閥門、搬移物品或開門等。 前蘇聯彼得拉機廠與內務部消防科研所共同研制的消防機器人具有視覺功能，裝有消防水槍，光電探頭和工業(yè)電視攝像機等。 我國從八十年代末期開始消防機器人的研究，公安部上海消防研究所等單位在消防機器人的研究中取得了大量的成果， 自行式消防炮 已經投入市場， 履帶輪式消防滅火偵察機器人 也于 2000 年 6 月通過了國家驗收。但是，我國消防機 器人的研究還處在初級階段，還有許多有待研究的問題。比如，高層建筑發(fā)生火災時，消防人員不可能在短時間內到達高處的火災發(fā)生地點，在地下建筑中，2 概述 - 4 - 由于環(huán)境比較潮濕，煙氣不易擴散，消防人員不容易快速的判定火源位置；而在石化企業(yè)發(fā)生火災時，將產生大量的毒氣，消防人員在滅火時極易中毒。研制能夠用于這些場合的偵察滅火機器人，協助消防人員進行火災的定位和滅火，將有極大的社會意義 。 3 系統總體方案 - 5 - 3 系統總體方案 本章介紹的內容如下： 系統方案的概述和設計步驟 系統功能的實現 系統方案設計中考慮的綜合因素 通過對本章的了解，可以讓大家對本次實 驗系統的設計有個大概的了解，對系統方案的設計也是進行設計前所必須的，這直接關系到后面的設計。 3.1 系統方案設計的概述和設計步驟 在本次系統的具體設計中，硬件 設計和軟件的算法設計 兩大快，首先是硬件的設計 ， 其次再進行軟件算法的設計 ，軟件 算法的設計 要參考硬件的設計，所以雖然兩大快分別做介紹，但是始終要保持軟硬結合。 本次系統開發(fā)主要有三個步驟： （ 1） 系統總體方案的設計 （ 2） 系統的硬件設計 （ 3） 系統的軟件設計 3.1.1 系統總體方案的設計 本系統是滅火機器人的火源探測部分，包括火源的定向定位。系統使用紅外測溫傳感器測出火源與機器人所在地的溫 度差，并利用 自由 空間電波的衰減公式導出火源與各傳感器的距離，再根據平面幾何關系計算出火源的方向與距離。 這樣，機器人就可以根據此數據進行火源的探測，并滅火。 3.1.2 系統的硬件設計 本系統是基于 51 單片機的系統。 首先 ， 是數據采集也即是測溫模塊，該模塊由包括八個紅外測溫傳感器的傳感器組組成 。 其次 ， 是模數轉換部分，該部分由一片 ADC0809 構成，完成信號采集與信號處理即傳感器與單片機之間的連接，紅外測溫傳感器的輸出信號為模擬信號， 51 系列3 系統總體方案 - 6 - 單片機所需要的輸入信號為數字信號，只有 通過 A/D 轉換才能處理傳感器測得信號。 最 后 ， 就是單片機部分，該部分作為中央樞紐，控制整個系統的運作。 測溫模塊測得的數據要在此進行處理，以指導 整個系統在 下一步的工作。 火源探測模塊的框圖如 圖 3-1 所示 ： 圖 3-1 3.1.3 系統的軟件設計 該部分的軟件設計主要是涉及到傳感器測得溫度與火源定位的關系。 火源定位是根據自由空間的能 量損耗公式由測得溫度推算出來的。 3.2 系統功能的實現 傳感器組把測得溫度分別通過模數轉換傳給單片機，單片機通過一定的處理，比較得出溫度最高的三個傳感器，根據能量在自由空間的衰減規(guī)律可知，火源與傳感器的距離與傳感器測得溫度的大小 呈 負相關， 溫度越高，距離火源越近，所以，火源即在這三個傳感器所對的那個方向上 具體的方位可以通過相應的公式計算出來，這將在第五章中詳細推算。 單片機再根據測算結果來計算出機器人要走的路線，并以此來控制機器人的動作。 3.3 系統方案設計 中考慮的綜合因素 總體方案做指導，指揮全局，設計的初期只 能做個大的方向大體規(guī)劃，方案要不斷修改，才能體現其完善。當然，這里提的只是慢慢向完善靠攏，方案的設計中，大抵不用考慮細節(jié)，細節(jié)方面的考慮在系統的硬件設計和軟件設計方面尤其重要，細節(jié)體現品質，在具體的設計中，打敗這個設計的最終結果的，往往不在方案上，而在細節(jié)的把握上，所以本次設計中，在硬件設計和軟件設計方面更加注意了細節(jié)的把握，盡量用自己所學的東西讓系統盡量沒有什么差錯。 上面介紹了本次設計中要設計的各模塊的功能及相互間的連接 ，這里主要介紅外測溫模塊 A/D 轉換模塊 51 單片機 3 系統總體方案 - 7 - 紹在本次實驗系統方案設計中要綜合考慮的因素 , 本次設計方案當中，盡量對各個方面進行了周密考慮，希望能制定出一個合理的，周全的方案，在所做方案中具體考慮了以下的幾點： 硬件的選擇能否適應系統提出的要求 硬件芯片是否能夠買到，或者是否和你的預期花費有矛盾換句話說，就是你要用的東西一定要能買到而且要相對你來說不要太貴，這點要求很實際，以做過的工程而言，這個是必須考慮的東西，你不可能用了一個片子，卻不知道它是否還在生產，就算它還在生產，也要事先知道它的價格，考慮的程度上可以更進一步，靈活的使用芯片，同功能價格比較低的芯片還是很多的。 