智能灭火小车(5)

中轴线位于地面引导线的左侧，位置状态=001，使小车右转。

从上面的分析可得：在寻迹时，选用3只反射式红外传感器就可以实现小车沿曲线行走。当小车偏离白线时，根据在白线上光电管的分布情况来调整小车的行进姿态。 3.6 火焰检测电路的设计 3.6.1 红外测温传感器TN9

红外测温传感器选用凌阳科技公司生产的TN9红外测温传感器，可测量目标温度和环境温度。它采用非接触测温手段，解决了传统测温中需要接触的问题。红外测温模块根据大气状况最远测温距离约30m，测量回应时间大约为0.5s，而且，它具备SPI接口，可以很方便地与单片机传输数据。外型如图13所示：

图13 TN9红外测温传感器外形

3.6.2 红外测温传感器引脚

红外测温模块的引脚如图2所示。其中V为电源电压引脚VCC，VCC一般为3V到5V之间的电压；D为数据接收引脚，没有数据接收时D为高电平；C为2kHz Clock输出引脚（这里需要注意，只有为TN9供上电源，C脚就有2kHz的方波信号输出）；G为接地引脚；A为测温启动信号引脚，低电平有效。

TN9的基本特性如表3-2所示：

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表3-2 TN9红外测温传感器特性

信号采集是系统通过红外测温传感器来测温度,左边为红外传感器组,是信号的原始采集部分，它由八个红外测温传感器组成。传感器测得的信号直接输入到ATMEGA128单片机A/D转换器的模拟信号输入端口。电路图如图14所示：

图14 红外测温电路

3.7 灭火与音报警系统的设计 3.7.1 灭火驱动电路

灭火风扇的驱动电路如图15所示。其中Port1，Port2分别接到单片机的P0.5、P0.6接口上。单片机输出Port1，Port2控制信号用以驱动灭火电机动作。由于选用的是增强型MOS管，所以，当Port信号为高时，MOS管在VGS下开始工作，MOS导通，风扇开

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始动作，进行灭火；当Port信号为低时，由于增强型MOS管特点，VGS=0时，iD=0。此时，MOS截止，风扇不动作。

图15 灭火驱动电路

3.7.2 声音报警电路

声音报警电路如图16所示：

图16 声音报警电路

控制信号为“SPEAK”，接至单片机的I/O口的P1.6脚。当“SPEAK”为高电平时，三极管基级为高电平，此时，三极管处于截止状态，蜂鸣器不工作；当“SPEAK”为低电平时，三极管处于放大工作状态，驱动蜂鸣器，开始发声，蜂鸣器工作。

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4 软件实现

本章介绍了此次毕业设计使用的编程工具μVision2 IDE，介绍了主要的控制模块程序，编写相应的控制程序，主要是寻迹控制程序和灭火控制程序。 4.1 软件开发平台介绍

编程语言选用C语言。汇编语言作为传统的嵌入式系统的编程语言，具有执行效率高的优点，但其本身是低级语言，编程效率较低，可移植性和可读性差，维护极不方便。而C语言以其结构化，容易维护，容易移植的优势满足开发的需要。

MCS-51是支持C语言编程的编译器，它主要有两种：Franklin C51编译器和Keil C51编译器，本论文简称C51。C51是专为MCS-51开发的一种高性能的C编译器。由C51产生的目标代码的运行速度极高，所需存储空间极小，完全可以和汇编语言媲美。

Keil软件公司提供的专用8051嵌入式应用开发工具套件，可以编译C源文件、汇编源文件、连接定位目标模块和库、生成并调试目标程序，为实际的每一种8051及其派生系列产品生成嵌入式应用系统。Keil C51交叉编译器兼容ANSI（美国国家标准协会）C编译器，专用于为8051微控制器系列生成快速紧凑的目标代码。使用Keil 8051开发工具套件，以工程的形式组织各种文件，工程开发周期与任何其他软件开发工程的周期大致相同。

μVision2 IDE是Keil公司提供的用于开发MCS-51系列芯片的汇编语言与C程序的集成开发环境，是标准的Windows应用程序，同其他Windows应用程序一样，μVision2 IDE环境包括菜单、工具条、编辑及显示多种窗口。μVision2 IDE支持使用的Keil C51工具，包括C编译器、宏汇编器、连接定位器、目标代码到HEX的转换器。 4.2 主程序流程图

主程序流程图如图17所示：

用左手法则搜索整个房间，可以容易地检测到房间各个角落，避免出现检测盲区。在小车行进过程中检测火焰，一旦发现火焰则切换到趋光程序，计算火焰位置，准确定位并启动风扇灭火，灭火后检测火焰是否被扑灭，确定火焰被扑灭后计数并回到发现火焰的位置继续搜索房间，直至扑灭所有火焰后启动回家程序，回到原始位置。

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图17 主程序流程图

4.3 寻迹程序流程图

寻迹的程序流程图如图18所示：

小车寻迹时，由ST178红外对管检测地面引导线，反射光越强，值越大；发射光越弱，值越小。程序开始，先将小车放在引导线上，测得引导线与地面背景的值，求出平均值作为阀值。若检测值大于阀值，则对应的是白色引导线，若检测值小于阀值，则对应的是深色背景。通过比较三个寻迹传感器的结果，来得出小车的位置状态，从而控制

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