基于ARM2103的灭火机器人设计.doc

嵌入式设计系统实践论文 -------基于ARM2103的灭火机器人设计系 别： 机电学院　　 　专 业：　自动化　　 　班 级：　　093班　 　学 号：　　02 03　 　学生姓名：黄 文　黎书堂 　指导教师：　王 祖 麟 　 基于ARM2103灭火机器人的研究与设计摘要：随着社会与国家的发展，在经济迅速增长的同时，各种危险场所不可避免的火灾频繁出现，给社会安全造成了很多隐患，于是现代火灾及时补救已成为迫在眉睫需要解决的问题，救火早一刻就少一分损失，消防救援人员固然速度已经很快，但也需要一段不小的时间，而且进入救火现场还有生命危险的可能，于是消防机器人的理念诞生了，笨设计主要就是针对消防机器人的制作与研究，小车以ARM2103为控制核心，加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成电源电路提供系统所需的工作电源，专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前进后退以及转向，光电对管完成寻迹和避障，光敏电阻传感器检测火焰，灭火风扇进行灭火本设计制作的消防小车具有简易灭火功能，达到了实现现场灭火的目的，设计较好地完成了课题目标。

关键词：传感器；灭火机器人；直流电机；寻迹The Design of Dual Serial Server Based on ARM2103Abstract: With the social and national development, rapid economic growth, the inevitable fires a variety of dangerous places frequently, to the Social Security created a lot of hidden dangers, so the modern fire remedied in time, has become an urgent need to address the problem, the fire As early as the moment of loss on the Shaoyi Fen, fire rescue personnel of course, speed has been fast, but it also needs a big time, and enter the fire scene there is the possibility of life-threatening, so was born the concept of fire-fighting robot, stupid design is mainly for the production of fire-fighting robot and research, car in order to ARM2103 microcontroller to control the core,To power supply circuits, motor drives, photoelectric sensor circuit, the flame detection circuit, fire fans, and other circuit. Power circuit to provide the necessary working power supply systems, special-purpose motor driver chip drives car forward backward motor control, as well as steering, photoelectric tracing the completion of the tube and avoid obstacles, and photosensitive resistance sensor detects flame, fire-fighting fans put out the fire. This design produced a simple car fire extinguishing capabilities to achieve the realization of on-site fire-fighting purposes, the design goal of a better way to complete a task.Keywords: sensor; fire-extinguishing robot; DC motor; tracing第1章 绪论 1.1 机器人产生的背景 11.2 机器人技术发展现状 21.2.1 机器人的发展 21.2.2 灭火机器人 21.3 本文的主要内容及组织 3第2章 整体方案设计及背景知识 2.1 整体方案设计……………………………………………………………….……...42.2 硬件实现方案……………………………………………………………………....52.2.1 MCU的选择…………………………………………………………….…..52.2.2 电机的选择…………………………………………………………52.2.2 传感器的选择…………………………………………………….52.2.2. 火焰传感器的选择………………………………………………52.2.2. 避障传感器的选择………………………………………………52.2.3 硬件总体设计方案……………………………………………….72.3 软件实现方案……………………………………………………………7第3章 系统硬件电路设计 3.1 电源电路…………………………………………………………………143.2 微控制器模块设计………………………………………………………143.2.1 ARM2103…………………………………………… 3.2.2 ARM2103最小系统电路…………………………………3.3 电机驱动电路的设计……………………………………………………153.4 寻线电路的设计………………………………………………………….153.5 火焰检测电路的设计…………………………………………………….173.6 声音警报与灭火…………………………………………………………20 3.6.1 灭火驱动电路………………………………………………………. 3.6.2 声音警报电路………………………………………………………3.7 本章小结…………………………………………………………………….第4章 软件的实现4.1 软件开发平台介绍………………………………………………………244.2 主程序流程图……………………………………………………………244.3 寻线程序流程图………………………………………………………....254.4 灭火程序流程图………………………………………………………....264.5 本章小结…………………………………………………………………28第一章 绪论1.1 机器人产生的背景首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。

另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要那么什么是机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器那么这给机器人提出来更高层次的要求，展望21世纪，机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样，会深入地应用到各个领域，在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期，也是智能机器人发展的一个关键时期 刚才我们用了短暂的时间，讲了机器人的发展以及我们对机器人的看法，进行了简单地介绍，相信大家在今后的学习中，能够加入到我们研究机器人这个行列中。

1.2 机器人技术发展及现状1.2.1 机器人的发展机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展比如说日本，战后以后开始进行汽车的工业，那么这时候由于它人力的缺乏，它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率降低人的劳动强度，这是从社会发展需求本身的一个需求另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们逐渐的这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中,来需求能够解放人的一种奴隶那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要但另一方面，尽管人们有各种各样的好的想法，但是它也归功于电子技术，计算机技术以及制造技术等相关技术的发展而产生了提供了强大的技术保证 那么机器人怎么产生的呢？这是在1920年，有一个捷克斯洛伐克的一个作家叫卡佩克，他写了一本科幻小说，叫《罗萨姆的机器人万能公司》。

这本小说中他构思了一个和幻想了一个机器人，它的名字叫罗伯特，也就是我们英文中的Robot，它可以不吃饭，它能够不知疲劳的，不知疲倦地进行工作在1920年前后，大家也知道是在第一次世界大战以后，是各国工业发展比较迅速的时期，我们看到电影《摩登时代》，卓别林主演的人变成了机器人，在生产线中天天的进行劳动人们在这种烦躁的体力劳动中就幻想有一种能代替人完成这样工作的想像、一种需要，这个小说在1924年和1927年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家，还变成了一种当时的木偶剧和一些话剧，所以这样的一个机器人的名词就向全世界铺展开来，当时人们还认为是一个科幻小说，还没有把它跟我们日常的学习工作和生产结合起来 在20世纪70年代到20世纪80年代初期，工业机器人变成产品以后，得到全世界的普遍应用以后，那么很多研究机构开始研究第二代具有感知功能的机器人，出现了瑞典的ABB公司，德国的KUKA机器人公司，日本几家公司和日本的FUNAC公司，都在工。