硬件實現的接口問題，在實際的系統設計中，要實現 很多的通信， 比 如說，單片機與芯片之間的通信 ，傳感器與芯片之間的通信 等，采用什么樣的接口比較重要 。 所設計的硬件系統的資源能否滿足要求，比如說：片上的 ROM 和 RAM 能否滿足軟件要求， 傳感器的選擇是否符合算法要求等 。4 實驗系統的硬件設計 - 8 - 4 實驗系統的硬件設計 4.1 硬件器件的選擇 4.1.1 AT89C51 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 高密 度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖 4-1 1主要特性： 8031 CPU 與 MCS-51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ) 全靜態(tài)工作： 0Hz-24KHz 三級程序存儲器保密鎖定 128*8 位內部 RAM 32 條可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數器 6 個中斷源 4 實驗系統的硬件設計 - 9 - 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 2管腳說明 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據 /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管 腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個TTL 門電流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電 流（ ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷 0） 4 實驗系統的硬件設計 - 10 - P3.3 /INT1（外部中斷 1） P3.4 T0（記時器 0 外部輸入） P3.5 T1（記時器 1 外部輸入） P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通） P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 /EA/VPP ：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及 內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 3振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL24 實驗系統的硬件設計 - 11 - 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電 平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 4.1.2 ADC0809 ADC0809 的引腳如圖 4-2 所示，它采用 28 線雙列直插式封裝。各引腳功能如下： 圖 4-2 D7 D0 8 位數字量輸出端?？芍苯咏尤雴纹瑱C的數據總線。 4 實驗系統的硬件設計 - 12 - IN7 IN0： 8 路模擬量輸入端。在多路開關控制下，某一時刻只能有一路模擬量經相應通道輸入到 A/D 轉換器的比較器中。 ALE：地址鎖存信號輸入端。該信號的上升沿可將地址選擇信號 ADDA, ADDB, ADDC 鎖入地址寄存器內。 START：啟動 A/D 轉換信號輸入端。該信號的上升沿用以清除 ADC 內部寄存器，下降沿用以啟動 A/D 轉換器工作。 EOC：轉換結束信號 輸出端。轉換結束后該端將由低電平跳轉為高電平。 OE：輸出允許控制端，高電平有效。該信號用以打開三態(tài)數據輸出鎖存器，將轉換后的 8 位數據送至單片機的數據總線上。 CLOCK：轉換定時時鐘輸入端，它的頻率決定了 A/D 轉換器的轉換速度。時鐘頻率既不能高于 640 kHz，也不能低于 100 kHz，對應的轉換速度為 100 。 ， ： A/D 轉換器參考電壓的正、負端。它們可以不與本機電源和地相連，但 不得為負值，且不得高于 ，還要滿足 + /2 與 /2之差不得大于 0.1V。 ADDA， ADDB， ADDC：多路開關地址選擇輸入端。 ， GND： +5V 電源及地。 4.1.3 傳感器 我們選擇的是 TTS 型熱釋電非接觸式溫度傳感器。 熱釋電紅外傳感器 TTS1000 和 TTS2000 系列是根據 LiTaO3 的熱 釋電效應設計的，用作檢測器的熱釋電材料具有自發(fā)極化，其晶面能俘獲大氣中的自由電荷，從而保持中性，當晶面溫度稍有變化即引起自發(fā)極化強度的變化，從而使晶面電荷量發(fā)生相應的變化。 熱釋電體兩面的電極之間連接高阻抗負荷，為了將溫度變化引起的表面電荷量的變化轉換為輸出電壓的變化，內部裝場效應晶體管，同時加上阻抗匹配的電路，其結構如 圖 4-3，特性參數如 表格 4-1。 4 實驗系統的硬件設計 - 13 - 圖 4-3 表格 4-1 量程 / C 工作溫度 / C 負載阻抗/k 功率 /mW 耐溫性 /（ %） 響應頻率/Hz 電壓 /VDC 電流 /mA 電壓靈敏度 /（ V/W） -1001200 -2060 10 0 25 5 0 3100 5 TA COS =(BD2+BC2-CD2)/2*BD*BC (5-8) ABC=135 EBC=112.5 =112.5 - (5-8) 把式（ 5-5），（ 5-6），（ 5-7）代入式（ 5-8）得出 =112.5 -arccosRRBDCDBDTTTTTT22*10*210)22(10)09.4lg( l g)09.4lg( l g22)09.4lg( l g2 （ 5-9） 角即為 OB方向與 火源方向的夾角， 設 OF 方向為機器人行走方向，也即機器人正面方向， 可 再設傳感器組上 F 為第一個 傳感器 點， B 為順時針方向上的第 N 個傳感器（ N=1， 2， 3， 8） ， 則 OB 與 OF 的夾角為 45 *（ N-1）， 如此，則機器人行走方向與火源方向的夾角為 5 紅外定位的算法設計 - 20 - =45 *（ N-1） + =45 *（ N-1） +112.5 -arccosRRBDCDBDTTTTTT22*10*210)22(10)09.4lg( l g)09.4lg( l g22)09.4lg( l g2 根據此夾角調整機器人的方向， 即機器人按順時針方向轉動 ， 即能準確找出火源位置。 按照此算法，該模塊火源探測的步驟可用如下框圖表示： 圖 5-3 可以根據公式 BD=10lgT-lgTB-4.09 計算出機器人與火源的時實距離，可在程序中設置，當 BD 小于某一設定數值時，機器人停止前進，并開始滅火。 此次 我們實驗用的火源是用蠟燭作模擬火源，蠟燭的外焰溫度為 500 度， 代入 5 紅外定位的算法設計 - 21 - 式 (5-3)得： d=10-(lgTX+1.39) 溫度隨距離的變化曲線為： 溫度 &距離 變化 曲線00.20.40.60.8150 100 200 300 400 450溫度 (C)距離(m)圖 5-4 6 總結 - 22 - 6 總結 本次實驗我們做的是以 51 系列單片機為基礎的滅火機器人系統。 這是一個集模電、數電、單片機、軟件、機電等科目為一體的綜合性實習內容。通過本次實驗，不僅 復習了我們所學過的各學科知識，更是培養(yǎng)了我們綜合考慮問題的能力， 從設計到實施，從硬件到軟件，每一個細節(jié)都是不可忽略的，每一步都必需是認真的，因為作為一個系統，一部分并不只是一部分，它能否按預期的設計正常運行關系還關系其他部分的任務的實施。 我們組有三個人，每人在完成各自任務的 同時也不忘多與其他成員交流，這過程加強我們的團隊精神。為以后在工作中更好與同事合作打下了基礎。 再 則就是資料的搜集。 首先我們認真復習了以前所學的知識，盡量運用以前的知識解決問題，設計上，比如在選擇芯片時也盡量用書本上學過的，因為， 第一 ，書上選擇的芯片都是比較常見的，通用的，考慮到后面的實物設計，在市場上比較好買，價格也應該比較合理， 再者 ，書上講過的芯片，我們了解得比較多，對各引腳的功能比較熟悉，運用起來也比較方便。 其次，以前學過的知識不能解決的部分，我們會到圖書館或網上查一些相關的資料，選中相關的可能用到的 部分自己學習，再有不懂的就請教老師或是周圍的同學。 在這個過程中，我們更好的學會了利用圖書館及網絡資源 ，加強了我們的自學能力，也學到了不少的東西。 另外，我們設計的 此 種火源探測 方案適合在比較理想的環(huán)境下進行。將來用于現實 的生活中，還需與機器人其他功能的完整結合。如果時間充分，我們將用此方案在實際中進行測試，以改正不合理的部分 ,完善此種火源探測方案。 參考文獻 - 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